Het Amerikaanse Environmental Protection Agency (EPA) voert experimenten uit waarbij vrijwillige deelnemers ermee instemmen om gedurende korte perioden opzettelijk te worden blootgesteld aan specifieke verontreinigende stoffen in beperkte concentraties om belangrijke informatie te verkrijgen over de effecten van buitenluchtverontreiniging op de menselijke gezondheid. Een nieuw rapport van de National Academies of Sciences, Engineering, en Medicine vindt dat deze onderzoeken gerechtvaardigd zijn en beveelt aan om ze voort te zetten onder twee voorwaarden:wanneer ze aanvullende kennis opleveren die beleidsbeslissingen en regulering van verontreinigende stoffen informeert die niet op andere manieren kunnen worden verkregen, en wanneer het redelijk voorspelbaar is dat de risico's voor deelnemers aan de studie niet groter zullen zijn dan biomarker of fysiologische reacties die van korte duur en omkeerbaar zijn.

In onderzoeken naar gecontroleerde blootstelling door inademing bij de mens (CHIE) deelnemers worden blootgesteld aan een of meer veelvoorkomende luchtverontreinigende stoffen, meestal gedurende enkele uren in concentraties die naar verwachting geen nadelige reacties zullen veroorzaken. Het doel is om tijdelijke en omkeerbare reacties waar te nemen zonder klinische effecten te veroorzaken. De onderzoeken zijn ontworpen om de effecten van externe factoren te minimaliseren en richten zich op de relatie tussen de experimentele blootstellingsomstandigheden en de biologische respons die wordt gemeten, bijvoorbeeld, een tijdelijke verandering in de longfunctie. Deze experimenten worden gedaan om de toxiciteitsroutes te begrijpen waardoor blootstelling aan luchtverontreinigende stoffen kan leiden tot ziekte of vroegtijdig overlijden van gevoelige personen in de algemene bevolking.

Resultaten van CHIE-onderzoeken worden gebruikt om de periodieke beoordeling van de nationale luchtkwaliteitsnormen (NAAQS) voor veelvoorkomende verontreinigende stoffen, zoals ozon en fijnstof (PM), en adviseren over andere beleidsbeslissingen. Het NAAQS-proces is van groot belang voor de gezondheid omdat het de concentraties van deze verontreinigende stoffen in de buitenlucht reguleert. De commissie die de studie uitvoerde en het rapport schreef, onderzocht de bijdragen van CHIE-experimenten aan de wetenschappelijke informatie die werd gebruikt voor de beoordelingen van NAAQS voor ozon en PM. Ozon- en PM CHIE-onderzoeken hebben onderzoekers in staat gesteld de effecten van blootstelling aan dergelijke individuele verontreinigende stoffen te scheiden van effecten die verband houden met blootstelling aan complexe omgevingsmengsels. Ze hebben unieke informatie verschaft over kortetermijnblootstelling-responsrelaties die niet kan worden verkregen uit inhalatiestudies bij dieren of epidemiologische studies van mensen die bezig zijn met hun normale dagelijkse activiteiten.

Om het veiligheidsniveau te beoordelen dat wordt geboden door onderzoeksprotocollen en de waarschijnlijkheid dat deelnemers ernstige gezondheidseffecten met langetermijngevolgen ervaren, de commissie beoordeelde acht recente CHIE-onderzoeken. De commissie concludeerde dat de maatschappelijke voordelen van CHIE-onderzoeken groter zijn dan de risico's voor de deelnemers aan de acht onderzochte onderzoeken, die waarschijnlijk niet groot genoeg zijn om zorgwekkend te zijn. EPA past een brede reeks gezondheidsevaluatiecriteria toe bij het selecteren van deelnemers om te bepalen dat er geen reden is om aan te nemen dat hun deelname aan het onderzoek zal leiden tot een nadelige gezondheidsreactie. Kort daarvoor wordt de gezondheidstoestand van de proefpersonen gevolgd, gedurende, en onmiddellijk na de blootstellingsonderzoeken en meestal opnieuw ongeveer 24 uur later.

De biologische reacties van de deelnemers aan eerdere onderzoeken, zoals voorzien door het onderzoeksprotocol, verdween zodra de blootstelling aan luchtverontreinigende stoffen stopte en leidde niet tot ernstige effecten met gevolgen op lange termijn. Van de 845 opzettelijke blootstellingen aan verontreinigende stoffen die van januari 2009 tot oktober 2016 in de studiefaciliteit van EPA zijn uitgevoerd, een deelnemer ontwikkelde een onverwachte episode van onregelmatige hartslag tijdens een experimentele PM-blootstelling. Het individu keerde spontaan terug naar een normale hartslag, binnen twee uur na de blootstelling, en werd een nacht ter observatie in het ziekenhuis opgenomen. Deze ene ziekenhuisopname, wat overeenkomt met 0,1 procent van de experimentele blootstelling aan verontreinigende stoffen, illustreert dat ondanks aanzienlijke inspanningen om potentiële deelnemers te screenen, er is een zeker risico in deze onderzoeken. De commissie zei dat het niet mogelijk is om definitief te zeggen dat er geen risico was voor de proefpersonen in deze onderzoeken.

"Tijdens de communicatie met potentiële deelnemers, het is vooral belangrijk om de risico's goed te karakteriseren, " zei Robert Hiatt, hoogleraar epidemiologie en biostatistiek aan de Universiteit van Californië, San Francisco, en voorzitter van de commissie. "EPA moet er alles aan doen om ervoor te zorgen dat deze beschrijvingen nauwkeurig zijn, wetenschappelijk onderbouwd, en begrijpelijk voor mensen."

Het rapport roept op tot verbeteringen in de manier waarop toestemmingsinformatie wordt gecommuniceerd met potentiële deelnemers. Bijvoorbeeld, sommige van de huidige toestemmingsdocumenten die door EPA worden gebruikt, zijn beperkt door hun gebruik van ingewikkelde en technische taal. De commissie adviseerde EPA om duidelijke taal te gebruiken bij het presenteren van risico's, informatie verstrekken over het optreden van ernstige bijwerkingen die verband houden met eerdere CHIE-onderzoeken, en uitleggen hoe die gebeurtenissen zijn opgelost.

Hoewel niet alle mogelijke risico's kunnen worden vermeld in een proces voor het vrijgeven van toestemming, het rapport van de Academies zegt dat formulieren voor toestemming voor onderzoek alle gezondheidsrisico's moeten vermelden waarvoor er enig geloofwaardig bewijs is dat er schade kan optreden. Risico's die waarschijnlijk door deelnemers als belangrijk worden beschouwd, moeten worden opgenomen, ook al is er geen geloofwaardig bewijs dat ze redelijkerwijs te voorzien zijn. Bijvoorbeeld, deelname aan een PM CHIE-onderzoek zou weinig risico op kanker of hartaandoeningen opleveren, omdat de mate van blootstelling tijdens het onderzoek erg klein is in vergelijking met de totale PM-blootstelling die veel mensen gedurende vele jaren in de VS ervaren. In aanvulling, elke toename van het risico op chronische ziekten als gevolg van blootstelling aan PM in de onderzoeken zou verdwijnend klein zijn, zegt het rapport. Volgens de commissie is mensen zelf risico's laten beoordelen en bepalen of ze die risico's willen nemen, is essentieel voor het respecteren van de autonomie van deelnemers.

Vooruit gaan, het rapport beveelt aan dat EPA regelmatig de informatie over het risicoprofiel van groepen die gevoelig zijn voor blootstelling aan luchtverontreinigende stoffen herziet en bijwerkt om beslissingen te nemen over wie moet worden opgenomen in CHIE-onderzoeken en wie moet worden uitgesloten. Het rapport beveelt ook aan dat de EPA regelmatig een externe wetenschappelijke adviescommissie van experts bijeenroept om ervoor te zorgen dat de belangrijkste CHIE-studieonderwerpen worden geselecteerd om de nauwkeurigheid en impact van elke studie te maximaliseren.