Laboratoire d'épidémiologie des rayonnements ionisants (LEPID)

Le rôle des rayonnements ionisants dans l’apparition des cancers est désormais avéré [1,2]. Cependant, les effets des faibles de doses font encore l’objet de nombreux questionnements. Des interrogations sur les effets autres que les cancers, les effets liés à la contamination interne (c’est-à-dire quand des éléments radioactifs ont pénétré à l’intérieur de l’organisme), les relations dose-risque ou encore le rôle de l’âge à l’exposition, par exemple, se posent toujours. Plusieurs études récentes suggèrent en effet un accroissement de la fréquence de certaines pathologies non cancéreuses, comme les maladies cardio-vasculaires ou les cataractes, à de faibles doses de rayonnements ionisants.

Par ailleurs, les résultats de la littérature indiquent une sensibilité accrue des enfants aux expositions aux rayonnements ionisants : pour une même dose, la relation dose-effet apparaît plus forte si cette dose est reçue dans l’enfance plutôt qu’à l’âge adulte. Néanmoins, peu d’études sont disponibles aujourd’hui sur les effets d’expositions médicales et environnementales à faibles doses durant l’enfance.

Pour répondre à ces questions, le LEPID constitue de larges cohortes et déploie de nouveaux outils : méthodes statistiques, recherche de biomarqueurs, intelligence artificielle, couplage à des bases de données de santé massives. Ces connaissances en épidémiologie, ainsi que celles acquises en radiobiologie, sont fondamentales pour faire évoluer les normes de radioprotection. Les chercheurs du LEPID sont ainsi impliqués dans des travaux d’expertise pour la Commission Internationale de Protection Radiologique (CIPR) et le Comité scientifique des Nations unies pour l'étude des effets des rayonnements ionisants (UNSCEAR).

Les activités de recherche du LEPID s’articulent autour de 3 expositions :

• Exposition des travailleurs
• Exposition médicale
• Exposition de la population générale

[1] United Nations Scientific Committee on the Effects of Atomic Radiation (2008) Effects of Ionizing Radiation. UNSCEAR 2006 Report to the General Assembly with Scientific Annexes. Annex A: Epidemiological studies of radiation and cancer. United Nations, New York.

[2] https://monographs.iarc.fr/wp-content/uploads/2019/07/Classifications_by_cancer_site.pdf

Les travaux s’organisent autour de 3 axes de recherche thématiques et 1 axe de recherche méthodologique.

1/ Le premier axe thématique porte sur l’exposition des travailleurs : 

Les travailleurs de l’industrie nucléaire sont concernés au premier rang. Ces travailleurs bénéficient d’un suivi dosimétrique et sanitaire précis et régulier via la médecine du travail. Les données collectées depuis la mise en place des premières cohortes françaises dans les années 1980 sont donc très riches et informatives ; le suivi des travailleurs démarre en 1945 pour certaines cohortes et l’ensemble du cycle nucléaire, de l’extraction du minerai jusqu’à la production électrique, est étudié. Les expositions chroniques de ces travailleurs à de faibles doses de rayonnements ionisants se font par exposition externe ou par contamination interne à différents éléments comme le radon, l’uranium, le plutonium ou d’autres radionucléides. Le LEPID suit plusieurs cohortes de travailleurs du nucléaire, incluant depuis 2023 une cohorte de sous-traitants des exploitants.

Les professionnels de santé représentent plus de 50 % des travailleurs exposés aux rayonnements ionisants en France et leur nombre est en croissance. Il est donc important de décrire leurs expositions et les répercussions éventuelles sur leur santé. Le LEPID a ainsi mis en place la cohorte ORICAMS (Occupational Radiation-Induced Cancer in Medical Staff) qui réunit plus de 164 000 professionnels. Des analyses conjointes de la cohorte ORICAMS et des cohortes américaine et coréenne équivalentes vont être menées dans le cadre du projet international BECOME.

Enfin, le personnel navigant des compagnies aériennes représente l’une des catégories professionnelles les plus exposées aux rayonnements ionisants, accumulant chaque année, du fait de leurs expositions aux rayonnements cosmiques, des doses supérieures à celles reçues par les travailleurs de l’industrie nucléaire. Le projet SPACE, que mène le LEPID, a pour objectif de constituer, pour la première fois en France, une cohorte historique de salariés navigants ayant travaillé pour Air France.

2/ Le deuxième axe thématique porte sur l’exposition médicale : 

Les rayonnements ionisants peuvent être utilisés pour réaliser un examen diagnostic (scanner, radiographie, par exemple) ou traiter un cancer (radiothérapie, radiopharmaceutiques). Ces diagnostics ou traitements ont un bénéfice indéniable. Cependant, des effets secondaires peuvent leur être associés. Il convient donc d’identifier et de décrire ces effets secondaires de sorte à adapter au mieux les doses au regard des objectifs.

Le LEPID a ainsi mis en place plusieurs cohortes afin d’étudier : le risque de cancer radio-induit chez les enfants exposés à des scanners à des fins diagnostiques (cohorte Enfant-Scanner et projet européen EPI-CT), le risque de cancer chez les enfants ayant une maladie cardiaque traitée par cathétérisme interventionnel guidé par rayons X (cohorte Coccinelle et projet européen Harmonic), la neurotoxicité de la radiothérapie dans le traitement des tumeurs cérébrales (cohorte EPIBRAINRAD et projet Radio-Aide), la cardiotoxicité de la radiothérapie dans le traitement du cancer du sein (cohorte BACCARAT et projet européen MEDIRAD) et les complications salivaires suite au traitement par radioiode d’un cancer de la thyroïde (cohorte START).

3/ Le troisième axe thématique porte sur l’exposition de la population générale : 

Chacun d’entre nous est naturellement exposé à de faibles doses de rayonnements ionisants via l’environnement. Il peut s’agir de l’exposition au radon dans les bâtiments, gaz radioactif naturel émis par la croûte terrestre, plus fortement présent dans les sols granitiques et volcaniques. Les aliments, notamment les coquillages et crustacés, les eaux de boisson et le tabac peuvent contenir de très faibles concentrations d’éléments radioactifs. Enfin, la radioactivité dans l’environnement peut être due à des activités industrielles ou militaires, actuelles ou passées.

Le LEPID est ainsi très impliqué dans des travaux nationaux et internationaux sur les impacts sanitaires liés aux expositions au radon. Il est également porteur du projet CORALE, qui vise à reconstruire les expositions aux rayonnements ionisants depuis l’enfance (l’exposome radiologique) pour environ 80 000 participants de la cohorte Constances, et examiner les effets sur la santé. Enfin, le LEPID est mobilisé pour contribuer aux travaux épidémiologiques en situation post-accidentelle telle que celle à Fukushima (projet européen SHAMISEN et groupe d’experts TM-NUC). Des collaborations nationales sont également en place avec l’étude GEOCAP et la cohorte ELFE.

4/ Axes de recherche méthodologique : 

Enfin, le LEPID dispose d'un axe de recherche transverse relatif au développement de modèles probabilistes et d’outils d’apprentissage statistique bayésien. Ces méthodes innovantes permettent de traiter des données épidémiologiques complexes, en tenant compte, dans les estimations de risques radio-induits, des incertitudes liées à l’évaluation des expositions radiologiques (erreurs de mesure, données censurées, données manquantes, par exemple), à l’estimation des doses reçues à l’organe et aux coexpositions à différents facteurs de risque. L'objectif final est d'affiner autant que possible l'estimation et la prédiction des risques sanitaires associés aux faibles doses de rayonnements ionisants.

Pour plus d’informations sur les développements méthodologiques, consultez la page Internet dédiée à la modélisation probabiliste et à l’apprentissage statistique bayésien.

Par ces différents axes de recherche, le LEPID contribue à caractériser la composante radiologique de l’exposome, concept décrivant l’ensemble des expositions environnementales et sociales d’une personne in utero, depuis la conception, et tout au long de la vie, par analogie avec le génome qui décrit le patrimoine génétique, et décrire ses effets sur la santé humaine.

Les collaborations internationales, nationales et internes IRSN


A l'étranger :

• Unités de recherche en radio-épidémiologie : Université de Caroline du Nord (Etats-Unis), Université de Californie (Etats-Unis), PHE (Grande-Bretagne), BfS (Allemagne), HMGU (Allemagne), ULM (Université Ludwig-Maximilian, Allemagne), NRPI (République Tchèque), STUK (Finlande), ISGlobal (Espagne), SCK-CEN (Belgique), RIVM (Pays-Bas), URCRM (Russie), CNSC (Canada), FMU (Japon), Université de Séoul (République de Corée), NCI (Etats-Unis)…

En France : 

• Agences et instituts de santé publique ou sur les risques environnementaux ou professionnels (INCa, Ineris, INRAe, INRS, Santé publique France…)
• CEPN
• Équipes de recherche en santé publique ou épidémiologie (CESP Inserm U1018, CIRC, Grenoble Institut des Neurosciences Inserm U1216-UGA…)
• Equipes de recherche en sciences et technologies: Inria, USPC, Centre Giovanni Borelli (CNRS UMR 9010, ENS Paris-Saclay)
• Hôpitaux, CLCC
• Registres de cancer
• Services de Santé au Travail d’entreprises (Air France, CEA, EDF, Orano…)
• Sociétés savantes (SFC, SFIPP, SFR, SFSE, SFdS…)
• Université de Paris, Unité de Recherche « Biostatistique, Traitement et Modélisation des données biologiques »
• Équipe d’accueil et membre de l’équipe pédagogique de l’Ecole de Santé Publique (ED 570) de l’Université Paris-Saclay

Les collaborations IRSN :

• Laboratoire de dosimétrie des rayonnements ionisants (LDRI)
• Laboratoire d'évaluation de la dose interne (LEDI) 
• Laboratoire de radiobiologie des expositions médicales (LRMed)
• Laboratoire de radiotoxicologie et radiobiologie expérimentale (LRTOX)
• Laboratoire de recherche sur les effets des radionucléides sur les écosystèmes (LECO)
• Bureau d'étude et d'expertise du radon (BERAD)

Corinne Mandin, Cheffe du laboratoire
Sophie Ancelet, Data scientist / statisticienne
Clémence Baudin, épidémiologiste
Marie-Odile Bernier, épidémiologiste
Sylvaine Caër-Lorho, data-manager
Enora Cléro, épidémiologiste
Sophie Jacob, épidémiologiste
Olivier Laurent, épidémiologiste
Estelle Rage de Moissy, épidémiologiste
Éric Samson, data-manager
Choisie Mukakalisa, data scientist / statisticienne
Nicolas Minier, statisticien

Voici les thèses du Lepid (en cours et terminées) :