«DÉVELOPPEMENT TERRITORIAL ET SANTÉ : OPPORTUNITÉS ET ENJEUX» Environnement et santé: pour redynamiser les politiques territoriales?

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1 «DÉVELOPPEMENT TERRITORIAL ET SANTÉ : OPPORTUNITÉS ET ENJEUX» Environnement et santé: pour redynamiser les politiques territoriales? Denis Zmirou-Navier Université Henri Poincaré-Nancy 1 Inserm ERI n 11, Ecole des Hautes Etudes en Santé Publique

2 Plan de l exposé Eléments d épidémiologie environnementale Le choix d un «modèle» : la pollution atmosphérique Une application : l étude cas-témoins VESTA Hétérogénéité de l exposition aux nuisances et facteurs de risque environnementaux: le projet Genotox ER Inégalités sociales et territoriales de santé : le projet PAISARC Conclusion : une contribution substantielle de l environnement à l état de santé de la population

3 Concept de risque EXPOSITION EFFET Risque : Probabilité de survenue d un évènement indésirable - Quelle est la nature indésirable de l événement : de quoi s agit-il? - Qui est concerné par l événement indésirable? - Quelle est la probabilité? - Quels facteurs influencent le risque? (notion d hétérogénéité) «Un évènement non encore survenu qui motive l action» (U. Beck La société du risque )

4 Epidemiologie environnementale : Exposition une introduction? Effets adverses pour la santé Est-ce qu une certaine exposition induit un accroissement de l incidence d un problème de santé donné? Est-ce que les sujets qui présentent une certaine maladie ont eu, dans le passé, une certaine exposition? Deux exigences essentielles : - Caractériser correctement la situation d exposition et son histoire - Spécifier le problème de santé, dans sa relation avec l exposition, en fonction de l espace, du temps et des caractères des sujets Un trio Indissociable : Epidémiologie Toxicologie Sciences de l environment

5 Outils de l épidémiologie la mesure Types de mesures épidémiologiques: mesures de fréquence incidence. morbidité prévalence. mortalité mesures d association mesures d impact (nombre attribuable) épidémiologie descriptive, étiologique épidémiologie étiologique application en santé publique

6 Mesures de fréquence (1) : l incidence vitesse d apparition de nouveaux cas sur une période probabilité pour un individu de développer la maladie sur une certaine période de temps

7 Mesures de fréquence (2) : la prévalence Prévalence cas existants Peu adaptée pour identifier des «facteurs de risque» (car influence des facteurs de guérison, décès, chronicité) Outil de planification et de gestion sanitaire

8 Exemple : soit 1 cohorte dynamique de 12 sujets suivis pendant 5,5 ans x x x X : 1 ère survenue de la maladie : décès : durée maladie x x Incidence de X entre ans 1 et 3? Prévalence entre ans 2 et 4? Notion de chronicité Taux d incidence entre ans 1 et 3? (fréquence relative) : risque ou densité? > ans

9 Mesures d association (1) : les protocoles Est-ce qu une certaine exposition induit un accroissement de l incidence d un problème de santé donné? études «longitudinales» Est-ce que les sujets qui présentent une certaine maladie ont eu, dans le passé, une certaine exposition? L état de santé études «cas-témoins» L exposition Comparaison à groupe «non exposé»

10 Mesures d association (2) : les métriques I. Mesures de ratios 1. Rapport de taux/densités d incidence et/ou des incidences cumulées : Risque relatif (estimation ponctuelle, intervalle de confiance) 2. Odds Ratio (les études cas-témoins) 3. Ratio des taux de prévalence II. Mesure des différences 1. Différence des densités d incidence 2. Différence de risque Risque attribuable Facteur de risque? Un ratio > 1 («significatif») Facteur de risque? Une différence > 0 («significative»)

11 Application (1) Etude cas-témoins VESTA

12 Objectifs Mise en évidence d une éventuelle association entre l apparition d un asthme récent et l histoire personnelle de l exposition de l enfant aux polluants émis par le trafic automobile, depuis sa naissance. 2 indices d exposition au trafic : I/D et ExTra Description de la distribution des expositions individuelles et des concentrations intérieures d enfants vivant dans 5 agglomérations françaises, aux PM2.5 et NOx.

13 Traits essentiels [ V ] Epidemiological Studies on Transport and Asthma Étude cas-témoins : comparer l historique d exposition des enfants «cas» et «témoins» 5 agglomérations : Clermont-Ferrand, Grenoble, Nice, Paris et Toulouse Mars 1998 à Décembre 2000 Zmirou et al. J Epidemiol Communit Health, 2004

14 Matériel et Méthode (1) Population d étude enfants de 4 à 14 ans - vivant depuis leur naissance dans l une des 5 agglomérations - asthmatique depuis moins de 2 ans (cas), ou non asthmatique (témoins) - appariement d un cas et d un témoin : âge, sexe, ville, [jours MEP] Recrutement - CHU - réseau de médecins de ville - presse locale, médecine scolaire, club de sport

15 Matériel et Méthode (2) Exposition personnelle Concentrations intérieures Questionnaires - médical - cadre de vie - BET - historique des lieux de séjours

16 Objectif 1: histoires des expositions au trafic A- Indicateur indirect : l indice I/D Dans un rayon de 300 m autour des adresses du domicile et lieux de garde, sélection de la rue avec le ratio intensité du trafic (I) / distance (D) le plus élevé Indice d exposition moyen jusqu à la date de diagnostic d asthme : I/D = Σ i x [( I/D)*(t dom / 24)*(T x / âge) ] + [( I/D)*(t école / 24)*(T x / âge) ] Indice d exposition moyen pour la période «0-3 ans» I/D = Σ i x [( I/D)*(t dom / 24)*(T x / 3) ] + [(I/D)*(t garde / 24)*(T x / 3) ]

17 B- Construction de l indice ExTra (CSTB / INRETS) Modélisation de la dispersion des polluants émis par le trafic Estimation des concentrations de CO, NOx, HAP au voisinage immédiat des lieux de vie Paramètres utilisés - pollution de fond - rose des vents - caractéristiques topographiques du site (hauteur de l immeuble, vis-à-vis, largeur de la rue ) - intensité du trafic automobile

18 Matériel et Méthode (3) (objectif 2) Exposition personnelle - badge passif NOx (NO et NO 2 ) - capteur actif PM2.5 (>8 ans) - mesure sur 48 heures Concentrations intérieures NOx, PM2.5 et aldéhydes

19 Grenoble _ 9 juillet

20 VESTA : Résultats (1) Estimated life-long exposure to traffic exhausts across cities (mean [se]) Traffic density (vehicle/day) / m Air pollution (µg/m 3 ) expressed as NO 2 equivalent Grenoble 16.8 (29.5) n= (21.7) n=68 Nice 19.0 (18.5) n= (31.5) n=85 Toulouse 37.3 (46.7) n= (41.3) n=105 Paris 53.3 (55.8) n= (28.5) n=107 Clermont 43.1 (54.0) n= (53.1) n=35 Total 32.7 (44.6) n= (45.9) n=400 20

21 VESTA : Résultats (2) Adjusted ORs (95 % CI) according to indices of traffic exposure Exposure index Tercile 2 Tercile 3 Life-long (n=390) 0.95 ( ) 0.82 ( ) Before age 3 (n=364) 1.48 ( ) 2.28 ( ) Personal atopy 2.43 ( ) 2.73 ( ) Parental atopy 1.70 ( ) 1.67 ( ) ETS pregnancy 1.77 ( ) 1.22 ( ) Day care center 0.94 ( ) 1.00 ( ) Maternal smoking [1 20] [21 59] 60 cig.months Social category Intermediate social categories Blue collars & employees 1.12 ( ) 0.60 ( ) 1.61 ( ) 1.59 ( ) 3.44 ( ) 1.57 ( ) 0.55 ( ) 2.95 ( ) 1.74 ( ) 3.14 ( ) Other control variables : number of months with a gaz cooker, with dog/cat or report of humidity at home 21

22 La pollution automobile et l asthme de l enfant Venn et al (AJRCCM 2002): proximité du trafic et sifflements respiratoires de l enfant dans l année OR croît de 1,08 [1,00 1,16] tous les 30 m depuis 150 m Janssen et al (EHP 2003): sifflements respiratoires influencés par la proximité voirie trafic PL, concentrations PM2.5, suies carbone, NO2 Heinrich et Wichmann: revue littérature (Current Opinion Allergy Clin Immun 2004) Zmirou et al (JECH 2004): VESTA (217 paires 4-14 ans) McConnell et al (EHP 2006): OR d asthme diagnostiqué = 1,89 [1,11-3,09] à < 75 m voirie «vie entière» (<2 ans) pour enfants (4762; 5-7 ans) (surtout filles) 22

23 Seconde partie

24 Considération sur les expositions en épidémiologie environnementale «Expologie» Approches indirectes - Localisation géographique (ville, quartier ) - Secteur d activité - Questionnaires Approches directes - Mesurage des «expositions environnementales» - Mesurages biologiques (biomarqueurs) Exposition personnelle / Estimation «écologique»

25 Objectifs: Application (2) Etude Genotox ER - Décrire la distribution, à l échelle du territoire urbain, des expositions personnelles aux particules et à leurs constituants cancérogènes (métaux et composés organiques) et au benzène - Comparer les «immissions» et les expositions - Evaluer le risque sanitaire associé

26 Matériel et Méthodes (1) Population d étude 4 sites urbains : Grenoble, Ile de France, Rouen et Strasbourg chacun sous divisé en 3 sous secteurs : Résidentiel ou fond urbain «Hyper-centre» ou proximité Zone industrielle Recrutement de 60 (90) volontaires par site soit environ 270 sujets participant 2 fois (hiver / été) Adultes et enfants âgés de 7 à 12 ans - Non fumeurs et non exposés au tabagisme passif - Non exposés professionnellement Peu mobiles en dehors du secteur d étude

27 Matériel et Méthodes (2) Analyse des relations entre niveaux ambiants extérieurs et expositions personnelles PROXIMITE Agglomération FOND Enquêtes d exposition personnelle par secteur INDUSTRIEL Stations des ASQA PM 2.5 et PM 10 par TEOM Oxydes d azote par chimiluminescence BTX par tubes Radiello 2 saisons

28 3 µm

29 Résultats (1) : immissions et expositions Δ i = (niveaux ambiants extérieurs niveaux d exposition personnelle) ND Delta 1 (local station) Delta 2 (background station) Grenoble en été Ile de France en été Rouen en été ND: no data (à Grenoble secteur industriel) Strasbourg en été (Nerrière et al, 2004) 29

30 Résultats (2): hétérogénéité spatiale* Génotoxicité des extraits organiques des particules «personnelles» «Moment» de la comète, hiver, ^ Ile de France (adultes + enfants) Tests comètes (moment) * Abou Chakra et al, Chemosphere 2007 zone m (e-t) NO 2 BaP B(ghi)P Hyper-centre 1,51 (0,60) *** 38,3 (8,64)*** 0,23 (0,09)** 0,61 (0,23)** Résidentiel 0,96 (0,58)* 14,7 (8,44) 0,10 (0,09) 0,29 (0,18) Industriel 0,68 (0,58) - 34,6 (13,45)*** 0,54 (0,38)*** 0,89 (0,49)*** Témoins Comètes 0,67 (0,24) NO2 et HAP (ng/m 3 ) *** : < 10-4 ; ** : < 10-2 ; * : < 5% ; - : > 50 %

31 Dites-moi où vous résidez, je vous dirai Inégalités géographiques de la qualité de l air urbain : forte influence du trafic à m (NOx, fumées noires) Distribution des expositions des populations : densités urbaines +++ Centres villes ; conurbation (PVD +) : déplacements motorisés individuels contraints accrus en zones périphériques Expositions personnelles : suies des PM (noirceur) 10 à 15 indice PM2.5 PM10 31

32 Les expositions personnelles Résultante des différentes expositions macro et micro-environnementales de la vie courante - Air extérieur (# 10 % du temps journalier; variabilité inter-individuelle, géographique et temporelle) - Airs intérieurs: travail/école; lieux publics; transports individuels et collectifs

33 Benzène : des expositions fortement influencées par les concentrations «intérieures» (µg/m 3 ) Benzene background (µg/m3) Immissions Grenoble Ile de France Rouen Strasbourg Percentiles Plot (10, 25, 50, 75, 90èmes percentiles) 60% 5 Expositions Exposure benzene (µg/m3) Exposition par ville Grenoble Île de France Rouen Strasbourg Moyenne (E.T.) 7.7 (4.8) 7.1 (9.4) 6.4 (4.3) 7.0 (4.3) Min/Max 2.8 / / / / 30.0 Ratios (médianes) expos/immissions Source: Gonzalez-Flesca et al, 2006, Genotox ER

34 Des inégalités d exposition (et des risques) associées à l hétérogénéité de la qualité de l air sur le territoire Une démarche d évaluation du risque Retour sur les 3 zones du projet Genotox ER

35 Epidémiologie & Evaluation du risque Deux «outils» différents : une approche disciplinaire pour la connaissance ; une démarche intellectuelle pour la décision

36 Introduction à l évaluation quantitative du risque Eléments du contexte : - Quels sont les risques futurs de cette activité et/ou substance nouvelle? - La situation environnementale présente peut-elle induire un excès de cas qui soit observable épidémiologiquement? (cluster, étude épidémio ) - Malgré les incertitudes sur la nature des dangers et/ou les circonstances d exposition, que peut-on dire sur les niveaux de risque? L ER : mobiliser au mieux les savoirs du moment pour apprécier la nature et l ampleur du risque, en situation d incertitude

37 Evaluation du risque sanitaire : une approche par étapes

38 Résultats (4) Populations sélectionnées à Strasbourg pour l EQRS Type de zone Pollution industrielle seule Trafic seul Trafic et pollution industrielle Fond urbain

39 Résultats (4 suite) Estimation de l impact sanitaire lié à l exposition aux particules Nb de décès attribuables/an (IC 95 %) B=4.5 µg/m 3 Fraction attribuable (%) (IC 95 %) Grenoble 16 [3-27] 14 [3-23] Strasbourg 48 [9-76] 27 [5-42] Rouen 25 [4-43] 13 [2-23] Ile de France 404 [57-722] 12 [2-21] Nombre de décès annuels par cancer du poumon attribuables aux PM 2.5 par ville Répartition du nombre de décès annuels par cancer du poumon par ville et secteur Une démarche d évaluation du risque (à partir d estimation des relations dose-réponse issues de la littérature épidémiologique)

40 Troisième partie

41 Eléments sur les inégalités sociales de santé : socio-culturelles et territoriales Le cas de la pollution atmosphérique Les groupes socio-économiquement défavorisés pourraient être à la fois 1,2 : plus exposés à la pollution atmosphérique plus sensibles à ses effets sanitaires. 1- O'Neill MS, Jerrett M, Kawachi I, et al. Health, wealth, and air pollution: advancing theory and methods. Environ Health Perspect. 2003;111: Sexton K, Gong H, Jr., Bailar JCI, et al. Air pollution health risks: do class and race matter? Toxicol Ind Health. 1993;9:

42 Application (3) Projet PAISARC: asthme et territoire (dans la communauté urbaine de Strasbourg) Objectif : Etudier l hétérogénéité des répartitions spatiales de la pollution atmosphérique et de l environnement socio-économique, et leur interaction comme déterminant des inégalités sociales de santé

43 Matériel et méthodes (1) Mesurage/modélisation de la qualité de l air Modélisation par l ASPA* des concentrations horaires moyennées par IRIS de 4 polluants (PM 10, O 3, NO 2, SO 2 ) Outil : modèle déterministe ADMS Urban Données d entrée : - Inventaires d émissions (ci-contre) - Données météorologiques (Météo France) - Mesures de la pollution «de fond» (stations fixes ASPA) * Association pour la Surveillance de la Pollution Atmosphérique en Alsace

44 Concentrations moyennes annuelles du NO2 et principale sources d émissions ponctuelles ou linéaires dans la CUS* * ADMS Urban Jerrett M, Arain A, Kanaroglou P et al. A review and evaluation of intraurban air pollution exposure models. J Expos Anal Environ Epidemiol 2005, 15:

45 Cartographies des concentrations moyennes de polluants sur les années 2000 à 2005 au sein de la CUS PM 10 (µg.m -3 ) 19,56 20,58 20,59 21,61 21,61 22,70 22,71 24,56 24,57 28,67 SO 2 (µg.m -3 ) 5,87 7,39 7,40 8,93 8,94 10,44 10,45 11,87 11,88 17,95 NO 2 (µg.m -3 ) O 3 (µg.m -3 ) 27,29 31,67 46,20 52,75 31,68 35,18 52,76 56,14 35,19 38,39 56,15 59,50 38,40 41,42 59,51 63,38 41,43 48,64 63,39 68,10

46 Matériel et méthodes (2) Indicateurs socio-économiques Plus de 500 variables sociodémographiques disponibles par IRIS, issues du recensement INSEE 1999 Classées par thèmes : emploi, éducation, revenu, logements, structure des ménages autant de dimensions de la situation socioéconomique (SSE) Souhait de résumer l information : indice composite de SSE

47 (suite) Indice socioéconomique de Havard et al* Créé par analyse en composante principale (ACP) de 52 variables socioéconomiques sur les IRIS de la CUS 1er axe expliquant 66% de la variance, composé de 19 variables, retenu comme indice de SSE Positivement corrélé avec Taux de chômage (R = 0,92; p<0,01) Nombre occupants/pièce (R= 0,90; p<0,01) Négativement corrélé avec Revenus (R= -0,90; p<0,01). Indice socioéconomique * Havard S, Deguen S, Bodin J, Louis K, Laurent O, Bard D. A small-area index of socioeconomic deprivation to capture health inequalities in France. Soumis a Social Science in Medicine, ,05-1,39 1,40 2,04 2,05 2,60 2,61 3,17 3,18 4,17 SSE décroissant

48 Résultats (1) : Appels à SOS médecins pour asthme et SSE Corrélation R = 0,77 p < 0,01 Laurent O, Filleul L, Havard S, Deguen S, Bard D. Asthma attacks and deprivation: gradients in use of mobile emergency medical services. Journal of Epidemiology and Community Health, 2008

49 Résultats (2) : Appels pour asthme, SSE (terciles de l indice de défaveur) et pollution atmosphérique (pour 10µg/m 3 ) SSE PM10 SSE NO2 Défavorable Défavorable Intermédiaire Intermédiaire Favorable SO2 Favorable O3 Pas d hétérogénéité significative des OR entre strates de SSE: Défavorable Intermédiaire Défavorable Intermédiaire artefact de la métrique? Favorable Favorable

50 Retour sur les inégalités sociales de santé : départager les facteurs individuels et socio-contextuels? Approche contextuelle : analyser simultanément les données caractérisant le niveau socio-économique collectées au niveau individuel et au niveau géographique. Intérêt : éclairer la conception et la mise en œuvre de politiques publiques, à l échelle nationale ou locale visant la réduction des inégalités des expositions et des risques. De telles politiques peuvent s intéresser à des déterminants pesant à une échelle territoriale (aménagement de l espace urbain etc) et/ou à une échelle plus individuelle (comportements et pratiques).

51 Conclusions La pollution atmosphérique a beaucoup évolué en 40 ans Sa réduction dans les pays «avancés» a fortement contribué à l amélioration de l espérance de vie Son aggravation dans les pays émergents pèse sur la santé L exposition et les risques sont encore très inégaux à l échelle territoriale L analyse de cette hétérogénéité et de ses déterminants peut éclairer les politiques publiques visant la réduction des inégalités sociales de santé