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Rayonnements ionisants et santé lexemple de Tchernobyl groupe HEC 6 novembre 2003 André Aurengo

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Présentation au sujet: "Rayonnements ionisants et santé lexemple de Tchernobyl groupe HEC 6 novembre 2003 André Aurengo"— Transcription de la présentation:

1 rayonnements ionisants et santé lexemple de Tchernobyl groupe HEC 6 novembre 2003 André Aurengo

2 rayonnements ionisants et non ionisants énergie des photons (eV) 50 Hz rayonnements ionisants rayonnements non ionisants 10 7 fréquence (Hz)

3 rayonnements ionisants et non ionisants h E C 11,24eV H 13,54eV O 13,57eV N 14,24eV E H 2 O # 13,6 eV altérations de l ADN mutations radioinduites

4 unités activité : désintégrations par seconde becquerel Bq : 1 désintégration / seconde curie Ci : 37 x 10 9 Bq (37 GBq) dose : énergie absorbée / masse de matière gray Gy : 1 joule / kilogramme dose efficace : indicateur du risque global dose absorbée x W R x W T sievert Sv W R = 1 pour RX, béta et gamma W T = 0.05 pour la thyroïde

5 intérêt et limites de la dose efficace bien adaptée aux besoins de la radioprotection unité additive exempleW R W T % RX : 100 mGy / 50 cm 2 peau10,0130 % 131 I : 10 mGy / thyroïde10,05100 % dose efficace = (100 x 1 x 0,01 x 0,30) + (10 x 1 x 0,05 x 1) dose efficace = 0,8 mSv indicateur de risque stochastique (# proportionnel) > 200 mSv sans valeur probabiliste aux faibles doses débit de dose, âge, cofacteurs, susceptibilité individuelle

6 ordres de grandeur des doses efficaces mSv : irradiation aiguë / mort rapide 1.000mSv: irradiation aiguë / signes cliniques 5mSv: irradiation annuelle à Clermont-Ferrand 2,5mSv: irradiation annuelle à Paris 1mSv: limite annuelle légale pour la population 1mSv: irradiation annuelle moyenne médicale en France

7 irradiation naturelle et médicale exposition médicale 41 % rayons cosmiques 7 % radon 34 % eau aliments 6 % sols 11 % essais nucléaires industrie 1 %

8 rayons cosmiques niveau de la mer 0,25mSv / an Mexico (2240 m)0,80mSv / an La Paz (3900 m) 2,00mSv / an exposition externe aux rayonnements terrestres (20 TW) moyenne 0,9mSv / an Espirito Santo (Brésil)35mSv / an Maximum (Iran) 250mSv / an Bouches du Rhone0,20mSv / an Limousin1,20mSv / an exposition interne liée aux eaux de boisson eau d Evian 0,03mSv / an eau de St Alban1,25mSv / an variations de l irradiation naturelle

9 dangers et risques des RI risques non stochastiques (déterministes) se produisent à coup sûr si la dose > D seuil gravité croît avec la dose exemple : irradiation moelle osseuse > 5 Gy => aplasie érythème, brûlure, aplasie, radiomucite aiguë, œdème cérébral protection simple risques stochastiques (aléatoires) probabilité croît avec la dose gravité indépendante de la dose exemple : irradiation thyroïde enfant > 100 mGy fort dd => ETD cancérogenèse, malformations congénitales protection complexe : exposition, modèle dose-risque, seuils

10 risques de lirradiation seuils des effets sanitaires mis en évidence non stochastique # 700 mSv stochastique adulte # 200 mSv stochastique enfant # 100 mSv (thyroïde, sein) stochastique fœtus # 20 mSv (?) pourquoi une limite aussi basse que 1 mSv / an ? pas dargument sanitaire possibilités industrielles (10 à 15 µSv / an) conduit à des incohérences de radioprotection effet réel des faibles doses ( < 200 mSv) ?

11 les données de Hiroshima et Nagasaki

12 Hiroshima6 août 1945 Nagasaki9 août morts capitulation du Japon le 14 août 1945 Life Span Study (LSS) : survivants

13 fondée sur distance à l hypocentre écrans naturels distance 5 mGy # 2500 m estimation de dose # 50 % des survivants incertitudes sur la dose due aux neutrons estimation des doses survivants dose moyenne 200 mGy : dose < 5 mGy 263 : dose > 3 Gy fort débit de dose 90 % des survivants encore en vie en 1991

14 distance 50% survivants # m effets aigus des rayonnements dose 50 % de décès dans les 60 jours assistance médicale réduite #2,5Gy assistance médicale intensive#5Gy alopécies radioinduites cataractes radioinduites dose Gy probabilité

15 50.113personnes 4.687décès par cancer 339excès de décès compatible avec une relation dose-effet linéaire effets cancérigènes des rayonnements (fin 90) cancers solides leucémies personnes 249cas de leucémie 176décès par leucémie 87 décès en excès relation dose-effet linéaire quadratique

16 effets sur les irradiés in utero 3289 enfants dont 25 % dose > 10 mGy 21 cas de retard mental sévère excès de cancers solides ERR # 2,1 Gy -1 [0,1 - 7,6] 2 cas de leucémies grossesses parents sans lien génétique ,91 % de malformations majeuresNS - malformations cardiaquesNS - anencéphalieNS - pied bot…NS sensibilité : fréquence x 2 mis en évidence chez l animal effets génétiques des rayonnements

17 les faibles doses

18 évaluation du risque d une irradiation risque relatif exposition effets avérés 0 X RR linéaire sans seuil effets hypothétiques RR quadratique hormésis

19 cancer thyroïdien radioinduit chantiers navals US travailleurs du nucléaire radiologues britanniques habitants du Kérala (17 mSv / an) aucun cancer radioinduit < mSv chez ladulte plusieurs observations dhormésis aucun cancer radioinduit < mSv chez lenfant études épidémiologiques à faibles doses

20 mécanismes différents mécanismes à forte dose effet bystander réparation altérée prolifération mécanismes à faible dose métabolisme cellulaire réparation de lADN apoptose adaptation & hormésis

21 cancers thyroïdiens les données de l accident de Tchernobyl

22 cancer thyroïdien radioinduit de l adulte faible radiosensibilité - taux de prolifération très faible - faible capacité de régénération (nb de divisions) la pathologie thyroïdienne nodulaire et cancéreuse - nodules > 40 % des femmes > 40 ans > 50 % des sujets > 60 ans - cancer thyroïdien occulte : 6 à 28 % des adultes ! - incidence apparente liée au dépistage

23 cancer thyroïdien radioinduit de l enfant cancer thyroïdien de lenfant - spontanément rare - 1 à 2 par million d enfants < 15 ans et par an - 0,4 % des cancers de l enfant

24 cancers thyroidiens après irradiation relation dose-effet - enfants d'age inférieur à 15 ans - dépendante du débit de dose - > 100 mGy à la thyroïde délai de survenue - les plus précoces : 3 ans après l'irradiation - pic d incidence : 15 à 25 ans après l'irradiation - pas de limite connue pour les cas tardifs sex-ratio - prédominance féminine 2,8:1 histologie - papillaires - multifocaux (50 %) - réarrangements RET-PTC3

25 Tchernobyl : 26 avril 1986

26 contamination par l'iode radioactif iode(s) 132 I2.4 h 20 % 133 I20.8 h 131 I8 jours80 % contamination par inhalation (10%) et ingestion (90%) concentration active de l'iode par la thyroïde - dose moyenne200 µGy / MBq - dose à la thyroïde350 mGy / MBq enfant : - masse de la thyroïde faible, captage de l'iode élevé - consommation de lait - sensibilité à la cancérogénèse nouveau-né : 10 x dose adulte fœtus > 3 mois : jusqu'à 1 Gy / MBq ingéré par la mère débits de dose naturel0,3µGy / h 1 mGy 131 I5µGy / h 1 mGy 132 I400µGy / h

27 estimation de l'irradiation thyroïdienne cas idéal mesure de l'activité thyroïdienne (délai 1 à 8 j) estimation de la masse de la thyroïde en réalité mesures en Ukraine ? 4573 à Prypiat ? irradiation thyroïdienne très controversée l'estimation de la dose varie de 1 à 10 4 dose à la thyroïdeenfants ukrainiens > 1 Gy17 000(3000 ?) > 2 Gy6 000(4000 ?) > 10 Gy500(4000 ?)

28 cancers thyroïdiens ETD chez des enfants de moins de 17 ans lors de l'accident 2000 cas / 10 morts (?) < 10 ans : 98 % < 5 ans : 80 %

29 2 mai 1986 Tchernobyl : 26 avril 1986 conséquences en France ?

30 cancers thyroïdiens en France taux / année incidence F incidence H décès F / H

31 augmentation de l incidence des cancers thyroïdiens en France l'augmentation de l'incidence des nodules et cancers thyroïdiens en France a commencé avant 1986 causes possibles - prévalence considérable des nodules et cancers - biais de dépistage (scinti : 1 cm ; écho : 2 mm) - pratiques (clinique, échographie, Doppler) - classification histologique le g de papillaire (70%) ne repose plus sur les papilles, mais sur les noyaux en verre dépoli - responsabilité de l accident de Tchernobyl ?

32 conséquences de laccident de Tchernobyl en France dose efficace globale maximale (IPSN) 19860,4 mSv(2,5 mSv*) ,7 mSv(25 mSv*) ,4 mSv(125 mSv*) total / 60 ans1,5 mSv(150 mSv*) * irradiation naturelle à Paris < 0,2 mSv 0,6 mSv 0,8 mSv 1,5 mSv

33 irradiation thyroïdienne irradiation thyroïdienne maximale (IPSN) adulte0,5 - 2 mGy(2,5 mGy*) 5 ans6, mGy(2,5 mGy*) enfants ukrainiens / Tchernobyl à > mGy à > mGy 500 à > mGy TT hyperthyroïdie mGy150 / an scinti thyroïdienne14 mGy900 / an débits de dose naturel0,3µGy / h 1 mGy 131 I5µGy / h 1 mGy 132 I400µGy / h

34 évolution de l incidence papillaires / 10 5 personnes Calvados Bas Rhin évolutionx 4.28x 1.98 insuffisance du système de surveillance registres des tumeurs solides de l enfant sur 6 régions registres spécialisés (Champagne-Ardennes)

35 caractéristiques des cancers % n = 416n = 837n = 1173n = 533 < 10 mm mm > 40 mm papillaire vésiculaire autres4321 Service de Médecine Nucléaire, La Pitié

36 année Bélarus Ukraine Russie CA cancers thyroïdiens des enfants de moins de 15 ans en ex-URSS et en Champagne-Ardennes

37 enquête sur les conséquences sanitaires en Franche-Comté de laccident de Tchernobyl premiers résultats octobre 2001 Les résultats que nous rendons publics aujourdhui, pour la Franche-Comté, et à partir des outils méthodologiques à notre disposition, sont principalement les suivants : nous ne mettons pas en évidence de variation significative du cancer de la thyroïde de lenfant, ni dans le temps ni dans lespace ; nous concluons à une augmentation significative du diabète insulinodépendant de lenfant avec le temps, compatible avec les tendances européennes.

38 Il ny a pas dargument scientifique qui conduise à penser quen France laugmentation du nombre des cancers thyroïdiens diagnostiqués soit liée à un effet Tchernobyl cet accroissement a été constaté dès 1975, son taux ne sest pas majoré après 1986, et il est présent dans toutes les régions du monde ; il nest pas observé en France daugmentation préférentielle des cancers non médullaires chez les sujets enfants et adolescents au moment de laccident, ce que démontre notamment lanalyse du registre de la région Champagne-Ardenne (parmi les zones les plus exposées au nuage radioactif) ; il na pas été fait état chez les sujets analysés de réarrangement chromosomique analogue à celui constaté chez les enfants irradiés en Ukraine, Russie et en Biélorussie. position du GRT Groupe de Recherche sur la Thyroïde Société Française dEndocrinologie Annales Françaises d Endocrinologie, novembre 2001

39 de nombreuses incertitudes - contamination des sols et produits - incorporation / populations particulières - dose et débit de dose à la thyroïde - relation dose - risque - seuils « officiels » : valeur réglementaire - les calculs sont insuffisants... registres / enquête épidémiologique (difficile) faut-il surveiller certains des enfants de 86 ? aider les Ukrainiens et les Bélarusses conclusion

40

41 cataractes radioinduites % cataractes dose Gy

42 cancer thyroïdien après radiothérapie nombre de cancers thyroïdiens radio-induits en fonction du délai d'apparition (années) Schneider A.B., JCEM, 1993 âge à l'irradiation < 16 ans nombre de sujets : 2634 nombre de cancers thyr. : 309 <

43 ETD radio-induits selon le type d'irradiation Hiroshima et Nagasaki débit de dose très élevé > 1 Gy / s excès net de cancers irradiation gamma maladies bénignes (<1955) ou malignes débit de dose moyen à fort : 0.01 Gy / s excès net de cancers et tumeurs bénignes radiothérapie externe (RX) usage médical, diagnostique et thérapeutique débit de dose faible : 10 µGy / s - Suède adultes x 15 ans : NS - USA adultes x 8 ans : NS enfants: NS iode 131 iles Marshall débit de dose > 131 I : 300 µGy / s ; hétérogène excès de cancers et tumeurs bénignes iode 132

44 risque de cancer thyroïdien âgenb de cas risque , , ,3 40 et ,2 effets cancérigènes des rayonnements cancers solides : cancer thyroïdien

45 étudepopulationâgedose ERR / Gy IC 95 % mGy H & N41.234Tous (27) (270)4,71,7 – 10,9 Thymus (0,1) (1360)9,13,6 – 28,8 Tinea Capitis (7) (90)32,514,0 – 57,1 Végétations (4) (590)2,50,6 – 26,0 Cancer (7) (110)1,10,4 – 29,4 Total3707,72,1 – 28,7 irradiation < 15 ans non significatif < 100 mGy méta-analyse Ron 1995

46 périodeK spontanésK en excès ± 20 0,5 à ± 60 7 à 55 rapport IPSN 2000 « Compte tenu des limites méthodologiques indiquées ci-dessus et des incertitudes sur l existence d un risque aux faibles doses, il est aussi possible que l excès réel de risque de cancer thyroïdien, aux niveaux de dose considérés ici, soit nul. »

47 rapport IPSN 2000 excès de cancer thyroïdiens estimés (< 15 ans en 86) contamination et dose : consommation de lait utilisation d une relation dose-effet linéaire sans seuil établie pour des irradiations très différentes doses Hiroshima mGy teigne mGyRX iode mGy débits de dose Hiroshima µGy / shomogène teigne µGy / shomogène iode µGy / shétérogène

48 ras p16 p53 adénome carcinome bien différencié carcinome indifférencié étapes de la tumorigénèse

49 thyréocyte ras adénome p16 carcinome folliculaire carcinome indifférencié p53 ret trk micro K papillaire p16 ? carcinome papillaire p53 gsp TSH-R adénome toxique tumorigénèse thyroïdienne ???

50 tumorigénèse thyroïdienne radioinduite thyréocyte ret micro K papillaire p16 carcinome papillaire réarrangement + PTC oncogène ret-PTC1..7activité tyrosine-kinase prolifération auto-limitée (2 25 ) perte de fonction prolifération illimitée proto-oncogène ret inactif gène suppresseur de tumeur p16 ink4a inhibe l activité kinase nécessaire au cycle cellulaire

51 cancer thyroïdien ret-PTC1 ret-PTC2 ret-PTC3 spontané2, % radiothérapie75 %0 %12 % Tchernobyl20 %5 %75 % tumorigénèse thyroïdienne radioinduite réarrangements ret

52 tumorigénèse thyroïdienne quelles inconnues ? rôle du débit de dose rôle des cellules voisines (effet bystander) rôle de l instabilité génomique (durée limitée) susceptibilité individuelle effet des faibles doses < 100 mGy enfant < 200 mGy adulte mécanisme réel


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