Lung cancer among silica-exposed workers: the quest for Truth between chance and necessity / Tumore polmonare nei lavoratori esposti a silice: la ricerca della verità tra caso e necessità

Background: In 1997, IARC upgraded crystalline silica to a Group 1 human carcinogen. However, the IARC report itself acknowledged variations in risk depending on inherent characteristics of the crystalline silica or external factors affecting its biological activity or distribution of its polymorphs. Methods: We reviewed silica physical and physico-chemical properties and how such properties may affect its interaction with the target cells. Studies of silica, silicosis and lung cancer published from 1997 onwards are then reviewed in the search of any new advances in knowledge about silica carcinogenicity. Finally, other possible confounding factors contributing to inconsistent findings on silica, silicosis, and lung cancer are reviewed. Results: Host factors, physico-chemical characteristics of the surface of silica particles, exposure circumstances, and the mineral ore composition experimentally affect the ability of silica particles of inducing release of reactive oxygen species (ROS) and TNF-a by alveolar macrophages, possibly accounting for the great variation in lung cancer risk among dust exposed workers across the individual studies. Most recent epidemiological studies do not consider such complex pattern of modifying factors, and they keep replicating inconsistent findings. The hypothesis of a silicosis-mediated pathway, although more consistent from an epidemiological perspectives, and reassuring in terms of the effectiveness of current standards in preventing lung cancer risk among silica exposed workers, does not seem to explain elevated risks at low silica exposure levels. Conclusion: Future studies of lung cancer risk among workers exposed to silica-containing dust should consider measurement of ROS and TNF-a release by workplace dust samples as intermediate end-points predicting lung cancer risk better than silica concentration, allowing to more effectively address preventive action.

Tumore polmonare nei lavoratori esposti a silice: la ricerca della verità tra caso e necessità
Nel 1997, l’Agenzia Internazionale per la Ricerca sul Cancro rivalutò la cancerogenicità umana della silice cristallina classificandola nel Gruppo 1.Tuttavia, la stessa Monografia IARC sottolineò l’esistenza di variazioni del rischio in relazione a caratteristiche intrinseche della silice cristallina o a fattori esterni, capaci di influenzare la sua bioattività, o al rapporto tra le specie polimorfe della silice stessa nella polvere inalata. In questo lavoro sono state esaminate le proprietà fisico-chimiche della silice e le modalità attraverso le quali tali proprietà possono interferire con l’interazione con le cellule bersaglio. Quindi, sono stati riesaminati gli studi epidemiologici su silice, silicosi e cancro del polmone pubblicati dal 1997 ad oggi, allo scopo di verificare il loro contributo all’avanzamento delle conoscenze riguardo alla cancerogenicità della silice. Infine, sono stati esaminati i possibili confondenti capaci di dare luogo a risultati contrastanti nello studio dell’associazione tra silice, silicosi e cancro polmonare. Fattori individuali, le caratteristiche fisico-chimiche della superficie delle particelle di silice, le circostanze dell’esposizione, e la composizione geologica del minerale estratto e della sua matrice sono in grado di influenzare sperimentalmente la capacità della silice di determinare il rilascio di radicali ossidanti (ROS) e di TNF-a da parte dei macrofagi alveolari, costituendo una possibile spiegazione della grande variabilità del rischio di cancro polmonare nei lavoratori esposti a polveri nei singoli studi. Gli studi epidemiologici più recenti non hanno considerato l’importanza di questo complesso insieme di fattori di modificazione, e continuano a ripetere risultati contrastanti. L’ipotesi di un percorso eziologico mediato dalla comparsa della silicosi, sebbene giustificato da una più chiara evidenza epidemiologica, e rassicurante dal punto di vista dell’efficacia degli attuali TLV nel prevenire il tumore polmonare tra i lavoratori esposti a silice, non sembra in grado di rendere conto del frequente riscontro di un rischio elevato a bassi livelli di esposizione a silice. Ulteriori studi sul rischio di cancro polmonare nei lavoratori esposti a polveri contenenti silice dovrebbero prendere in considerazione la misurazione del rilascio di ROS e TNF-a per effetto di polveri campionate negli ambienti di lavoro, quale condizione intermedia in grado di predire il rischio di cancro polmonare in maniera più precisa rispetto alla semplice concentrazione della silice, permettendo di implementare azioni preventive più efficaci.