1986-2003conséquences sanitaires

de l'accident de Tchernobyl

André Aurengo

aurengo@wanadoo.fr

radioactivitétypes d'émission

• émission alpha noyaux d'hélium

• émission béta électrons• émission gamma photons

énergies

• lumière visible 2 à 3 eV• gamma iode 131 360 000 eV

période• iode 131 8 jours • Césium 137 30 ans

ALPHABETAGAMMA

1 période

activité : désintégrations par seconde• becquerel Bq : 1 désintégration / seconde• curie Ci : 37 x 10 9 Bq (37 GBq)

unités

dose : énergie absorbée / masse de matière• gray Gy : 1 joule / kilogramme

dose efficace : indicateur du risque globalunité additive utilisée pour la réglementation

• dose absorbée x WR x WT

• sievert Sv• WR = 1 pour RX, béta et gamma• WR > 1 pour alpha et neutrons• WT = 0.05 pour la thyroïde

intérêt et limites de la dose efficace

unité additive

• exemple WR WT %RX : 100 mGy / 50 cm2 peau 1 0,01 30 %131I : 10 mGy / thyroïde 1 0,05 100 %dose efficace = (100 x 1 x 0,01 x 0,30) + (10 x 1 x 0,05 x 1)dose efficace = 0,8 mSv

bien adaptée aux besoins de la radioprotection

indicateur de risque stochastique (# proportionnel) > 200 mSv

sans valeur probabiliste aux faibles doses

ne tient compte ni du débit de dose, ni de l ’âge

ordres de grandeur des doses efficaces

10 000 mSv : irradiation aiguë, mort rapide

1 000 mSv : irradiation aiguë, apparition des signes cliniques

5 mSv : irradiation annuelle naturelle à Clermont-Ferrand

2,5 mSv : irradiation annuelle naturelle à Paris

1 mSv : limite annuelle légale pour la population

1 mSv : irradiation annuelle médicale en France

0,4 mSv : irradiation liée à Tchernobyl en France en 1986 irradiation hétérogène, importance de l ’âge

risques de l’irradiation

irradiation naturelle

- en France 1,5 à 5,5 mSv / an

- maximale > 20 mSv / an

- très faible débit de dose

seuils des effets sanitaires mis en évidence

- non stochastique # 700 mSv

- stochastique adulte # 200 mSv

- stochastique enfant # 100 mSv thyroïde, sein ; débit de dose élevé

- stochastique fœtus # 20 mSv (?)

la centrale

aprèsl'accident

la contamination

principalement :

- gaz rares

100

MCi

- césium 137

2

MCi

- iodes (131 et 132)

50

MCi

quantité d'iode libérée :- Windscale UK, 1957

20 000

Ci

- Three Mile Island USA, 1979

15

Ci

- Tchernobyl URSS, 1986

50 000 000

Ci

- essais nucléaires

18 000 000 000

Ci

600.000 liquidateurs• M 100 mSv ; max 10 Sv

340.000 évacués•seuil d'évacuation : 5 mSv/an•irradiation externe : moyenne 20 mSv ; max : 380 mSv•contamination interne

- moyenne globale 10 mSv- moyenne thyroïde 500 mGy

7.000.000 territoires contaminés• 1 à 40 mSv / an• dépend de la contamination et de l ’alimentation

contamination en Ukraine, Bélarus et Russie

difficultés épidémiologiques

• peu de données de référence

• dosimétrie extrêmement imprécise Ukraine : dose connue pour 8 % des 102.000 liquidateurs

• surveillance insuffisante échographies, registres

• excès faible / nb. attendu (leucémies ; cancers hors thyroïde)

• désorganisation politico-économique

• impact psychologique de l'accident

• impact financier des indemnisations

UNSCEAR 2000UNSCEAR 2001

IRSN

conséquences médicales : les certitudes

• conséquences immédiates : 3 morts

• interventions en urgence : 28 morts

• cancers thyroïdiens chez les enfants contaminés

• conséquences psychologiques et économiques

• apparition de nombreuses pathologies non spécifiques

• conséquences indirectes majeures

dose Gy morts

0,8 - 2,1  0 / 412,2 - 4,1  1 / 50

4,2 - 6,4  7 / 22 6,5 - 16 20 / 21

contamination par l'iode radioactif• iode(s) 132I 2.4 h 20 % 133I 20.8 h 131I 8 jours 80 %

• contamination par inhalation (10%) et ingestion (90%)

• concentration active de l'iode par la thyroïde- dose moyenne 200 µGy / MBq - dose à la thyroïde 350 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 dosenaturel 0,3 µGy / h1 mGy 131I 5 µGy / h1 mGy 132I 400 µGy / h

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 • 68.000 mesures en Ukraine ? 4573 à Prypiat ? • irradiation thyroïdienne très controversée • l'estimation de la dose varie de 1 à 104

dose à la thyroïde enfants ukrainiens

> 1 Gy 17 000 (3000 ?)> 2 Gy 6 000 (4000 ?)> 10 Gy 500 (4000 ?)

0

50

100

150

200

1985 1990 1995 2000

nombre de cancers

année

Biélorussie

Ukraine

cancers thyroïdiens

ETD chez des enfants de moins de 17 ans lors de l'accident2000 cas / 10 morts (?)

< 10 ans : 98 %< 5 ans : 80 %

français ukrainiens

• âge au diagnostic (ans) 14,7 10,6 p < 0,001• taille du cancer (cm) 2,95 2,70 NS• sex ratio F/M 18 / 11 24 / 15 NS• méta gg initiales 81 % 81 % NS• méta à distance 21 % 38 % p = 0,128

pour les garçons, la présence de métastases à distance est significativement plus importante pour les ukrainiens (67%)que pour les français (21%).

29 cas secondaires a Tchernobyl vs39 cas sporadiques (La Pitié)

reliquats thyroïdiensmétastases ganglionnaires métastases pulmonaires

13 ansdose diagnostique1 mCi d ’iode 131

avant le 1er TT

les leucémies : maximum d ’incidence 8 ans

• la plus fréquente des pathologies malignes radioinduites

• incidence croissante en URSS à partir de 1981

• liquidateurs probable augmentation d’incidence

1.011.833 personnes x années : 65 leucémiesliquidateurs russes LMC x 6 // LLC x 3

• évacués, zones contaminées : pas d ’excès de leucémie pas d ’excès chez l ’adulte, l ’enfant

pas d ’excès chez l ’enfant irradié in uterodoute en Ukraine (# 10 cas en excès 86-91)

les autres cancers : délai ≥ 10 ans

liquidateurs russes704.375 personnes x années attendus : 847 // observés : 898

cancer du sein liquidatrices (?) 5.332 femmes attendus : 31 // observés : 38

cancers thyroïdiens liquidateurs (?) probable biais de dépistage pas de relation dose-effet

évacués, zones contaminées : pas d ’excès de cancers en dehors des cancers thyroïdiens de l ’enfant

les pathologies non cancéreuses

possibles - contaminants chimiques (métaux lourds, Cs) ?

probables - nodules thyroïdiens

- thyroïdites chroniques

certains - troubles psycho-sociologiques importants

- suicides chez les liquidateurs (Estoniens RR = 1.5) - grave altération de la qualité de vie logement, travail, perte de confiance, stress..

- conséquences sanitaires indirectes

les malformations congénitales

études locales contradictoires - registres des anomalies congénitales

pas d ’augmentation (Lazjuk 1990) - étude de fœtus après IVG

malformations diverses (Lazjuk 1997)

3 enquêtes conduites en Russie x 3 régions plus de 20.000 grossesses - baisse de fécondité + + +

- avortements spontanés + + - - malformations + - - - mortalité néonatale + - - - mortalité périnatale - - - - prématurité + - + - maladies diverses + + +

malformations spontanées2 à 5 % des naissances

irradiation accidentelle< 50 mSv: aucune mesure> 200 mSv : interruption de grossesse

zones les plus contaminées nord Ukraine99,9 % femmes < 7mSv pendant la grossesse

les malformations congénitales

0

2

4

6

8

10

12

0 2 4 6 8 10

MCi

Jours

MCi

émissions de radioactivité après l'accident

26 avril 1986

28 avril 1986

Le nuage 1

30 avril 1986

2 mai 1986

5 mai 1986

3 mai 1986

Le nuage 3

conséquences del’accident de Tchernobyl en France

• dose efficace globale maximale (IPSN)1986 0,4 mSv (2,5 mSv*)

1987-1996 0,7 mSv (25 mSv*) 1997-2046 0,4 mSv (125 mSv*)

total / 60 ans 1,5 mSv (150 mSv*)

• irradiation thyroïdienne maximale (IPSN)Adulte 0,5 - 2 mGy (2,5 mGy*)5 ans 6,5 - 16 mGy (2,5 mGy*)

* irradiation naturelle à Paris

< 0,2 mSv 0,6 mSv 0,8 mSv 1,5 mSv

débits de dosenaturel 0,3 µGy / h1 mGy 131I 5 µGy / h1 mGy 132I 400 µGy / h

conséquences de la contaminationpost-Tchernobyl en France

zone la plus contaminée

• contamination globale césium 137 (T = 30 ans)

• 15 jours de camping : 0,015 mSv

• pique-nique + ingestion de terre : 0,001 mSv

• forestier gastronome (et chasseur) : 1 mSv / an sanglier aux champignons tous les jours

irradiation thyroïdienne

traitement hyperthyroïdie 70.000 mGyscintigraphie thyroïdienne 14 mGy

enfants ukrainiens / Tchernobyl3.000 à 17.000 > 1.000 mGy4.000 à 6.000 > 2.000 mGy500 à 4.000 > 10.000 mGy

pathologie thyroïdienne radioinduite 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 surtout liée au dépistage

pathologie bénigne- hypothyroïdie >> 100 mGy- augmentation de l’incidence des tumeurs bénignes

- augmentation de l’incidence des TCAI ?

pathologie thyroïdienne radioinduite de l ’enfant

cancer thyroïdien de l’enfant

- spontanément rare

- 1 à 2 par million d ’enfants < 15 ans et par an

- 0,4 % des cancers de l ’enfant

cancer thyroïdien radioinduit

- relation dose-effet

- délai de survenue

- sex-ratio

- histologie

cancers thyroidiens après irradiationrelation dose-effet

- concerne les enfants d'age inférieur à 15 ans- très dépendante du débit de dose- survenue montrée à partir de 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 du protooncogène RET : 84 % vs 15%

cancer thyroïdienaprès radiothérapie

nombre de cancers thyroïdiens radio-induits en fonction du délai d'apparition (années)

Schneider A.B., JCEM, 1993

âge à l'irradiation < 16 ansnombre de sujets : 2634nombre de cancers thyr. : 309

< 10 10-19 20-24 25-29 30-34 35-39 ≥ 40

12

48 46

118

58

189

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

radiothérapieexterne (RX)

usage médical, diagnostique et thérapeutique débit de dose faible : 10 µGy / s

- Suède 10.500 adultes x 15 ans : NS- USA 34.600 adultes x 8 ans : NS- 1960 enfants : NS

iode 131

iles Marshall débit de dose > 131I : 300 µGy / s ; hétérogène excès de cancers et tumeurs bénignes

iode 132

cancérogénèse

agents génotoxiques

erreurs de replication de l'ADN

c. normales c. pré-cancéreuses

agents génotoxiqueserreurs de replication de l'ADN

agents épigénétiques

c. cancéreuse

temps...

agents épigénétiques

cancer

ras

p16

p53

adénome

carcinomebien différencié

carcinomeindifférencié

étapes de la tumorigénèse

thyréocyte

rasadénome p16 carcinome

folliculaire

carcinomeindifférencié

p53

rettrk

micro Kpapillaire p16 ?

carcinomepapillaire

p53

gspTSH-R

adénometoxique

tumorigénèse thyroïdienne

???

tumorigénèse thyroïdienne radioinduite

thyréocyteret

micro Kpapillaire p16

carcinomepapillaire

réarrangement + PTC

oncogène ret-PTC1..7 activité tyrosine-kinase

prolifération auto-limitée (225)

perte de fonction

prolifération illimitée

proto-oncogène ret inactif

gène suppresseur de tumeur p16ink4a

inhibe l ’activité kinase nécessaire au cycle cellulaire

cancer thyroïdien ret-PTC1 ret-PTC2 ret-PTC3

spontané 2,5 - 34 %

radiothérapie 75 % 0 % 12 %

Tchernobyl 20 % 5 % 75 %

tumorigénèse thyroïdienne radioinduiteréarrangements ret

tumorigénèse thyroïdiennequelles 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

étude population âge dose ERR / Gy IC 95 %mGy

H & N 41.234 tous (27) 10 - 4000 (270) 4,7 1,7 – 10,9

thymus 2.475 0 -1 (0,1) 30 - 11000 (1360) 9,1 3,6 – 28,8

tinea capitis 10.834 0 -15 (7) 40 - 500 (90) 32,5 14,0 – 57,1

végétations 2.634 0 -15 (4) 10 - 5800 (590) 2,5 0,6 – 26,0

cancer 22 0 -18 (7) 10 - 240 (110) 1,1 0,4 – 29,4

total 370 7,7 2,1 – 28,7

irradiation < 15 ans non significatif < 100 mGy

méta-analyse Ron 1995

évolution de l ’incidence en France

• nombre / 105 habitants papillaires vésiculaires

1978-82 1.49 0.78

1983-87 2.00 0.95

1988-92 3.06 0.97

1993-97 4.53 0.92

• tendance entre 1928 et 1978

cancer thyroïdien x 10

cancer papillaire H x 20 ( + 6,2 % / an)

cancer papillaire F x 50 ( + 8,1 % / an)

évolution de l ’incidence

• papillaires / 105 personnesCalvados Bas Rhin

1982-86 1.59 1.361987-91 3.68 1.431992-96 6.81 2.70

évolution x 4.28 x 1.98

• insuffisance du système de surveillance

• registres des tumeurs solides de l ’enfant sur 6 régions

• registres spécialisés (Champagne-Ardennes)

cancers thyroïdiens en France 1975 - 1995

75 80 85 90 95

6

5

4

3

2

1

0

taux / 100.000

année

incidence F

incidence H

décès F / H

augmentation de l ’incidencedes 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 histologiquele ∆g de papillaire (70%) ne repose plus sur les papilles,

mais sur les noyaux en verre dépoli

- responsabilité de l ’accident de Tchernobyl ?

scintigraphie thyroïdienne

échographiecancerpapillaire

cytoponction échoguidée

période K spontanés K en excès

1991-2000 97 ± 20 0,5 à 22

1991-2015 899 ± 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. »

rapport IPSN 2000

« Pour ces niveaux de dose, l ’existence d ’un risque réel est incertaine car on ne dispose pas d ’observations épidémiologiques mettant en évidence un excès de

cancers de la thyroïde aux faibles doses et dans des conditions d ’exposition équivalentes.

On ne peut cependant pas exclure la possibilité d ’un tel risque, en particulier chez les enfants »

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 10 - 4000 mGy teigne 40 - 500 mGy RXiode 131 7 - 16 mGy

débits de doseHiroshima 1.000.000 µGy / s homogèneteigne 10.000 µGy / s homogèneiode 131 80 µGy / s hétérogène

évaluation du risque d ’une irradiation

risque relatif

exposition

effets avérés

0X

RR

relation linéairesans seuil

effetshypothétiques

relation quadratiquequasi-seuil

RR

caractéristiques des cancers

% 1966-76 1977-86 1987-96 1997-99 n = 416 n = 837 n = 1173 n = 533

< 10 mm 6 12 24 31 10 - 40 mm 42 47 54 52

> 40 mm 20 18 12 13

papillaire 62 73 83 88vésiculaire 34 26 17 12autres 4 3 2 1

Service de médecine nucléaire, La Pitié

année 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99

Bélarus 3 4 6 5 31 62 62 87 77 82 67 73 48 -

Ukraine 8 7 8 11 26 22 49 44 44 47 56 36 44 -

Russie 0 1 0 0 1 1 3 1 6 7 2 5 - -

CA 1 1 0 0 0 1 1 0 0 1 0 0 0

cancers thyroïdiens des enfants de moins de 15 ansen ex-URSS et en Champagne-Ardennes

enquête sur les conséquences sanitaires en Franche-Comté de l’accident de Tchernobylpremiers résultats octobre 2001

Les résultats que nous rendons publics aujourd’hui, 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 l’enfant, ni dans le temps ni dans l’espace ;

• nous concluons à une augmentation significative du diabète insulinodépendant de l’enfant avec le temps, compatible avec les tendances européennes.

Il n’y a pas d’argument scientifique qui conduise à penser qu’en France l’augmentation du nombre des cancers thyroïdiens diagnostiqués soit liée à un “ effet Tchernobyl ” 

• cet accroissement a été constaté dès 1975, son taux ne s’est pas majoré après 1986, et il est présent dans toutes les régions du monde ;

• il n’est pas observé en France d’augmentation préférentielle des cancers non médullaires chez les sujets enfants et adolescents au moment de l’accident, ce que démontre notamment l’analyse du registre de la région Champagne-Ardenne (parmi les zones les plus exposées au nuage radioactif) ;

• il n’a 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 GRTGroupe de Recherche sur la ThyroïdeSociété Française d’EndocrinologieAnnales Françaises d ’Endocrinologie, novembre 2001

• 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

aurengo@wanadoo.fr

irradiation naturelle et médicale

expositionmédicale

41 %rayons

cosmiques7 %

radon34 %

eaualiments

6 % sols11 %

essais nucléairesindustrie

1 %

prophylaxie par l'iode stable: principes

• effet de compétition isotopique + effet Wolff-Chaikoff

• chez l'adulte : 100 mg d'iodure (130 mg KI)

• chez l'enfant : 25 mg avant 2 ans, 50 mg de 2 à 12 ans

• l'efficacité dépend du délai par rapport à la contamination -3 h à +1 h # 100 % +5 h # 50%

• une dose plus élevée ne compense pas le retard à la prise

• protection transitoire, à renouveler après 24 heures

• objectif : - dose à la thyroïde ≤ 50 mSv- inutile si dose estimée < 50 mSv- indispensable si dose estimée > 50 mSv

prophylaxie par l'iode stable : risques chez l'adulte

• hyperthyroïdie - cas particulier de l'amiodarone - hyperthyroïdies sur thyroïde saine - hyperthyroïdies sur thyroïde multinodulaire - hyperthyroïdies sur Basedow ou GMNT carence iodée antérieure gravité liée au terrain traitement difficile

• hypothyroïdie carence iodée antérieure thyroïdite auto-immune traitement facile

• risques de l'irradiation < prophylaxie

prophylaxie par l'iode stable : risques chez le fœtus et le nouveau-né

• hypothyroïdie surcharge iodée mère (in utero ; lait) ou nouveau né favorisé par carence iodée antérieure immaturité des systèmes d'adaptation prématurité conséquences très graves dépistage indispensable in utero à la naissance

• risques de l'irradiation >>> prophylaxie

l'hypothyroïdiedu nouveau-né

prophylaxie par l'iode stablel'exemple polonais

10,5 millions d'enfants • dose à la thyroïde < 50 mSv (200 mSv prévu) • hypothyroïdies transitoires néo-natales sans séquelles • 1 hypothyroïdie / 2 700 naissances après prise d'iodure par la mère au 3ème trimestre

7 millions d'adultes • prophylaxie déconseillée • dose à la thyroïde < 500 mSv • 2 bronchospasmes sur BPCO • rechutes de maladies de Basedow • pas d'hyperthyroïdie sur GMN diagnostic rétrospectif difficile

Age gouttes KI

néonatal 15 mg< 5 ans 50 mg> 5 ans 70 mg

restrictions alimentaires

• centrales nucléaires EDF : 3.5 millions de comprimés

• ministère de la santé : 4.8 millions de comprimés

• pré-distribution autour des sites nucléaires IPP 0 - 5 km : particuliers, écoles, lieux de travail IPP 5 -10 km : stocks délocalisés

• prise sur ordre préfectoral risque d'irradiation thyroïdienne enfant > 50 mSv

• disponible dans toutes les pharmacies (?)

l'iode stable en France