In this edition of the Journal, Bouvet et al.1 present a life cycle assessment (LCA) comparing intravenous and oral acetaminophen and ketoprofen at a French university hospital, revealing lower carbon emissions and water use (rather than water consumption) with the oral formularies. Life cycle assessment is the gold standard for examining and understanding the environmental impacts of a product or process. Conducting an LCA is a complex task and we congratulate the authors for this undertaking. Nevertheless, several aspects require further examination. For an LCA to be valid and generate meaningful results, three elements are important. First, there should be an a priori scope and boundaries with clear definitions of functional unit; second, assumptions should be clearly outlined as they could affect the quality and generalizability of the results; and third, sensitivity analysis should be performed to assess the robustness of the assessment and areas of uncertainty. Lacking any of these elements makes it difficult to interpret an LCA, compare results, or generalize to other settings. This article by Bouvet et al.1 underscores the important fundamentals when assessing the environmental impact of commonly used drugs.

Life cycle assessment evaluates the environmental impact of a product across its life cycle holistically, such as raw material extraction, manufacturing of materials and their manufacturing process, use of the product, and disposal. Therefore, the LCA focuses on identifying significant environmental impact areas for targeted strategies to reduce costs and enhancing competitiveness amid the shift towards environmental sustainability. The models of LCA include cradle-to-gate (from inception to preusage) and cradle-to-grave (from inception to end-of-life) (Fig. 1).

Flow diagram of the stages involved in a life cycle analysis

Organigramme des étapes d’une analyse de cycle de vie

The International Organization for Standardization (ISO) 14044:2006 provides comprehensive guidelines for conducting an LCA, covering its goal and scope definition, inventory analysis, impact assessment, interpretation, and limitations and conducting sensitivity analysis.2 Despite limited familiarity with LCA in the general medical community, its demand is growing to compare the environmental impact of anesthesia products and processes, aligning with initiatives like “Choosing Wisely Canada” to reduce low-value investigations/interventions, benefiting patients, while minimizing pollution and costs.3

The complexity of LCA, combined with a general lack of expertise of clinicians, necessitate a structured reporting approach for transparency and validity, as many may not be well versed with the ISO standard in the medical field. Key considerations include defining the functional unit, as it defines the basis for comparisons between different products or formulations, for instance intravenous or oral forms of the medication that serve the same function, which could be analgesia or antipyresis (i.e., common effect of the medication). Bouvet et al.1 had two functional units and they incorrectly defined them as they did not outline what function of the drugs they compared. They defined the two functional units as, “1) intravenous administration of 1 g acetaminophen … and 50 mg ketoprofen … and 2) oral administration of 1 g acetaminophen … and 50 mg ketoprofen … The functional units were defined as drugs administration per patient, encompassing consumables such as drugs, devices, materials, and packaging.” The former descriptions are actually reference flows, which are simply the different formulations of the dose. The functional unit and reference flows used by Bouvet et al.1 are not interchangeable. While evidence suggests that ketoprofen 0.5 mg·kg−1 appears to be equivalent to acetaminophen 15 mg·kg−1 as an antipyretic in children,4 there are no data to compare their dose equivalence as analgesics. A recent systematic review comparing dexketoprofen (an enantiomer of ketoprofen) and acetaminophen shows that dexketoprofen 50 mg is more effective for analgesia than acetaminophen 1 g.5 Therefore, the use of two different drugs and different formulations as in their study might have introduced another layer of complexity to the LCA with each drug having potential differences in analgesic equivalence (if analgesia is the function of the two drugs that the authors compare) as well as the potential differences in manufacturing of the drugs.1 Furthermore, the latter sentence by Bouvet et al.1 was actually the scope of their LCA, and not the functional units. Without an a priori definition of the functional unit, the proper interpretation of the LCA results is affected.

Outlining the scope of the study serves to define the boundaries of the LCA, which is another important step since LCA encompasses different life cycle models as aforementioned (Fig. 1). This provides the readers details of inclusion and exclusion components within the LCA. Bouvet et al.1 initially outlined the scope being cradle-to-grave; however, they did not perform LCA of all the raw material such as the drug manufacturing—including its active pharmaceutical ingredient (API)—or outline the detail of the disposal of the drug and the associated materials, e.g., recycling, landfill, or incineration (Fig. 1). When establishing boundaries, justification for any omissions is crucial.

The selection of the LCA method, and precise description of the regions from which the processes and products originate are important because the carbon footprint can differ because of varying LCA standards. Assumptions due to data gaps must be transparently outlined and might ultimately affect the quality of the impact assessment. Bouvet et al.1 made a significant assumption that the carbon footprint of the API for both acetaminophen and ketoprofen are similar. This assumption may introduce significant error to the LCA, as pharmaceutical manufacturing is complex with numerous synthesis steps and is typically energy- and emissions-intensive. Furthermore, depending on the location of the manufacturer, the energy sources and associated emissions can differ drastically.6 Therefore, the carbon footprints of different APIs have been shown to vary by orders of magnitude, making comparisons, generalizations, or extrapolations unreliable. Nevertheless, in this case, the carbon footprint of the APIs can be determined from previous publications.7 With the assumption made by Bouvet et al.,1 the carbon dioxide emissions for oral acetaminophen tablets were underestimated by a factor of more than four, while the emissions for the intravenous form was overestimated by 100–240 g of carbon dioxide equivalent emissions compared with prior studies.1,7

Lastly, the interpretation of the LCA should appraise the robustness of the modelling results and identify areas for improvement, which should be clearly outlined. In addition, a sensitivity analysis should be performed. Although the concept of the study by Bouvet et al.,1 is important, it only offers a static examination of the different formulations without data on APIs, limiting its value for decision makers.

In general, the quality of LCA reporting in the health care literature varies greatly and is often suboptimal because most clinician researchers and reviewers lack understanding of the science as well as the fundamental concepts and standards of LCA. Understanding even a simplified reporting framework based on ISO standards is essential for proper results interpretation and critique (Fig. 2). The EQUATOR Network8,9 launched in 2008 offers resources to improve the quality and transparency of reporting across various research methodologies. At the time of writing, an EQUATOR Network tool for health care LCA reporting standards, the Environmental COnsequences of HEALTHcare (ECoHealth) was in development.8

Five essential steps of reporting life cycle assessment in health care

Cinq étapes essentielles de la communication des résultats d’une analyse du cycle de vie dans les soins de santé

Despite limited familiarity or knowledge with LCA, more clinicians are engaging in LCA projects, and a basic framework for quality LCA is essential for robust research and peer review. Conducting and interpreting LCA is vastly different from mainstream clinical research such as randomized controlled trials or systematic reviews. It requires different knowledge and skill sets; therefore, applying the same principle in assessing and critiquing LCAs can lead to suboptimal assessment of their quality and validity. While the development of such a framework to aid future health care LCA reporting and conduct is still underway, efforts need to ramp up to ensure LCAs are robust and produce meaningful results to guide decision- or policy-making. Although ISO has established a general LCA standard that can be applied to health care products and settings, health care in North America lacks the regulation and resources found in many other industries where environmental scientists or engineers are employed to perform LCA and ensure compliance with an even higher prescriptive standard called Product Category Rules. Collaboration with manufacturers and environmental researchers to create a carbon factors database for medical supplies and products10,11 and a global LCA library for anesthesia products could aid carbon tracking in health care.

The execution of health care LCAs relies on expertise from both environmental engineers and scientists, and from frontline health care providers. Therefore, not surprisingly, the most impactful and informative LCA literature for clinical practice comes from strong collaboration among environmental specialists and clinicians, considering global differences in clinical practice.

Dans ce numéro du Journal, Bouvet et coll.1 présentent une analyse du cycle de vie (ACV) comparant l’acétaminophène et le kétoprofène par voie intraveineuse et orale dans un hôpital universitaire français, révélant une réduction des émissions de carbone et de l’utilisation d’eau (plutôt que de la consommation d’eau) avec les médicaments sous forme orale. L’analyse du cycle de vie est l’étalon or pour examiner et comprendre les impacts environnementaux d’un produit ou d’un processus. La réalisation d’une ACV est une tâche complexe et nous félicitons cette équipe de recherche pour leurs travaux. Ceci étant dit, plusieurs aspects nécessitent un examen plus approfondi. Pour qu’une ACV soit valable et génère des résultats significatifs, trois éléments sont importants. Tout d’abord, il devrait y avoir une portée et des limites a priori, avec des définitions claires de l’unité fonctionnelle; deuxièmement, les hypothèses doivent être énoncées clairement, car elles pourraient avoir un impact sur la qualité et la généralisabilité des résultats; et troisièmement, une analyse de sensibilité devrait être réalisée pour évaluer la robustesse de l’évaluation et les zones d’incertitude. L’absence de l’un ou l’autre de ces éléments rend difficile l’interprétation d’une ACV, la comparaison des résultats ou la généralisation à d’autres cadres ou contextes. L’article de Bouvet et coll.1 souligne les principes fondamentaux importants de l’évaluation de l’impact environnemental de médicaments couramment utilisés.

L’analyse du cycle de vie évalue l’impact environnemental d’un produit tout au long de son cycle de vie de manière holistique, comme l’extraction des matières premières, la fabrication des matériaux et leur processus de fabrication, l’utilisation du produit et son élimination. Par conséquent, l’ACV se concentre sur l’identification des zones d’impact environnemental significatif pour développer des stratégies ciblées visant à réduire les coûts et à améliorer la compétitivité dans le cadre de la transition vers la pérennité environnementale. Les ACV se présentent sous deux formes, soit du berceau à la porte (de la création à la préutilisation) ou du berceau à la tombe (de la conception à la fin de la vie) (Fig. 1).

La norme ISO 14044:2006 de l’Organisation internationale de normalisation (ISO) fournit des lignes directrices complètes pour la réalisation d’une ACV, couvrant la définition de son objectif et de sa portée, l’analyse d’inventaire, l’évaluation d’impact, l’interprétation et les limites, ainsi que la réalisation d’une analyse de sensibilité.2 Malgré une connaissance limitée des ACV dans la communauté médicale, la demande pour ce type d’analyses augmente pour comparer l’impact environnemental des produits et des processus d’anesthésie. Ce changement de culture s’aligne sur des initiatives comme « Choisir avec soin » visant à réduire les investigations et les interventions de faible valeur, ce qui profite aux patient·es, tout en minimisant la pollution et les coûts.3

La complexité des ACV, combinée à un manque général d’expertise des cliniciens et cliniciennes, rend nécessaire une approche de communication des résultats structurée pour en garantir la transparence et la validité; en effet, nombreuses sont les personnes qui pourraient ne pas être familières avec la norme ISO dans le domaine médical. Parmi les principales considérations, citons la définition de l’unité fonctionnelle, car elle définit la base des comparaisons entre différents produits ou formulations, par exemple entre les formes intraveineuse et orale d’un médicament qui remplissent la même fonction, qui pourraient être l’analgésie ou l’effet antipyrétique (c’est-à-dire l’effet commun du médicament). Bouvet et coll.1 ont utilisé deux unités fonctionnelles, lesquelles ont été mal définies par l’équipe, étant donné que la fonction des médicaments comparés n’a pas été décrite. Dans cette étude, les deux unités fonctionnelles ont été définies comme suit : « 1) l’administration intraveineuse de 1 g d’acétaminophène... et 50 mg de kétoprofène ... et 2) l’administration orale de 1 g d’acétaminophène ... et 50 mg de kétoprofène.... Les unités fonctionnelles ont été définies comme l’administration de médicaments par patient·e, englobant les consommables tels que les médicaments, les dispositifs, les matériaux et les emballages. » Ces descriptions sont en fait des flux de référence, lesquels sont de simples différences dans la formulation de la dose. L’unité fonctionnelle et les flux de référence utilisés par Bouvet et coll.1 ne sont pas interchangeables. Bien que les données probantes suggèrent que 0,5 mg·kg−1 de kétoprofène semble être équivalent à 15 mg·kg−1 d’acétaminophène en tant qu’antipyrétique chez l’enfant,4 il n’existe aucune donnée permettant de comparer leur équivalence de dose en tant qu’analgésiques. Une revue systématique récente comparant le dexkétoprofène (un énantiomère du kétoprofène) et l’acétaminophène a montré que 50 mg de dexkétoprofène était plus efficace pour l’analgésie que 1 g d’acétaminophène.5 Par conséquent, l’utilisation de deux médicaments différents et de formulations différentes, comme dans l’étude en question ici, aurait pu introduire une autre couche de complexité dans l’ACV, chaque médicament présentant des différences potentielles d’équivalence analgésique (si l’analgésie est la fonction des deux médicaments comparés) ainsi que les différences potentielles dans la fabrication des médicaments.1 De plus, la dernière phrase de Bouvet et coll.1 citée ci-dessus se rapportait en réalité au champ d’application de leur ACV, et non aux unités fonctionnelles. Sans une définition a priori de l’unité fonctionnelle, la bonne interprétation des résultats de l’ACV est affectée.

La définition de la portée de l’étude permet de définir les limites de l’ACV, ce qui constitue une autre étape importante puisque l’ACV englobe différents modèles de cycle de vie, comme indiqué ci-dessus (Fig. 1). Cela nous fournit des détails sur les composantes d’inclusion et d’exclusion dans l’ACV. Bouvet et coll.1 ont d’abord défini la portée comme allant du berceau à la tombe; cependant, aucune ACV de toutes les matières premières telles que la fabrication du médicament, y compris son ingrédient pharmaceutique actif (IPA) n’a été réalisée, et les détails de l’élimination du médicament et des matériaux associés, par exemple du recyclage, de la mise en décharge ou de l’incinération, n’ont pas été décrits (Fig. 1). Lors de l’établissement de limites, il est crucial de justifier toute omission.

Le choix de la méthode d’ACV et la description précise des régions d’où proviennent les processus et les produits sont importants, car l’empreinte carbone peut différer en raison de la variabilité des normes concernant les ACV. Les hypothèses dues à des lacunes dans les données doivent être définies de manière transparente et pourraient affecter la qualité de l’analyse d’impact en bout de ligne. Bouvet et coll.1 ont émis l’hypothèse importante que l’empreinte carbone de l’IPA pour l’acétaminophène et le kétoprofène était similaire. Cette hypothèse peut introduire une erreur importante dans l’ACV, car la fabrication pharmaceutique est complexe et comporte de nombreuses étapes de synthèse, tout en étant généralement énergivore et émettrice d’énergie. De plus, selon l’emplacement de l’usine de fabrication, les sources d’énergie et les émissions associées peuvent différer de façon considérable.6 Ainsi, il a été démontré que l’empreinte carbone des différents IPA variait d’un ordre de grandeur, ce qui rend les comparaisons, les généralisations ou les extrapolations peu fiables. Néanmoins, dans ce cas, l’empreinte carbone des IPA peut être déterminée à partir de publications antérieures.7 Avec l’hypothèse faite par Bouvet et coll.,1 les émissions de dioxyde de carbone des comprimés d’acétaminophène par voie orale ont été sous-estimées d’un facteur de plus de quatre, tandis que les émissions de la forme intraveineuse ont été surestimées de 100 à 240 g d’émissions d’équivalent dioxyde de carbone par rapport aux études précédentes.1,7

Enfin, l’interprétation de l’ACV doit permettre d’apprécier la robustesse des résultats de la modélisation et d’identifier des axes d’amélioration, qui doivent être clairement définis. De plus, une analyse de sensibilité doit être effectuée. Bien que le concept de l’étude dont il est question ici soit important, il ne propose qu’un examen statique des différentes formulations sans données sur les IPA, limitant ainsi sa valeur pour les instances.

En général, la qualité des rapports sur l’ACV dans la littérature sur les soins de santé varie considérablement et est souvent sous-optimale parce que la plupart des clinicien·nes, des chercheurs et chercheuses et des réviseur·es ne comprennent pas la science ainsi que les concepts et normes fondamentaux de l’ACV. La compréhension d’un cadre de communication des résultats, même simplifié, basé sur les normes ISO, est essentielle pour une interprétation et une critique correctes des résultats (Fig. 2). Le réseau EQUATOR,8,9 lancé en 2008, propose des ressources pour améliorer la qualité et la transparence des communications de résultats à travers diverses méthodologies de recherche. Au moment de la rédaction, un outil du réseau EQUATOR portant sur les normes de déclaration pour les ACV des soins de santé baptisé ECoHealth (pour Environmental COnsequences of HEALTHcare), était en cours de développement.8

Malgré une familiarité ou une connaissance limitées des ACV, de plus en plus d’équipes cliniques s’engagent dans des projets d’ACV, et un cadre de base pour une ACV de qualité est essentiel pour une recherche solide et un examen par les pairs. La réalisation et l’interprétation des ACV sont très différentes de la recherche clinique traditionnelle telle que les études randomisées contrôlées ou les revues systématiques. Cela nécessite des connaissances et des compétences différentes; par conséquent, l’application du même principe dans l’évaluation et la critique des ACV peut conduire à une évaluation sous-optimale de leur qualité et de leur validité. Bien que l’élaboration d’un tel cadre pour faciliter la production de rapports et la réalisation d’ACV dans le domaine de la santé soit toujours en cours, les efforts doivent s’intensifier pour s’assurer que les ACV sont rigoureuses et produisent des résultats significatifs pour guider la prise de décision ou la création de politiques. Bien que l’ISO ait établi une norme générale pour les ACV qui peut être appliquée aux produits et aux établissements de soins de santé, les soins de santé en Amérique du Nord ne disposent pas de la réglementation et des ressources que l’on trouve dans de nombreux autres secteurs où des scientifiques ou des ingénieur·es de l’environnement sont employé·es pour réaliser des ACV et assurer la conformité à une norme prescriptive encore plus élevée appelée Règles de catégorie de produit. La collaboration avec les fabricant·es et les équipes de recherche en environnement pour créer une base de données sur les facteurs de carbone pour les fournitures et les produits médicaux10,11 et une bibliothèque mondiale d’ACV pour les produits d’anesthésie pourrait faciliter le suivi du carbone dans les soins de santé.

La réalisation des ACV dans le domaine des soins de santé repose sur l’expertise d’ingénieur·es et de scientifiques en environnement, ainsi que sur des prestataires de soins de santé de première ligne. Par conséquent, il n’est pas surprenant que la littérature la plus percutante et la plus informative sur les ACV pour la pratique clinique provienne d’une étroite collaboration entre les spécialistes de l’environnement et les clinicien·nes, compte tenu des différences mondiales dans la pratique clinique.