Exposure to endocrine-disrupting chemicals and infant size and immune-related outcomes in South African children

Endocrine Disrupting Chemicals (EDCs) are compounds that may mimic or disrupt the normal functioning of hormones, such as thyroid and sex hormones, which are essential for human development. Emerging evidence indicates that early-life exposure to EDCs is associated with several health issues including impaired growth and immune dysfunction. This thesis aims to evaluate relations between exposure to EDCs and infant body size and immune function, specifically asthma and respiratory allergy symptoms as well as infection rates among children. In Objective 1, bisphenols were measured in breast milk samples collected 4-8 weeks postpartum from mothers in rural (Vhembe District, Limpopo; n=193) and urban (Pretoria, Gauteng; n=189) South Africa as well as Canada (Montreal; n=206). I found that bisphenol concentrations were consistently higher in Vhembe relative to Pretoria; in Montreal, only BPS was detected. In addition, I estimated associations between bisphenol concentrations and body size among South African infants using linear marginal structural models. Overall, detection of total BPAF was associated with greater infant length (β = 0.38 SD, 95% CI = 0.09, 0.68) and head circumference (β = 0.52 SD, 95% CI = 0.23, 0.81); however, associations were stronger in Pretoria. In contrast, in Vhembe, a tenfold increase in total BPA concentration was associated with a 0.20 SD decrease in head circumference (95% CI = -0.39, -0.01).For Objective 2, I used data from the Venda Health Examination of Mothers, Babies and their Environment (VHEMBE), a birth cohort study based in the Limpopo province of South Africa, where pyrethroid insecticides are used for indoor residual spraying (IRS) to control malaria. I estimated associations between maternal concentrations of pyrethroid metabolites, measured in urine samples collected at delivery, and the risk of asthma and respiratory allergies among children aged 3.5 (n=647) and 5 years (n=620) using Poisson marginal structural models. I found that a 10-fold increase in maternal urinary cis-DCCA, trans-DCCA and 3-PBA concentrations were associated with more than a doubling in the risk of doctor-diagnosed asthma (RRcis-DCCA = 2.1, 95% CI = 1.3, 3.3; RRtrans-DCCA = 2.1, 95% CI = 1.1, 3.9; RR3-PBA = 2.4, 95% CI = 1.0, 5.8) and a 70-80% increase in the risk of wheezing or whistling in the chest (RRcis-DCCA = 1.8, 95% CI = 1.1, 3.0; RRtrans-DCCA = 1.7, 95% CI = 1.1, 2.6; RR3-PBA = 1.8, 95% CI = 1.0, 3.3) and suspected asthma (RRcis-DCCA = 1.8, 95% CI = 1.1, 3.1; RRtrans-DCCA = 1.8, 95% CI = 1.1, 2.8). I also observed that higher concentrations of cis-DBCA and 3-PBA were related to increases in the risks of dry cough at night (RR = 3.5, 95% CI = 1.3, 9.5) and seasonal rhinoconjunctivitis (RR = 2.0, 95% CI = 1.1, 3.9), respectively. For Objective 3, I used data from the VHEMBE cohort (n=472) to determine associations between maternal exposure to pyrethroids during pregnancy and infection rates among early school aged children. Data on infection symptoms were collected via repeated questionnaires and associations were estimated using Poisson marginal structural models. I found that a 10-fold increase in maternal urinary concentrations of cis-DCCA, trans-DCCA, and 3-PBA were associated with about a doubling in the rate of persistent fever (Incidence Rate Ratio [IRR]cis-DCCA = 1.9, 95% CI = 1.2, 3.2; IRRtrans-DCCA = 2.2, 95% CI = 1.4, 3.5; IRR3-PBA = 1.9, 95% CI = 1.0, 3.4). I also observed that higher concentrations of trans-DCCA were related to a 70% increase in the rate of diarrhea (IRR = 1.7, 95% CI = 1.0, 2.8). Overall, these findings add to the growing body of evidence suggesting that bisphenols and pyrethroids may disrupt early growth and immune development, increasing the risk of asthma and rate of infections Les perturbateurs endocriniens (PE) sont des composés qui peuvent imiter ou interférer avec le fonctionnement normal des hormones, telles que les hormones thyroïdiennes et sexuelles, essentielles au développement humain. De nouvelles données indiquent que l'exposition précoce aux PE est associée à plusieurs problèmes de santé, notamment des troubles de la croissance et un dysfonctionnement immunitaire. Cette thèse vise à évaluer les relations entre l'exposition aux PE ainsi que la taille corporelle et la fonction immunitaire chez les nourrissons, en particulier les symptômes d'asthme et d'allergies respiratoires, ainsi que les taux d'infection chez les enfants. Dans le cadre de l'objectif 1, les bisphénols ont été mesurés dans des échantillons de lait maternel prélevés 4 à 8 semaines après l'accouchement auprès de mères vivant en milieu rural (district de Vhembe, Limpopo; n=193) et urbain (Pretoria, Gauteng ; n=189) en Afrique du Sud, ainsi qu'au Canada (Montréal; n=206). J'ai constaté que les concentrations de bisphénol étaient systématiquement plus élevées chez les mères résidant à Vhembe relativement à Pretoria. À Montréal, seul le BPS a été détecté. De plus, j'ai estimé les associations entre les concentrations de bisphénol et la taille corporelle chez les nourrissons sud-africains à l'aide de modèles structuraux marginaux linéaires. Globalement, la détection du BPAF total était associée à une plus grande taille du nourrisson (β = 0.38 Écart Type [ET], Intervalle de Confiance à 95 % [95% IC] = 0.09, 0.68) et à une circonférence de la tête plus grande (β = 0.52 ET, 95% IC = 0.23, 0.81). Cependant, les associations étaient plus fortes à Pretoria. En revanche, à Vhembe, une augmentation de dix fois de la concentration totale de BPA était associée à une diminution de 0.20 ET de la circonférence de la tête (95% IC = -0.39, -0.01).Pour l'objectif 2, j'ai utilisé les données de l'étude de cohorte de naissance Venda Health Examination of Mothers, Babies and their Environment (VHEMBE), menée dans la province de Limpopo en Afrique du Sud, où les insecticides pyréthrinoïdes sont utilisés dans le cadre de pulvérisation intradomiciliaire (PID) pour lutter contre le paludisme. J'ai estimé les associations entre les concentrations maternelles des métabolites de pyréthrinoïdes, mesurées dans des échantillons d'urine prélevés à l'accouchement et le risque d'asthme et d'allergies respiratoires chez les enfants âgés de 3,5 ans (n=647) et 5 ans (n=620) à l'aide de modèles structuraux marginaux de Poisson. J'ai constaté que des augmentations de 10 fois des concentrations de cis-DCCA, trans-DCCA et 3-PBA étaient associées à plus d'un doublement du risque d'asthme diagnostiqué par un médecin (RRcis-DCCA = 2.1, 95% IC = 1.3, 3.3; RRtrans-DCCA = 2.1, 95% IC = 1.1, 3.9; RR3-PBA = 2.4, 95% IC = 1.0, 5.8) et à une augmentation de 70 à 80 % du risque de respiration sifflante ou de sifflement dans la poitrine (RRcis-DCCA = 1.8, 95% IC = 1.1, 3.0; RRtrans-DCCA = 1.7, 95% IC = 1.1, 2.6; RR3-PBA = 1.8, 95% IC = 1.0, 3.3) et suspicion d'asthme (RRcis-DCCA = 1.8, 95% IC = 1.1, 3.1; RRtrans-DCCA = 1.8, 95% IC = 1.1, 2.8). J'ai également observé que des concentrations plus élevées de cis-DBCA et de 3-PBA étaient liées à une augmentation des risques de toux sèche nocturne (RR = 3.5, 95% IC = 1.3, 9.5) et de rhinoconjonctivite saisonnière (RR = 2.0, 95% IC = 1.1, 3.9), respectivement.Pour l'objectif 3, j'ai utilisé les données de la cohorte VHEMBE (n=472) pour déterminer les associations entre l'exposition maternelle aux pyréthrinoïdes pendant la grossesse et les taux d'infection chez les enfants d'âge scolaire. Les données sur les symptômes d'infection ont été recueillies au moyen de questionnaires répétés et les associations ont été estimées à l'aide de modèles structurels marginaux de Poisson. J'ai constaté qu'une augmentation de 10 fois des concentrations urinaires maternelles de cis-DCCA, trans-DCCA et 3-PBA était associée à plus d'un doublement du taux de fièvre persistante (rapport des taux d'incidence [RTI]cis-DCCA = 1.9, 95% IC = 1.2, 3.2; RTItrans-DCCA = 2.2, 95% IC = 1.4, 3.5; RTI3-PBA = 1.9, 95% IC = 1.0, 3.4). J'ai également observé que des concentrations plus élevées de trans-DCCA étaient liées à une augmentation du taux de diarrhée (RTI = 1.7, 95% IC = 1.0, 2.8). Globalement, ces résultats s'ajoutent aux preuves croissantes suggérant que les bisphénols et les pyréthrinoïdes pourraient perturber la croissance et le développement immunitaire chez les enfants, augmentant ainsi le risque d'asthme et le taux d'infections