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Biosurveillance

Publié le 31/03/2011 - Dernière mise à jour le 15/06/2012

Etudes nationales multipolluants

S'il est utile de mettre en place des études ciblées sur certains polluants ou populations particulières pour répondre à des questions spécifiques, la biosurveillance humaine est de plus en plus utilisée pour surveiller l'exposition et la santé de la population générale à différentes substances chimiques de l'environnement, pour suivre les évolutions dans le temps et les variations géographiques. Des informations sur ces substances chimiques sont disponibles dans l'index de A à Z.

Elle permet ainsi :

  • d'évaluer l'exposition de la population aux substances chimiques de l'environnement ;
  • de fournir des valeurs de référence pour comparer des populations, des sous-groupes ou des individus ;
  • d'identifier des facteurs de risque d'exposition et des personnes fortement exposées ;
  • de suivre des tendances temporelles et géographiques de l'exposition. C'est particulièrement utile pour orienter et surveiller l'efficacité des politiques publiques ;
  • et d'évaluer des expositions éventuellement à des polluants émergents par l'accès à des échantillons stockés dans une biobanque.

Pour atteindre ces objectifs, il faut aussi pouvoir disposer d'une approche intégrée où sont étudiés simultanément plusieurs polluants en incluant les dimensions de santé et d'alimentation, cette dernière constituant une source importante de l'exposition aux substances chimiques dans la population générale. Ce type d'étude permet d'initier l'approche concernant les expositions multiples d'une part et comporte un intérêt logistique et de coût en mutualisant les moyens.

Cette approche intégrée a été initiée avec l'étude nationale nutrition santé (ENNS) qui comprend un volet de biosurveillance qui a permis de doser dans un échantillon représentatif de la population française 42 biomarqueurs d'exposition aux métaux, pesticides et PCB-NDL (polychlorobiphényles, encore appelés pyralènes). Elle se poursuit aujourd'hui de façon plus étendue par la mise en œuvre d'une étude nationale de biosurveillance nutrition santé dans un échantillon représentatif de la population âgée de 6 à 74 ans. Cette étude appelée Esteban portera sur environ 100 biomarqueurs d'exposition à des substances chimiques de l'environnement (comprenant des polluants émergents, des perturbateurs endocriniens). Elle sera complétée par une étude de biosurveillance chez les nouveau-nés et les jeunes enfants, leur mère issus de la cohorte Elfe de la naissance à l'âge adulte (Etude longitudinale française depuis l'enfance).

Des échantillons biologiques seront également stockés dans une biobanque.

Ce développement du programme national de biosurveillance a été adopté dans la loi récente du "Grenelle de l'environnement" (n°2009-967 de loi du 3 août 2009) et dans le deuxième plan national Santé Environnement (PNSE 2010-2013) ; il est indiqué que la France doit développer un programme national de biosurveillance dans la population générale, "pour une meilleure compréhension de l'impact de l'environnement sur la santé des personnes et pour rendre plus efficace l'évaluation des politiques publiques dans le domaine de la santé et de l'environnement." Ces études seront mises en œuvre en accord avec l'harmonisation de la biosurveillance souhaitée au niveau européen.

Pour la première fois en France, les concentrations biologiques de plusieurs polluants de l'environnement ont été mesurées sur un échantillon représentatif de la population.

L'exposition de la population française à divers polluants de l'environnement a été estimée par la mesure de 42 biomarqueurs d'exposition. Ils correspondent à des contaminants chimiques de l'alimentation et de l'environnement retenus en fonction de leur intérêt en santé publique : 11 métaux, 6 PCB et trois familles chimiques de pesticides (organochlorés, organophosphorés et pyréthronoïdes). Ces substances chimiques ou leurs métabolites ont été dosés dans des prélèvements de sang, d'urine, ou de cheveux recueillis auprès d'un échantillon de la population dans le cadre de l'Etude nationale nutrition santé (ENNS).

couverture rapport exposition de la population française aux polluants de l'environnement

L'étude nationale nutrition santé (ENNS) réalisée par l’InVS en 2006-2007 a permis de répondre à des objectifs de surveillance nutritionnelle et de surveillance des expositions environnementales. Son approche est assez innovante en France, puisqu’elle repose sur un recueil de données individuelles, couplant des questionnaires, des prélèvements biologiques pour le dosage de biomarqueurs et un examen clinique auprès d’un échantillon représentatif de la population française (tableau 1).

Elle a pour objectif d’évaluer les apports alimentaires, l’état nutritionnel, l’exposition à divers contaminants chimiques, notamment d’origine alimentaire et certains effets sanitaires. Elle intègre donc des données de biosurveillance, de nutrition et de santé. Parmi les différents polluants susceptibles de contaminer l'alimentation et l’environnement humains, plusieurs substances ont été retenues pour leur intérêt en santé publique : les métaux (plomb, arsenic, mercure, cadmium, antimoine, chrome, cobalt, étain, nickel, uranium, vanadium, tableau 2), les pesticides (trois familles chimiques, tableau 3) et les PCB (tableau 4). En effet, ces substances peuvent être responsables, entre autres, de troubles neurologiques, rénaux, de la reproduction, et de l’apparition de certains cancers.

Cette étude apporte les premières valeurs de références de l’exposition de la population française à ces substances et constitue une étape clé de leur surveillance, notamment en identifiant certains déterminants de ces expositions et des groupes de population particulièrement exposés. Elle comporte également la constitution d’une biothèque destinée à explorer les imprégnations à des polluants émergents. Une synthèse est disponible en français et en anglais ainsi que le tome 1 sur la biosurveillance des métaux.

Tableau 1 - Etude ENNS : informations recueillies, population d'étude et substances dosées

Les résultats indiquent que la population française présente des niveaux d'exposition aux métaux lourds et aux pesticides organochlorés globalement bas et conformes aux niveaux observés à l'étranger. Concernant les polychlorobiphényles (PCB) et d'autres pesticides (paradichlorobenzène et pyréthrinoïdes), les niveaux français sont notablement plus élevés que ceux observés aux Etats-Unis et en Allemagne. Toutefois, pour les PCB, une faible proportion de la population dépasse les seuils sanitaires. Les spécificités françaises, alimentaires ou d'usage de produits en cause, méritent d'être élucidées.

Retrouvez ci-dessous les valeurs de référence pour les métaux, les pesticides et les PCB dans la population française.

Les métaux étudiés dans ENNS

Onze métaux ou métalloïdes ont été étudiés : antimoine, arsenic, cadmium, chrome, cobalt, étain, mercure, nickel, plomb, uranium, vanadium.

Tableau 2 - Distribution des biomarqueurs de métaux dans la population d'étude

Les pesticides étudiés dans ENNS

Les pesticides organochlorés, dont le DDT, sont efficaces contre de nombreux insectes. Un certain nombre d'organochlorés, dont l'hexachlorobenzène et le pentachlorophénol, a été utilisé principalement comme fongicide et antimcrobien. Tous les chlorophénols ont été employés comme biocides et certains d'entre eux pour la production de produits phytosanitaires. Ces produits chimiques ont été introduits dans les années 1940 et beaucoup de leurs utilisations ont été limitées enr aison de leur persistance dans l'environnement. A l'exception des chlorophénols, ces produits chimiques ne sont plus ou peu utilisés en France.

Le développement des organophosphorés en tant que pesticides date du début des années 1970 comme alternative aux composés organochlorés comme le DDT, persistant dans l'environnement et l'organisme humain. Les organophosphorés se sont imposés rapidement par leur grande efficacité notamment contre les insectes.

Les pyréthrinoïdes ont représenté dans les années 1970 une alternative aux molécules plus anciennes (organochlorés, organophosphorés, carbamates...), dont l'écotoxicité commençait à être dénoncée. Les pesticides pyréthrinoïdes comme les organophosphorés sont aujourd'hui parmi les insecticides les plus utilisés.

Tableau 3 - Distribution des biomarqueurs de pesticides dans la population d'étude

Les PCB étudiés dans ENNS

Les PCB ont été utilisés par l'industrie, sous forme de mélange, pour leurs propriétés isolantes (transformateurs électriques) ainsi que pour leur stabilité chimique et physique (encres, peintures). Le pic de production a eu lieu au début des années 1970. Ensuite, leur production et leur utilisation ont progressivement été réduites au cours des années 1970 pour être finalement interdite en 1987.

Les PCB dosés dans l'étude sont les PCB non "dioxin-like" (PCB-NDL), qui agissent selon un mécanisme d'action différent de celui des dioxines. Certains d'entre eux étant particulièrement abondants dans l'envrionnement et les aliments (50 % de la quantité des PCB), on les nomme aussi PCB indicateurs.

Tableau 4 - Distribution des biomarqueurs de PCB-NDL dans la population d'étude

  • En savoir plus :  

Diaporamas/posters

Falq G, Zeghnoun A, Pascal M, Vernay M, Garnier R, Castetbon K, Olichon D, Fréry N. ENNS: The French Nutrition & Health Survey. Exposure of the French population to lead. 21st Conference of the International Society for Environmental Epidemiology Conference (ISEE) (Aug 25-29, 2009; Dublin, Ireland).

Fréry N, Saoudi A, Garnier R, Bidondo ML, Zeghnoun A, Castetbon K. PCB Human Biomonitoring in general population in France: ENNS study. National plan on PCBs ; 3st May 2012, Bordeaux.

Fréry N, Leblanc JC, Saoudi A, Merlo M, Zeghnoun A, Volatier JL, Desvignes V, Vandentorren S. PCB Human Biomonitoring in general and specific populations in France. 7th PCB workshop ; 27-30 May 2012, Arcachon.

Publications

Falq G, Zeghnoun A, Pascal M, Vernay M, Le Strat Y, Garnier R, Olichon D, Bretin P, Castetbon K, Fréry N. Blood lead levels in the adult population living in France. The French Nutrition & Health Survey (ENNS 2006–2007). Environ Int 2011;37(3):565-71.

Fréry N, Saoudi A, Garnier R, Zeghnoun A, Falq G. Exposition de la population française aux polluants de l’environnement Voletenvironnemental de l’Étude nationale nutrition santé. Tome 1: Présentation générale de l'étude ; métaux et métalloïdes. Saint-Maurice: Institut de veille sanitaire; 2011. 151 p.  

Fréry N, Saoudi A, Garnier R, Zeghnoun A, Falq G, Guldner L. Exposition de la population française aux polluants de l’environnement Volet environnemental de l’Étude nationale nutrition santé Premiers résultats. Saint-Maurice: Institut de veille sanitaire; 2010. 12 p. 

Fréry N, Saoudi A, Garnier R, Zeghnoun A, Falq G, Guldner L. Exposure of the French population to environmental pollutants – Environmental components of the French National Survey on Nutrition and Health – Initial results. Saint-Maurice: French Institute for Public Health Surveillance; 2010. 12 p. 

InVS. Questions-réponses sur les substances chimiques (polluants et biomarqueurs, index A-Z) : métaux ou métalloïdes (As, Cd, Co, Cr, Hg, Ni, Pb, Sb, Sn, U, V), pesticides (organochlorés, organophosphorés, pyréthrinoïdes), bisphénol A, composés polybromés, perfluorés, cotinine, phtalates.

Unité de surveillance et d’épidémiologie nutritionnelle. Etude nationale nutrition santé (ENNS, 2006) – Situation nutritionnelle en France en 2006 selon les indicateurs d’objectif et les repères du Programme national nutrition santé (PNNS). Saint-Maurice: Institut de veille sanitaire, Université de Paris 13, Conservatoire national des arts et métiers; 2007. 74 p.



Contexte

La biosurveillance1, la surveillance des maladies chroniques et la surveillance nutritionnelle impliquent la réalisation, à intervalles réguliers, d'enquêtes en population générale combinant un volet enquête par questionnaires, un recueil de données cliniques, des dosages biologiques et la constitution d'une banque de prélèvements biologiques. Les travaux préparatoires à la construction de la stratégie nationale de biosurveillance qu’a menés l’InVS en 2009 et 2010 ont montré qu’il y avait des avantages à la fois scientifiques, financiers et logistiques à aborder ces trois thématiques dans une même enquête en population générale. Cette logique avait déjà été appliquée lors de la réalisation par l’InVS en 2006-2007 de l’Etude nationale nutrition santé (ENNS) réalisée dans le cadre du Programme national nutrition santé (PNNS) et qui incluait un volet clinique et biologique optionnel.

La stratégie nationale de biosurveillance a été mise en place dans le cadre du Plan national santé environnement - PNSE-2 - (issu du Grenelle de l’environnement). Le volet de biosurveillance de cette nouvelle enquête, appelée Esteban, permettra la description et le suivi (par répétition des enquêtes selon un pas de 5 à 7 ans) des niveaux d’imprégnation de la population résidant en France, sur une centaine de substances, retenues au regard de leurs impacts présumés et/ou observés sur la santé.

1La biosurveillance permet de surveiller la présence et les effets sur l’organisme des substances chimiques, notamment des polluants environnementaux. En pratique, il s’agit de mesurer dans les liquides et les tissus biologiques (sang, urine, cheveux, salive, lait maternel) des "biomarqueurs" qui peuvent être le signe d’une exposition à des substances toxiques pour la santé humaine ou de leurs effets sur le corps humain.

Objectifs

Les objectifs principaux de l’étude nationale Biosurveillance santé nutrition sont de décrire dans la population résidant en France :

  1. les niveaux d’imprégnation à des substances de l’environnement (plus d’une centaine de biomarqueurs) ayant un impact présumé et/ou observé sur la santé en vue d’établir des valeurs de référence nationales et rechercher certains de leurs déterminants ;
  2. la prévalence de certaines maladies chroniques, allergies respiratoires et alimentaires, et facteurs de risque vasculaire, ainsi que leur part méconnue et mal contrôlée ;
  3. les consommations alimentaires, l’activité physique, la sédentarité et l’état nutritionnel (corpulence et marqueurs biologiques), notamment au regard des objectifs du PNNS.

Cette étude permettra de suivre l’évolution des indicateurs ayant déjà fait l’objet d’un premier recueil lors de la réalisation de l’étude ENNS en 2006/2007, de débuter une surveillance d’autres indicateurs, et de faire des comparaisons avec les données issues des enquêtes conduites à l’étranger. Une biothèque sera constituée pour permettre de doser des substances non connues ou non priorisées initialement.

Méthodes

Il s’agit d’une enquête transversale en population générale portant sur un échantillon aléatoire national d’adultes et d’enfants résidant dans des ménages ordinaires, en France métropolitaine hors Corse (4 000 adultes âgés de 18 à 74 ans et 1 000 enfants âgés de 6 à 17 ans).

La période d’inclusion des participants s’échelonnera sur une durée minimale de 12 mois, ceci afin de tenir compte de la saisonnalité des comportements alimentaires, des allergies, de la fonction respiratoire ainsi que de l’exposition aux polluants. L'accord de participation à l’étude sera sollicité par téléphone après l'envoi à domicile d'un courrier de présentation de l'étude. Un diététicien se présentera ensuite au domicile de la personne enquêtée pour présenter l’étude de manière détaillée, déposer les documents d’information et formulaires de consentement, administrer un questionnaire en face-à-face et déposer les documents nécessaires aux autres étapes de l’étude (enquête alimentaire, autoquestionnaires, examen clinique et biologique).

Avant l’examen de santé seront organisés la collecte des auto-questionnaires (portant sur l’environnement, les maladies chroniques et facteurs de risque vasculaire, et la nutrition) et la réalisation d’une enquête alimentaire qui consistera en trois rappels des 24 heures répartis aléatoirement sur une période de trois semaines.

L’examen de santé aura lieu, pour les adultes, soit dans un centre d’examens de santé (CES) de l’Assurance maladie, soit à domicile. Il comprendra des mesures anthropométriques (poids, taille, tour taille et hanches), une série de 3 mesures de la pression artérielle, une exploration fonctionnelle respiratoire (EFR) et la réalisation de prélèvements biologiques (sang, cheveux et urines). Un questionnaire portant sur les conditions pré-analytiques sera également administré. Les participants reçus en CES bénéficieront en outre du bilan de santé proposé dans les CES. Dans le cas des enfants de 6-17 ans, l’examen clinique et biologique, limité aux mesures anthropométriques (poids et taille) et aux prélèvements biologiques, sera systématiquement réalisé à domicile, par un infirmier diplômé d’état (IDE). .

L’ensemble de ces étapes de l’étude s’étalera sur une période de 2 à 3 mois, entre l’appel téléphonique de proposition de participation à l’étude et l’examen de santé.

Le laboratoire du CES réalisera l’aliquotage et des dosages immédiats (bilan lipidique, NFS (hémoglobinémie), ferritinémie, glycémie à jeun, créatininémie). Les autres échantillons seront conservés temporairement au laboratoire du CES, puis transportés en biothèque avant la réalisation de dosages différés par différents laboratoires (hémoglobine glyquée, rapport albuminurie/créatininurie, IgE, biomarqueurs environnementaux et nutritionnels), ou mis en conservation longue durée.

Les résultats d’analyses immédiates seront rendus aux participants par le CES, ainsi qu’au médecin traitant si le participant en a fait la demande. Les autres résultats seront rendus par l’InVS en différé (plusieurs mois après le prélèvement).

Calendrier

Le démarrage effectif de l’étude est programmé pour le dernier trimestre 2012.

Déroulé de l'étude pour un participant

 

  • En savoir plus :

Diaporamas/posters

Salines G et al. Biosurveillance, nutrition et maladies chroniques : enquête avec examen de santé. Journées de l'Institut de veille sanitaire (Paris, 28-29 avril 2011).

Fréry N. News and perspectives of the french HBM programmes. Human biomonitoring: Political benefits – scientific challenges (26-28 September 2010; Berlin).

Publications

Fréry N, Vandentorren S, Etchevers A, Fillol C. Highlights of recent studies and future plans for the French human biomonitoring (HBM) programme. Int J Hyg Environ Health 2011;12501: 6 p. doi:10.1016/j.ijheh.2011.08.008

Textes de référence

Gentilini M, Delporte V, Grenelle de l’Environnement. Propositions pour un deuxième plan national santé environnement (PNSE2) 2009–2013, La documentation française, Paris. 2009: 78 p. http://www.sante-sports.gouv.fr/IMG//pdf/PNSE2_finale_14avril.pdf.

logo elfe

Le projet ELFE (étude longitudinale française depuis l'Enfance) est une cohorte nationale représentative des enfants nés en France métropolitaine en 2011. Elle enrôle 1/40e des naissances françaises de l’année, soit 20 000 enfants qui seront suivis de la naissance à l'âge adulte dans une approche pluridisciplinaire.

L'objectif de cette cohorte est d’étudier les interactions complexes entre différents facteurs environnementaux au sens large (alimentation, lieu d’habitation, vie familiale et sociale…) et le développement de l’enfant. Une attention particulière est portée sur l'exposition des femmes enceintes, du fœtus et des jeunes enfants aux  polluants reprotoxiques et neurotoxiques de l'environnement : décrire les niveaux d’imprégnation et analyser les déterminants de ces imprégnations.

Ainsi, les 20 000 bébés - nés pendant 4 périodes prédéfinies de 6 jours en 2011 - sont recrutés de façon aléatoire dans les 2/3 (n = 344) unités de maternités publiques et privées en France continentale. Les naissances avant 33 semaines et les naissances multiples de plus de 2 enfants ne seront pas retenues pour l'étude.

Une collection biologique a lieu à la maternité pour 7 000 couples mère-enfant (sang veineux maternel, sang de cordon, urine, cheveux de la mère, colostrum et méconium). Un sous-échantillon aléatoire de 600 à 2 000 couples mère-enfant (en fonction du composé) seront analysés à des fins de biosurveillance. Les autres données collectées comprennent les dossiers médicaux (données obstétricales), des questionnaires (conditions de vie, sociales et démographiques, caractéristiques du logement, croissance et développement de l'enfant, alimentation et santé), ainsi que des mesures d'environnement, comme des pièges à  poussière au domicile. (Vandentorren et al., 2009).

  • En savoir plus :

http://www.elfe-france.fr/

Dossier thématique Elfe

Diaporamas/posters

Kavouras IG, Vandentorren S, Vacquier B, Boudet C, Declercq C. The French Longitudinal Study of Children – Environmental Health (ELFE : Etude Longitudinale Française depuis l’Enfance). Society for Longitudinal and Life Course Studies (SLLS) international conference 2010 (22-24th September 2010; Cambridge).

Vandentorren S, de Bels F, Sinno Tellier S, Declercq C, Boudet C, Salines G, Elfe team. Elfe - French Birth Cohort Study. 5th ministerial conference on environment and health: Protecting children's health in a changing environment (10-12 March 2010; Parma).

Vandentorren S. La santé environnement dans Elfe. Institut de veille sanitaire. Janvier 2010.

Publications

Govarts E, Nieuwenhuijsen M, Schoeters G, Ballester F, Bloemen K, de Boer M, Chevrier C, Eggesbo M, Guxens M, Kramer U, Legler J, Martinez D, Palkovicova L, Patelarou E, Ranft U, Rautio A, Petersen MS, Slama R, Stigum H, Toft G, Trnovec T, Vandentorren S, Weihe P, Kuperus NW, Wilhelm M, Wittsiepe J, Bonde JP. Prenatal exposure to Polychlorinated Biphenyls (PCB) and Dichlorodiphenyldichloroethylene (DDE) and birth weight: a meta-analysis within 12 european birth cohorts. Environ Health Perspect 2011;[Epub ahead of print].

Oleko A, Betsou F, Sarter H, Gerdil C, Desbois I, Charles MA, Leridon H, Vandentorren S. A pilot of the Elfe longitudinal cohort: feasibility and preliminary evaluation of biological collection. Biopreserv. Biobanking, 2011. in press.

Vandentorren S, Zeman F, Morin L, Sarter H, Bidondo ML, Oleko A, Leridon H. Bisphenol-A and phthalates contamination of urine samples by catheters in the Elfe pilot study: Implications for large-scale biomonitoring studies. Environmental Research. 2011 (in press). doi:10.1016/j.envres.2011.05.018.

Vandentorren S. Étude longitudinale depuis l’enfance (Elfe) : phase pilote (2007). Principaux résultats pour le bisphénol A et les phtalates. Saint-Maurice: Institut de veille sanitaire; 2011. 4 p.

Vandentorren S, Zeman F, Oleko A, Sarter H, Bidondo ML, Tack K, Morin L, Floch-Barnaud A, Le Moal J, Boudet C. Dosages du bisphénol A et des phtalates chez les femmes enceintes : résultats de l’étude pilote Elfe, Bull Epidemiol Hebd 2011;25:285-8.

Vandentorren S, Fréry N. Bidondo ML, Eppe G, Scholl G, De Pauw E, Saoudi A, Oleko A, Focant JF. Dioxins in human milk from different regions of France: Pilot of the French Longitudinal Study of Children (Elfe). Organohalogen Compd., 2011. Congrès Dioxin 2011, Bruxelles.

Vandentorren S, Bois C, Pirus C, Sarter H, Salines G, Leridon H and the Elfe team. Rationales, design and recruitment for the Elfe longitudinal study. BMC Pediatrics 2009, 9:58. doi:10.1186/1471-2431-9-58.

Vrijheid M et al. European Birth Cohorts for Environmental Health Research. Environ Health Persp. Online 29 August 2011 http://dx.doi.org/10.1289/ehp.1103823.

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