Colloque les cancers dorigine professionnelle Les cancers professionnels

Colloque : les cancers d’origine professionnelle Les cancers professionnels Benzène et hémopathies Dominique Bordessoule Faculté de médecine CHU Limoges Benzene et hémopathies, Limoges Mars 2012

Benzène et Cadre légal Maladie professionnelle tableau 4 du régime général et 19 du régime agricole Valeur limite : concentration dans l'air d'un composé chimique peut respirer une personne pendant un temps déterminé sans risque d'altération de sa santé, La valeur est exprimée généralement en volume ― (ppm ou partie par million) ou en poids (mg/m 3). Benzene et hémopathies, Limoges Mars 2012

Benzène principes généraux Méthodologie Relation de causalité entre un carcinogène et un cancer ― Publication de cas isolés dits cas « princeps » avec une description précise • de la maladie • de l’exposition à l’agent suspect • de la chronologie • d’arguments expérimentaux ― Publications de cas identiques par des auteurs indépendants ― Etudes de cohortes • ― populations à risque Etudes épidémiologiques cas-témoins • Benzene et hémopathies, Limoges cohortes de malades Mars 2012

Benzène principes généraux Méthodologie Critères de Hills (1989) ― La puissance de l’association en terme de significativité. ― La reproductivité de l’association par différents groupes et différentes cohortes. ― La spécificité de l’association nécessitant des travaux précis impliquant chaque variété de maladie avec un toxique. ― La chronologie de l’association. ― La relation avec l’intensité de l’exposition. ― Le rationnel biologique. ― Les évidences expérimentales. Benzene et hémopathies, Limoges Mars 2012

Benzène principes généraux Méthodologie Les biais +++ ― L’évaluation du risque professionnel d’hémopathies lié aux expositions au benzène varie selon: • les auteurs, • les méthodologies utilisées, • le type d’exposition è taux de benzène, durée de l’exposition è association avec d’autres solvants • Benzene et hémopathies, Limoges les entités clinico-pathologiques étudiées Mars 2012

Benzène principes généraux Méthodologie Biais ― l’objectivité des auteurs • de leur indépendance par rapport aux firmes pétrolières. è le lien financier avec les firmes industrielles è les associations de patients => observatoires épidémiologiques indépendants et internationaux International Agency for Research on Cancer (IARC), National Cancer Institut (NCI), Chinese Academy of Preventive Medicine (CAPM) National Institut of Occupational Safety and Health (NIOSH). Benzene et hémopathies, Limoges Mars 2012

Benzène principes généraux Méthodologie Biais Choix de la cohorte des sujets à surveiller ― dilution de l’échantillon. =>mélange des sujets • sujets réellement exposés • sujets de la même firme mais non ou peu exposés Cohorte « Pliofilm » ― Méthode calcul Benzene et hémopathies, Limoges Mars 2012

Benzène principes généraux Méthodologie Biais ― benzène • multiples métabolites • multiples produits è xylène, toluène è pesticides Benzene et hémopathies, Limoges Mars 2012

Benzène principes généraux Méthodologie Biais ― benzène • multiples métabolites • multiples toxiques è xylène, toluène è pesticides • multiples expositions è occupationnelles è tabagisme, habitat Benzene et hémopathies, Limoges Mars 2012

Benzène principes généraux Méthodologie Biais ― Hémopathies avec de nombreux sous-types • • • « leucémie » è LA et hémopathies (MM) è LA, LMC, LLC è LAL, LAM è Variétés FAB des LA Hémopathies lymphoïdes è MM, LNH, HD, LLC è Lymphomes: LNH +HD Très faible incidence è Benzene et hémopathies, Limoges L à tricholeucocytes Mars 2012

Benzène principes généraux Méthodologie Biais ― Progrès thérapeutiques inégaux • • • La variable utilisée: è Le ratio standardisé de mortalité « SMR» è Le ratio standardisé de cas incidents « SIR » SMR proche de la SIR car peu de guérison è Leucémies aigues du sujet agé è Myélodysplasies è Myélomes SMR<<<SIR car guérison ou longue survie dans > 50% cas è Benzene et hémopathies, Limoges Lymphomes: LNH +HD Mars 2012

Benzène rationnel fondamental Le Benzène solvant organique ― famille des hydrocarbures aromatiques monocycliques absorbé par voie digestive et respiratoire forte lipo-solubilité => dans les tissus riches en graisses. ― le système nerveux central ― la moelle osseuse La moelle osseuse sensible à la toxicité du benzène ― forte concentration de tissu graisseux, ― myélopéroxydase (MPO) cellules de la lignée granuleuse Benzene et hémopathies, Limoges Mars 2012

Benzène rationnel fondamental Le Benzène et les enzymes détoxifiants Myélopéroxydase medullaire Cytochrome P 450 2 E 1 dans le foie ― conjugaison avec le glutation => benzène dihydrodiol puis en catéchol. ― métabolite à élimination urinaire => le trans-muconaldehyde => l’acide S. phénylmercapurique. NAD(P)H : quinone oxydoréductase (NQO 1) => métabolites finaux les plus toxiques : p-benzoquinones Benzene et hémopathies, Limoges Mars 2012

cytochrome Benzene et hémopathies, Limoges Mars 2012

Benzène rationnel fondamental mécanisme de la toxicité Toxicité directe sur la moelle osseuse ― Libération de radicaux libres => pancytopénies ― trans, trans-muconaldehyde (MUC) => phagocytose excessive => libération de PGE 2 => inhibition de l’hématopoïèse Benzene et hémopathies, Limoges Mars 2012

Benzène rationnel fondamental => Benzene et hémopathies, Limoges Mars 2012

Benzène rationnel fondamental mécanisme de la toxicité Toxicité directe sur la moelle osseuse radicaux libres / phagocytose / PGE 2 => pancytopénies La transformation maligne => un continuum pathologique - pancytopénies réversibles du benzène sur l’hématopoïèse, - aplasies irréversibles - myélodysplasies - LA Déficit immunitaire Benzene et hémopathies, Limoges Mars 2012

Benzène rationnel fondamental Les effets géno-toxiques des métabolites du Benzène sur ― Les animaux ― les progéniteurs (CD 34) ― Les cellules endothéliales ― Les lymphocytes périphériques des patients exposés au benzène Les anomalies cytogénétiques: ― ― ― Eastmond et al, 1994, Rithidech et al 1999, Fabiani et al 2001, Chen et al 2004, Zhang et al 2005 Benzene et hémopathies, Limoges Whysner et al, 2004 Mars 2012

Benzène effet génotoxique anomalies chromosomique récurrentes: atteintes du Chromosome 5 et du 7 ― les chromosomes 2, 4, 7 (Dean et al, 1985), ― une monosomie 7 (Johansson et al, 1991), ― une trisomie 8 (Zhang et al, 1998 et Smith et al, 1998), ― Une translocation t(8, 21) des translocations avec le 11 q 23 ( géne MLL) Ces anomalies chromosomiques présentes dans les cellules malignes dans les lymphocytes des sujets exposés sans hémopathies possiblement transmissibles Benzene et hémopathies, Limoges Mars 2012

Benzène rationnel fondamental Effet clastogénique de la 1, 4 -benzoquinone La 1, 4 -benzoquinone, métabolite hautement toxique - propriété de se lier à la topo-isomérase II, à l’ADN à la tubulines, aux histones, Benzene et hémopathies, Limoges (Smith et al, 1996, Faiola et al, 2004). Mars 2012

Inhibiteur de la Topoisomérase II etoposide Benzene et hémopathies, Limoges Mars 2012

Red – anti-tubulin; Green – anti-vimentin; Blue -- DNA Mouse 3 T 3 fibroblast (normal) Benzene et hémopathies, Limoges http: //www. img. cas. cz/dbc/gallery. htm 3 T 3 after vincristine www. staff. ncl. ac. uk/i. r. hardcastle/ antibiotics. html Mars 2012

Benzène rationnel fondamental Action de type alkylant Anomalies du 5 et du 7: - délétion de gènes protecteurs de tumeur - activation de proto-oncogènes, - dysrégulation des voies de la - prolifération, - différenciation - apoptose Benzene et hémopathies, Limoges Mars 2012

Qui est à risque? Exposition toxique Benzene et hémopathies, Limoges Mars 2012

Susceptibilité à la toxicité du benzène Benzene CYP 2 E 1 Benzene oxide Phenol CYP 2 E 1 Risque Hydroquinone 1, 4 -Benzoquinone MPO (2. 6) CYP 2 E 1 élevé (2. 5) Combinaison (7. 8) NQO 1 TOXICITY Benzene et hémopathies, Limoges NQO 1 diminué Mars 2012

Benzène et hémopathies Pathologie déficitaire de la moelle oseuse Aplasie ou hypoplasie médullaire Pathologie proliférative ou maligne Myéloide ― Leucémie aiguë ― Myélodysplasie ― Leucémie myéloide chronique Lymphoide ― Benzene et hémopathies, Limoges Lymphomes • Lymphomes malins non Hodgkinien • Hodgkin ― Myélome ― Leucémie lymphoide chronique ― Leucémie à tricho- leucocytes Mars 2012

Benzene et aplasie Aplasie médullaire Apparition progressive ― Cytopénies réversibles ― Cytopénies irréversibles Le diagnostic : Sur une NFS systématique. Manifestations cliniques ― Syndrome anémique ― Syndrome infectieux ― Syndrome hémorragique Benzene et hémopathies, Limoges Mars 2012

Benzène et aplasie médullaire Lien de causalité aplasie médullaire – benzene Démontré par de nombreux rapports cliniques ― IARC 1982, Aksoy 1988, 1989, Young 1994… Des études de cohorte chez les travailleurs exposés : ― Cohorte Turque : Aksoy 1971 et suivi 1978 ― Cohorte Chinoise : Yin 1987 et suivi 1996 Incidence aussi forte que 100/100 000 cas/an pour 100 ppm ― Smith 1996 Benzene et hémopathies, Limoges Mars 2012

Benzène et aplasie médullaire Lien de causalité aplasie médullaire – benzene Récemment, preuves expérimentales par Qu 2002 ― Étude de la toxicité du benzène par des bio-marqueurs : • Corrélation entre le taux de métabolites urinaires è Acide S. phénylmercapurique et acide tt-muconique è BO-albumine è Anomalies cytogénétiques en FISH sur les lymphocytes Benzene et hémopathies, Limoges Mars 2012

Benzène et aplasie médullaire Lien de causalité aplasie médullaire – benzene preuves expérimentales par Qu 2004 ― Étude de la toxicité du benzène à faible dose avec relation-dose : • Cohorte de 250 ouvriers dans la chaussure • Étude des mêmes bio-marqueurs avec appariement sur les témoins (y compris tabac, concentration toluène dans l’air…) è tx < 1 ppm : tous leucocytes (PN/Ly. B/NK) : plaquettes p < 0. 0001 : Hb uniquement pour tx > 10 ppm Benzene et hémopathies, Limoges Mars 2012

Benzène et aplasie médullaire En conclusion : lien de causalité direct entre le benzène et aplasies médullaires. Il est donc recommandé de maintenir cette pathologie dans le tableau professionnel n° 4 de modifier la terminologie obsolète : les « affections hématologiques acquises, isolées ou associées, de type hypoplasiques, aplasiques » (anémie ; leuco-neutropénie ; thrombopénie) et de la remplacer par les « Hypoplasies et aplasies medullaires acquises primitives non réversibles (anémie; leuco-neutropénie; thrombopénie) » Benzene et hémopathies, Limoges Mars 2012

Benzene et leucémies aigues Définition: Prolifération clonale maligne de cellules souches médullaires indifférenciées. Diagnostic biologique : NFS : ― Pancytopénie ― Prolifération blastique Myélogramme : ― > 20 % de blastes Benzene et hémopathies, Limoges Mars 2012

Lien de causalité leucémie aigue – benzene : Consensus scientifique dès 1982 sur la relation LAbenzène Lien de causalité avec effet-dose : Rinsky 1987, Hayes 1997, Wong 1995 Cum. Expose ppm-years Leukemia Range Mean Person years Observe deaths Expected per yr 0 -45 11 30482 6 6. 16 45 -400 151 16320 6 3. 84 400 -1000 602 4667 3 1. 58 >1000 1341 915 6 0. 440 Total 132 52584 21 12. 1 Pliofilm Data (SWRI p 215) Benzene et hémopathies, Limoges Mars 2012

Lien de causalité leucémie aigue – benzene : Benzene et hémopathies, Limoges Mars 2012

Benzene et leucémies aigues ― Méta-analyse de Schnatter 2005 : Benzene et hémopathies, Limoges Mars 2012

Benzene et leucémies aigues Lien de causalité leucémie aigue–benzene Diminution du risque à distance ― Réactualisation des cohortes anciennes : Silver 2002 Benzene et hémopathies, Limoges Mars 2012

Benzène et leucémie aiguë En conclusion : Il est donc recommandé : lien de causalité direct entre le benzène et leucémie aiguë de maintenir cette pathologie dans le tableau professionnel n° 4 Consensus: Leucémies aiguës myéloblastique et lympoblastique (sous réserve d’une durée d’exposition de 6 mois) à l’exclusion des leucémies aiguës avec des antécédents d’hémopathie. Benzene et hémopathies, Limoges Mars 2012

Benzène et Myéloysplasie Les myélodysplasies Lien de causalité avec le benzène : ― Cohortes fortement exposées : • ― Travis 1994, Savitz 1997, Snyder 1994 Effet-dose décrit par : • mélangé aux LAM : Wong 1995. • individualisé comme SMD : è Guenel 2002, Rinsky 2002, Collins 2004 è Yin 1996 : excès de SMD avec un OR à 4, 1, soit : < 10 ppm : OR 3, 2 10 -24 ppm : OR 5, 1 > 25 ppm : OR 7, 1 laboratoire d ’hématologie CHU Limogese Benzene et hémopathies, Limoges Mars 2012

Benzène et Myéloysplasie En conclusion : lien de causalité direct entre le benzène et myélodysplasie Il est donc recommandé : de maintenir cette pathologie dans le tableau professionnel n° 4 de modifier la terminologie: ― les « affections dysplasiques » (anémies ; leuco-neutropénies ; thrombopénies) ― les « hypercytoses d’origine myélodysplasiques » , ― par « les syndromes myélodysplasiques » . => Proposition retenue: OUI et on ajoute (Anémie réfractaire, Anémie réfractaire par excès de blastes, Syndrome 5 q-, leucémie myélomonocytaire chronique) Benzene et hémopathies, Limoges Mars 2012

Benzene et leucémie myéloïde chronique méta-analyse Schnatter en 2005 ― Non significatif sur 4/5 études de cohorte ― Significatif pour • 1/5 études de cohorte • Études de cohortes nichées • Épidémiologie des LMC Benzene et hémopathies, Limoges Mars 2012

Benzène et leucémie myéloïde chronique En conclusion : Il est donc recommandé : lien de causalité direct entre le benzène et LMC de maintenir cette pathologie dans le tableau professionnel n° 4 sous forme de syndrome myéloprolifératif Recommandations aux médecins du travail d’identifier les syndromes myéloprolifératifs déclarés selon la classification internationale : ― maladie de Vaquez, LMC, thrombocytémie essentielle, splénomégalie myéloïde. Benzene et hémopathies, Limoges Mars 2012

Benzene et Lymphome discuté +++ Benzene et hémopathies, Limoges Mars 2012

Benzene et Lymphome discuté Lien de causalité Arguments expérimentaux: ― 1980 par les études expérimentales chez les animaux ― Les études sur les populations lymphocytaires chez les travailleurs exposés • Diminution des lymphocytes B à 5 ppm (Bogadi-sare, 2003) • Pas de diminution à 0, 6 ppm ( Tsai SP pour la Shell, 2004) • Étude de la toxicité du benzène par des bio-marqueurs (Qu 2002) • • è Corrélation entre le taux de métabolites urinaires è Anomalies cytogénétiques en FISH sur les lymphocytes Anomalies des lymphocytes à faibles doses 1 ppm (Qu L, Sciences, dec 2004) è 390 cas (250 travailleurs exposés industries, automobiles…. ) è Diminution des Lymphocytes totaux ( 0, 0014), è Avec une relation dose effet Rapport de l’INERIS (février 2005) è Benzene et hémopathies, Limoges « la numération des lymphocytes est utilisé comme un test sensible de l’hématotoxicité du benzène » Mars 2012

Benzène et lymphomes Lien de causalité lymphome – benzene Récemment, preuves expérimentales+++ ― 23 travailleurs chinois (Shangai) exposés au benzène • Différentes industries: colles, peintures, pétrochimie, pharmacie • Expositions fortes: 50 à 300 ppm • Délai de 6 à 22 ans ( éviction depuis 2, 7 ans) è Lymphocytopenia è Excés de LGL è « prolifération clonale ds les lymphocytes T de la MO(14/23 cases) => rearrangements clonaux des gene V b TCR, V d et V b + V d R. D. Irons et al. / Leukemia Research 29 (2005) 1371– 1380 Benzene et hémopathies, Limoges Mars 2012

Benzene et Lymphome Lien de causalité Etudes de cohorte de travailleurs exposés => un excès de lymphomes ― Colle: Aksoy et al, 1976, et Vianna et al, 1979, Marsh et al, 1985, • ― è 1972 -1987 sur cohorte 74828 travailleurs è 58 cas observés vs 13 attendus RR 2, 3 (? ) è Dose effet cité mais non argumenté Marins des pétroliers suédois (Nilsson et al en 1998) • ― Etudes Chinoises NCI/CAPM Hayes et al, 1997, 2001 1971 à 1987: 20 cas observés vs 6 attendus OR 63, 3 (1, 1 -10, 6) Ouvriers de la pétrochimie en Italie (Consonni et al en 1999) • 1949 -1982: 1583 ouvriers • 15 cas observés vs 8, 4 attendus SMR 179 (100 -255) Benzene et hémopathies, Limoges Mars 2012

Benzene et Lymphome Lien de causalité Études de cohortes de sujets exposés au benzène environnemental: Þ un excès de lymphomes ― routiers par Balarajan et al, 1983, ― policiers motorisés Romains par Forastiere et al, 1994, ― mécaniciens automobiles aux USA par Hunting et al, 1995. Benzene et hémopathies, Limoges Mars 2012

Benzène et lymphomes Lien de causalité Etudes de cohorte de travailleurs exposés => Etudes de cohorte => Pas d’excès de lymphomes ― Série anglaise ( Sorahan T, OEM, 2005) • 1968 -2002: étude de la SMR ( certificat de décès) è 68 Cancers de cause indéterminée: SMR 140 è « under-ascertainement of up to 51% » (46/91 entre 68 -74) è Pas d’info sur le niveau d’exposition au benzéne « qqs heures /semaine » è Pas d’analyse par période de latence Benzene et hémopathies, Limoges Mars 2012

Benzène et lymphomes Lien de causalité Etudes de cohorte de travailleurs exposés => pas d’ excès de lymphomes ― Etudes pétroliers Raabe et al en 1998, Wong … ― Série australienne ( Glass DC, Epidemiology, 2003) • 1981 -93: étude cas-contrôle nichée è 4, 91(0, 01 -21, 8) è SMR ( certificat de décès) è Biais inverses: - travailleurs non exposés ds l’industrie pétrolière - tagagisme è Indépendance des auteurs: Australian Institut of Petroleum Benzene et hémopathies, Limoges Mars 2012

Benzène et Lymphome Lien de causalité ― Étude cas témoin à partir de patients: • Étude Daures JP/ Fabbro-Perray è Exposition au benzène >810 jrs è OR 4, 6 ( 1, 1 -19, 2) è Avec un effet dose de la durée d’exposition • Cas contrôle on-going Wong 2005 Benzene et hémopathies, Limoges Mars 2012

Benzène et Hodgkin En conclusion : pas de lien de causalité direct entre le benzène et la maladie de Hodgkin Il est donc recommandé : de ne pas inscrire cette pathologie dans le tableau professionnel n° 4 Benzene et hémopathies, Limoges Mars 2012

Benzène et Myélome En conclusion : données conflictuelles sur le lien de causalité direct Il est donc recommandé : D’effectuer des études épidémiologiques sur des suivis de cohortes de patients menées par des investigateurs indépendants Etudes attendues de façon urgente pour trancher. Benzene et hémopathies, Limoges Mars 2012

Benzène et leucémie Lymphoide chronique méta-analyse Schnatter en 2005 ― Non significatif • Pour les populations soumis à des expositions élevées alors que le risque semble significatif pour des expositions faibles (Glass et al en 2003 et Guenel et al en 2002) ― Significatif pour • Études de cohortes nichées • avec une effet dose pour au moins deux des trois études. Benzene et hémopathies, Limoges Mars 2012

Benzène et leucémie Lymphoide chronique En conclusion : lien de causalité direct entre le benzène et LLC, mais niveau de preuve discuté pas de recommandation Pour inscrire cette pathologie dans le tableau professionnel n° 4 Ouvert à la discussion Recommandations aux professionnels de santé D’effectuer des études épidémiologiques prospectives ― sur les cohortes à risque en individualisant les LLC des autres leucémies ― Sur les cohortes de patients atteints de LLC Benzene et hémopathies, Limoges Mars 2012

Benzene et leucémie à tricholeucocytes Lien de causalité avec le benzène: Evoqué par: ― Flandrin dès 1987 : sexe ratio masculin 5, 1 ― Travaux expérimentaux chez la souris ― deux études cas-témoins • Oleske 1985, et Staines 1993. La rareté de cette forme de leucémie des cohortes de patients. ― Une large étude multicentrique française regroupant 226 cas masculins et 425 témoins n’a pas retrouvé de relation avec le benzène: • Benzene et hémopathies, Limoges OR à 0, 9 (95%IC : 0, 6 -1, 3) Clavel, 1998. Mars 2012

Benzene et leucémie à tricholeucocytes Benzene et hémopathies, Limoges Mars 2012

Benzène et leucémie à tricholeucocytes En conclusion : pas de lien de causalité direct entre le benzène et la leucémie à tricholeucocytes Il est donc recommandé : de ne pas inscrire cette pathologie dans le tableau professionnel n° 4 Benzene et hémopathies, Limoges Mars 2012

Benzène et hémopathies: CONCLUSION Indiscutable relation de toxicité et de leucémogénèse Déclarer les cas suspects Législation: « Sont considérés comme exposés au benzène les postes de travail où la concentration moyenne dans l'air des vapeurs excède 1 ppm (3, 2 mg/m 3) » variétés précises d’hémopathies et faire une analyse +++ Poursuivre les études épidémiologiques indépendantes: Méthodologie rigoureuse pour des doses expositions plus faibles de benzène Les hémopathies lymphoides Benzene et hémopathies, Limoges Mars 2012

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Image from Matthew J. Dowd Department of Medicinal Chemistry. Virginia Commonwealth University Benzene et hémopathies, Limoges Mars 2012

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Benzene et hémopathies, Limoges Mars 2012

Benzene et hémopathies, Limoges Mars 2012

Benzene et hémopathies, Limoges From: Qu et al 2003. HEI Research Report Number 115 Mars 2012

SURVEILLANCE DES SALARIÉS EXPOSÉS Benzène sanguin : peu d’intérêt. Apprécie l’intensité de l’exposition des jours précédents. t, t MA urinaire : bon indicateur d’exposition. Phénols urinaires : pour exposition importante. S-PMA : pour exposition à 1 ppm. VME = 1 ppm (3, 25 mg/m 3). Benzene et hémopathies, Limoges Mars 2012

Toxicology Data Set Mice with tumors Mouse dose 50 0 0 50 4 14 50 50 20 37 27 1. 0 0. 8 P(cancer) Numbe r of mice 0. 6 0. 4 0. 2 0 0 59 25 50 75 100 Dose (mg/kg/day) Crump and Allen 1984 Benzene et hémopathies, Limoges Mars 2012