Effets Biologiques des Radiations Ionisantes Pr. Bernard DUBRAY Centre Henri Becquerel, Rouen...

Effets BiologiquesEffets Biologiques

des Radiations des Radiations

IonisantesIonisantes

Effets BiologiquesEffets Biologiques

des Radiations des Radiations


Pr. Bernard DUBRAYPr. Bernard DUBRAY

Centre Henri Becquerel, Centre Henri Becquerel, RouenRouen

[email protected]@rouen.fnclcc.fr.fr

Pr. Bernard DUBRAYPr. Bernard DUBRAY

Centre Henri Becquerel, Centre Henri Becquerel, RouenRouen

[email protected]@rouen.fnclcc.fr.fr

Effets TissulairesEffets TissulairesEffets TissulairesEffets Tissulaires

Effet précoce sur la tumeurEffet précoce sur la tumeur objectif thérapeutique primordialobjectif thérapeutique primordial

Sur les tissus sainsSur les tissus sains réactions précocesréactions précoces complications et séquelles complications et séquelles

tardivestardives

Cancers radio-induits : Cancers radio-induits :

radioprotectionradioprotection patients, personnel et publicpatients, personnel et public effet très tardifeffet très tardif

Effet précoce sur la tumeurEffet précoce sur la tumeur objectif thérapeutique primordialobjectif thérapeutique primordial

Sur les tissus sainsSur les tissus sains réactions précocesréactions précoces complications et séquelles complications et séquelles

tardivestardives

Cancers radio-induits : Cancers radio-induits :

radioprotectionradioprotection patients, personnel et publicpatients, personnel et public effet très tardifeffet très tardif

Lésions de Lésions de l’ADNl’ADN

1 Gy = 1000 SSB + 40 DSB per cell

UN

SC

EA

R 2

00

0

Effets Biologiques Effets Biologiques des Rayonnements des Rayonnements

IonisantsIonisants

Effets Biologiques Effets Biologiques des Rayonnements des Rayonnements

IonisantsIonisants

Réactions Réactions PrécocesPrécoces

Réactions Réactions TardivesTardives

Effets Effets DéterministesDéterministes

(ou la tartine de confiture)(ou la tartine de confiture)


(ou la tartine de confiture)(ou la tartine de confiture) Dose SEUILDose SEUIL

quelques Gy à dizaines de quelques Gy à dizaines de GyGy

GRAVITE fonction de la doseGRAVITE fonction de la dose

Précoces ou tardifsPrécoces ou tardifs

Prédiction individuelle Prédiction individuelle

possiblepossible « protection » facile …« protection » facile …

Dose SEUILDose SEUIL quelques Gy à dizaines de quelques Gy à dizaines de

GyGy





Effets StochastiquesEffets Stochastiques(ou la tartine de crème de (ou la tartine de crème de

marron)marron)


marron)marron) GRAVITE indépendante de la doseGRAVITE indépendante de la dose

tout ou rien !tout ou rien !

La PROBABILITE augmente avec la La PROBABILITE augmente avec la

dosedose pas de dose seuil (ou très faible ?)pas de dose seuil (ou très faible ?)

Prédiction individuelle impossiblePrédiction individuelle impossible peu fréquentspeu fréquents non spécifiquesnon spécifiques (très) tardifs(très) tardifs

GRAVITE indépendante de la doseGRAVITE indépendante de la dose tout ou rien !tout ou rien !





Effets précoces : la mort cellulaireEffets précoces : la mort cellulaire délai d’apparition : durée de vie des délai d’apparition : durée de vie des

cellulescellules récupération : prolifération cellulairerécupération : prolifération cellulaire rôle +++ de l’étalementrôle +++ de l’étalement

Effets tardifs : réparation de l’ADNEffets tardifs : réparation de l’ADN rôle du fractionnementrôle du fractionnement

Autres composantesAutres composantes inflammation précoce / tardiveinflammation précoce / tardive fibrose tardivefibrose tardive

Effets Biologiques Effets Biologiques des Radiations des Radiations


Effets Biologiques Effets Biologiques des Radiations des Radiations

IonisantesIonisantesEffets cellulairesEffets cellulaires Effets tissulairesEffets tissulaires

Activationmétabolique

MORTMORT

Apoptose

Déplétioncellulaire

Fibrose

Lésionsvasculaires

Tissu Tissu TumoralTumoral

Tissu Tissu TumoralTumoral

complexe et complexe et hétérogènehétérogène

dynamique et dynamique et instableinstable

Cellules malignesCellules malignes

VaisseauxVaisseaux StromaStroma

O2,

nut

rimen

ts

O2,

nut

rimen

tsan

giog

énès

e

angi

ogén

èse

soutien

soutienfacteurs

de croissance

facteurs

de croissance

Hétérogénéité Hétérogénéité TumoraleTumorale

Contrôle Contrôle TumoralTumoralContrôle Contrôle TumoralTumoral

Destruction des cellules clonogéniquesDestruction des cellules clonogéniques nombre selon volume tumoralnombre selon volume tumoral 1 cm1 cm33 = 10 = 1066 cellules = 1000 cellules = 1000

clonogènesclonogènes

Principaux déterminantsPrincipaux déterminants irradiation de l’ensemble du volume irradiation de l’ensemble du volume

ciblecible dose totale « suffisante »dose totale « suffisante » étalement « court »étalement « court »

Date de la rechute « clinique » Date de la rechute « clinique » selon la vitesse de prolifération selon la vitesse de prolifération

cellulairecellulaire

Destruction des cellules clonogéniquesDestruction des cellules clonogéniques nombre selon volume tumoralnombre selon volume tumoral 1 cm1 cm33 = 10 = 1066 cellules = 1000 cellules = 1000

clonogènesclonogènes

Principaux déterminantsPrincipaux déterminants irradiation de l’ensemble du volume irradiation de l’ensemble du volume

ciblecible dose totale « suffisante »dose totale « suffisante » étalement « court »étalement « court »

Date de la rechute « clinique » Date de la rechute « clinique » selon la vitesse de prolifération selon la vitesse de prolifération

cellulairecellulaire

Quelle Dose Quelle Dose Physique ?Physique ?

Quelle Dose Quelle Dose Physique ?Physique ?

Notion de seuilNotion de seuil si la dose est « suffisante » …si la dose est « suffisante » … la probabilité de contrôle est de … %la probabilité de contrôle est de … %

Le seuil de dose est fonctionLe seuil de dose est fonction de la probabilité choisiede la probabilité choisie du critère de jugementdu critère de jugement du délai d’observationdu délai d’observation

La dose physique n’est pas seule en La dose physique n’est pas seule en

cause …cause …

Notion de seuilNotion de seuil si la dose est « suffisante » …si la dose est « suffisante » … la probabilité de contrôle est de … %la probabilité de contrôle est de … %

Le seuil de dose est fonctionLe seuil de dose est fonction de la probabilité choisiede la probabilité choisie du critère de jugementdu critère de jugement du délai d’observationdu délai d’observation

La dose physique n’est pas seule en La dose physique n’est pas seule en

cause …cause …

Dose dans les Volumes Dose dans les Volumes CibleCible

Dose dans les Volumes Dose dans les Volumes CibleCible

Fletch

er

Fletch

er

Em

am

i Sem

in. R

adia

t. On

col 1

99

6Em

am

i Sem

in. R

adia

t. On

col 1

99

6

Quel Étalement Quel Étalement ??

Quel Étalement Quel Étalement ??

Les cellules tumorales prolifèrentLes cellules tumorales prolifèrent vite, et tous les jours !vite, et tous les jours !

Tout allongement de la durée du Tout allongement de la durée du

traitementtraitement augmente le nombre de cellules à augmente le nombre de cellules à

détruiredétruire diminue la probabilité de contrôle diminue la probabilité de contrôle

tumoraltumoral

Étalement standardÉtalement standard 9 à 10 Gy par semaine9 à 10 Gy par semaine

Les cellules tumorales prolifèrentLes cellules tumorales prolifèrent vite, et tous les jours !vite, et tous les jours !

Tout allongement de la durée du Tout allongement de la durée du

traitementtraitement augmente le nombre de cellules à augmente le nombre de cellules à

détruiredétruire diminue la probabilité de contrôle diminue la probabilité de contrôle

tumoraltumoral

Étalement standardÉtalement standard 9 à 10 Gy par semaine9 à 10 Gy par semaine

Pas d’Interruption Pas d’Interruption !!

Pas d’Interruption Pas d’Interruption !!

C.H.A.R.T.C.H.A.R.T.Continuous, Hyperfractionated Continuous, Hyperfractionated

and Accelerated Radiation and Accelerated Radiation TherapyTherapy

C.H.A.R.T.C.H.A.R.T.Continuous, Hyperfractionated Continuous, Hyperfractionated

and Accelerated Radiation and Accelerated Radiation TherapyTherapy

54 Gy54 Gy en 36 fractions de 1,5 Gy sur en 36 fractions de 1,5 Gy sur 12 jours12 jours54 Gy54 Gy en 36 fractions de 1,5 Gy sur en 36 fractions de 1,5 Gy sur 12 jours12 jours

L M M J V S DS D L M M J VL M M J V S DS D L M M J V

8h16h24h24h

8h16h24h24h

Tissus Tissus SainsSainsTissus Tissus SainsSains

hétérogénéité hétérogénéité anatomiqueanatomique

hétérogénéité hétérogénéité fonctionnellefonctionnelle

hétérogénéité hétérogénéité anatomiqueanatomique

hétérogénéité hétérogénéité fonctionnellefonctionnelle

Vais

seau

xV

ais

seaux S

trom

aS

trom

a

Cellules différenciées 3






Hétérogénéité Hétérogénéité FonctionnelleFonctionnelle

Les Tissus Les Tissus SainsSains


Réactions, complications, séquellesRéactions, complications, séquelles la fonction tissulaire n’est plus la fonction tissulaire n’est plus

assuréeassurée

Suivant la cinétique d’apparitionSuivant la cinétique d’apparition réactions précocesréactions précoces réactions tardivesréactions tardives

Plusieurs « cibles »Plusieurs « cibles » cellules fonctionnellescellules fonctionnelles vascularisationvascularisation tissu de soutientissu de soutien

Réactions, complications, séquellesRéactions, complications, séquelles la fonction tissulaire n’est plus la fonction tissulaire n’est plus

assuréeassurée

Suivant la cinétique d’apparitionSuivant la cinétique d’apparition réactions précocesréactions précoces réactions tardivesréactions tardives

Plusieurs « cibles »Plusieurs « cibles » cellules fonctionnellescellules fonctionnelles vascularisationvascularisation tissu de soutientissu de soutien



Le volume détruit est fonctionLe volume détruit est fonction de la dose physique et de sa de la dose physique et de sa

distributiondistribution de l’étalement (réactions précoces)de l’étalement (réactions précoces) du fractionnement (réactions du fractionnement (réactions

tardives)tardives)

La tolérance est fonctionLa tolérance est fonction du volume détruit du volume détruit d’une éventuelle réserve d’une éventuelle réserve

fonctionnellefonctionnelle de l’architecture de l’organede l’architecture de l’organe du délai d’observationdu délai d’observation

Le volume détruit est fonctionLe volume détruit est fonction de la dose physique et de sa de la dose physique et de sa

distributiondistribution de l’étalement (réactions précoces)de l’étalement (réactions précoces) du fractionnement (réactions du fractionnement (réactions

tardives)tardives)

La tolérance est fonctionLa tolérance est fonction du volume détruit du volume détruit d’une éventuelle réserve d’une éventuelle réserve

fonctionnellefonctionnelle de l’architecture de l’organede l’architecture de l’organe du délai d’observationdu délai d’observation

Irradiation Corporelle Irradiation Corporelle TotaleTotale

Irradiation Corporelle Irradiation Corporelle TotaleTotale

Aplasie en quelques joursAplasie en quelques jours les éléments figurés sont peu sensiblesles éléments figurés sont peu sensibles les cellules en multiplication sont détruitesles cellules en multiplication sont détruites le délai de survenue de l’aplasie le délai de survenue de l’aplasie

dépend de la durée de vie des éléments figurésdépend de la durée de vie des éléments figurés

Récupération à partir des précurseurs non Récupération à partir des précurseurs non

détruitsdétruits selon leur cinétique de prolifération selon leur cinétique de prolifération

Même schéma pour les autres réactions Même schéma pour les autres réactions

précocesprécoces Peau, muqueuses, intestin, …Peau, muqueuses, intestin, …

Aplasie en quelques joursAplasie en quelques jours les éléments figurés sont peu sensiblesles éléments figurés sont peu sensibles les cellules en multiplication sont détruitesles cellules en multiplication sont détruites le délai de survenue de l’aplasie le délai de survenue de l’aplasie

dépend de la durée de vie des éléments figurésdépend de la durée de vie des éléments figurés

Récupération à partir des précurseurs non Récupération à partir des précurseurs non

détruitsdétruits selon leur cinétique de prolifération selon leur cinétique de prolifération

Même schéma pour les autres réactions Même schéma pour les autres réactions

précocesprécoces Peau, muqueuses, intestin, …Peau, muqueuses, intestin, …

Irradiation Irradiation PelviennePelvienneIrradiation Irradiation PelviennePelvienne

Sténose du sigmoïdeSténose du sigmoïde après une période de après une période de

latencelatence

Exérèse chirurgicaleExérèse chirurgicale sclérosesclérose atrophie muqueuseatrophie muqueuse atteinte des vaisseauxatteinte des vaisseaux

Architecture « en ligne »Architecture « en ligne » pas de réserve pas de réserve

fonctionnellefonctionnelle

Pas de récupération Pas de récupération

spontanéespontanée

Sténose du sigmoïdeSténose du sigmoïde après une période de après une période de

latencelatence

Exérèse chirurgicaleExérèse chirurgicale sclérosesclérose atrophie muqueuseatrophie muqueuse atteinte des vaisseauxatteinte des vaisseaux

Architecture « en ligne »Architecture « en ligne » pas de réserve pas de réserve

fonctionnellefonctionnelle

Pas de récupération Pas de récupération

spontanéespontanée

Irradiation Irradiation ThoraciqueThoraciqueIrradiation Irradiation ThoraciqueThoracique

Dyspnée d’effort progressiveDyspnée d’effort progressive décompensation lors d’une décompensation lors d’une

surinfectionsurinfection

HistologieHistologie fibrose interstitiellefibrose interstitielle disparition des alvéolesdisparition des alvéoles atteinte vasculaireatteinte vasculaire

Architecture « en série »Architecture « en série » réserve fonctionnelle suffisanteréserve fonctionnelle suffisante … … jusqu’à la surinfectionjusqu’à la surinfection

Pas de récupération spontanéePas de récupération spontanée

Dyspnée d’effort progressiveDyspnée d’effort progressive décompensation lors d’une décompensation lors d’une

surinfectionsurinfection

HistologieHistologie fibrose interstitiellefibrose interstitielle disparition des alvéolesdisparition des alvéoles atteinte vasculaireatteinte vasculaire

Architecture « en série »Architecture « en série » réserve fonctionnelle suffisanteréserve fonctionnelle suffisante … … jusqu’à la surinfectionjusqu’à la surinfection

Pas de récupération spontanéePas de récupération spontanée

Réserve Réserve FonctionnelleFonctionnelle

En En RésuméRésumé

Fonction

Structure Homogène Hétérogène

Parallèle Foie, rein,poumon sain

Os, cerveau,poumon pathologique

Série Tube digestif Voies optiques,f onctions supérieures

Architecture : Parallèle vs Architecture : Parallèle vs SérieSérie

Architecture : Parallèle vs Architecture : Parallèle vs SérieSérie

Tissus sainsTissus sains cataracte, stérilité : 5 - 10 cataracte, stérilité : 5 - 10

GyGy rein, ovaire (castration) : 15 rein, ovaire (castration) : 15

GyGy foie, poumon : 20 Gyfoie, poumon : 20 Gy moelle épinière : 45 Gy moelle épinière : 45 Gy SNC : 50 GySNC : 50 Gy vessie, rectum : 60 Gyvessie, rectum : 60 Gy

Comment faire ?Comment faire ?

Tissus sainsTissus sains cataracte, stérilité : 5 - 10 cataracte, stérilité : 5 - 10

GyGy rein, ovaire (castration) : 15 rein, ovaire (castration) : 15

GyGy foie, poumon : 20 Gyfoie, poumon : 20 Gy moelle épinière : 45 Gy moelle épinière : 45 Gy SNC : 50 GySNC : 50 Gy vessie, rectum : 60 Gyvessie, rectum : 60 Gy

Comment faire ?Comment faire ?

Contraintes de Contraintes de DosesDoses

(2 Gy/jour, 10 Gy/semaine)(2 Gy/jour, 10 Gy/semaine)

Contraintes de Contraintes de DosesDoses

(2 Gy/jour, 10 Gy/semaine)(2 Gy/jour, 10 Gy/semaine)

Un Effet Différentiel ?Un Effet Différentiel ?Un Effet Différentiel ?Un Effet Différentiel ?

Réactionsprécoces

Réactionstardives

Eff etdiff érentiel ?

Augmenter ladose totale ?

Accrues Accrues non

Accélérerl’irradiation ?

Accrues I dem OUI

Diminuer la dosepar f raction ?

I dem Réduites OUI

Réactionsprécoces

Réactionstardives

Eff etdiff érentiel ?

Augmenter ladose totale ?

Accrues Accrues non

Accélérerl’irradiation ?

Accrues I dem OUI

Diminuer la dosepar f raction ?

I dem Réduites OUI

La Radiothérapie Idéale La Radiothérapie Idéale ??

La Radiothérapie Idéale La Radiothérapie Idéale ??

TumeursTumeursRéactionRéaction

s s précocesprécoces

RéactionRéactions tardivess tardives

DoseDose

VolumeVolume

ÉtalementÉtalement

Dose / Dose / séanceséance

élevéeélevée

« suffisant »« suffisant »

courtcourt

bassebasse

minimalminimal

longlong

bassebasse

minimalminimal

faiblefaible

(C.A.D. la curiethérapie à bas débit de dose …)(C.A.D. la curiethérapie à bas débit de dose …)(C.A.D. la curiethérapie à bas débit de dose …)(C.A.D. la curiethérapie à bas débit de dose …)

TerminologiTerminologiee

TerminologiTerminologiee

Étalement = durée totale du Étalement = durée totale du

traitementtraitement radiothérapieradiothérapie idem si plusieurs modalitésidem si plusieurs modalités

Fractionnement = terme ambigu …Fractionnement = terme ambigu … nombre de séances (total ou par nombre de séances (total ou par

jour)jour) dose par séancedose par séance

Étalement = durée totale du Étalement = durée totale du

traitementtraitement radiothérapieradiothérapie idem si plusieurs modalitésidem si plusieurs modalités

Fractionnement = terme ambigu …Fractionnement = terme ambigu … nombre de séances (total ou par nombre de séances (total ou par

jour)jour) dose par séancedose par séance

Manipulations de Manipulations de l’Etalementl’Etalement

Manipulations de Manipulations de l’Etalementl’Etalement

Accélération : dose hebdomadaire > 9-10 Accélération : dose hebdomadaire > 9-10 GyGy raccourcir la durée de l’irradiationraccourcir la durée de l’irradiation pour une même dose totalepour une même dose totale quelque soit le « fractionnement »quelque soit le « fractionnement »

« Protraction » : dose hebdomadaire < 9-« Protraction » : dose hebdomadaire < 9-

10 Gy10 Gy allonger la durée totale de l’irradiationallonger la durée totale de l’irradiation pour une même dose totalepour une même dose totale quelque soit le « fractionnement »quelque soit le « fractionnement »

Accélération : dose hebdomadaire > 9-10 Accélération : dose hebdomadaire > 9-10 GyGy raccourcir la durée de l’irradiationraccourcir la durée de l’irradiation pour une même dose totalepour une même dose totale quelque soit le « fractionnement »quelque soit le « fractionnement »

« Protraction » : dose hebdomadaire < 9-« Protraction » : dose hebdomadaire < 9-

10 Gy10 Gy allonger la durée totale de l’irradiationallonger la durée totale de l’irradiation pour une même dose totalepour une même dose totale quelque soit le « fractionnement »quelque soit le « fractionnement »

Manipulations du Manipulations du FractionnementFractionnement

Manipulations du Manipulations du FractionnementFractionnement

HyperfractionnementHyperfractionnement dose par séance < 1,8 – 2 Gydose par séance < 1,8 – 2 Gy ou administrer plusieurs séances par ou administrer plusieurs séances par

jourjour sans modifier la dose totalesans modifier la dose totale

HypofractionnementHypofractionnement dose par séance > 1,8 – 2 Gydose par séance > 1,8 – 2 Gy ou réduire le nombre de séancesou réduire le nombre de séances sans modifier la dose totalesans modifier la dose totale

HyperfractionnementHyperfractionnement dose par séance < 1,8 – 2 Gydose par séance < 1,8 – 2 Gy ou administrer plusieurs séances par ou administrer plusieurs séances par

jourjour sans modifier la dose totalesans modifier la dose totale

HypofractionnementHypofractionnement dose par séance > 1,8 – 2 Gydose par séance > 1,8 – 2 Gy ou réduire le nombre de séancesou réduire le nombre de séances sans modifier la dose totalesans modifier la dose totale

En En PratiquePratique

En En PratiquePratique

La référence : La référence : 9 à 10 Gy par semaine9 à 10 Gy par semaine 1,8 à 2 Gy par séance1,8 à 2 Gy par séance 1 séance par jour1 séance par jour 5 jours par semaine5 jours par semaine

Modifications souvent Modifications souvent

complexescomplexes contraintes logistiquescontraintes logistiques

La référence : La référence : 9 à 10 Gy par semaine9 à 10 Gy par semaine 1,8 à 2 Gy par séance1,8 à 2 Gy par séance 1 séance par jour1 séance par jour 5 jours par semaine5 jours par semaine

Modifications souvent Modifications souvent

complexescomplexes contraintes logistiquescontraintes logistiques

Quelques Exemples Quelques Exemples ......

Quelques Exemples Quelques Exemples ......

30 Gy, 10 fractions, 12 jours30 Gy, 10 fractions, 12 jours

70 Gy, 2 fractions / j de 1 Gy, 7 semaines70 Gy, 2 fractions / j de 1 Gy, 7 semaines

70 Gy, 1 fraction / j de 2 Gy, 6 jours / 70 Gy, 1 fraction / j de 2 Gy, 6 jours /

semainesemaine

54 Gy, 3 fractions / j de 1,5 Gy, 12 jours54 Gy, 3 fractions / j de 1,5 Gy, 12 jours

81,6 Gy, 2 x 1,2 Gy / j, 7 semaines81,6 Gy, 2 x 1,2 Gy / j, 7 semaines

67,2 Gy, 2 x 1,6 Gy / j, 6 semaines 67,2 Gy, 2 x 1,6 Gy / j, 6 semaines

(interruption)(interruption)

72 Gy, 1,8 (+ 1,5) Gy / j, 6 semaines72 Gy, 1,8 (+ 1,5) Gy / j, 6 semaines

30 Gy, 10 fractions, 12 jours30 Gy, 10 fractions, 12 jours

70 Gy, 2 fractions / j de 1 Gy, 7 semaines70 Gy, 2 fractions / j de 1 Gy, 7 semaines

70 Gy, 1 fraction / j de 2 Gy, 6 jours / 70 Gy, 1 fraction / j de 2 Gy, 6 jours /

semainesemaine

54 Gy, 3 fractions / j de 1,5 Gy, 12 jours54 Gy, 3 fractions / j de 1,5 Gy, 12 jours

81,6 Gy, 2 x 1,2 Gy / j, 7 semaines81,6 Gy, 2 x 1,2 Gy / j, 7 semaines

67,2 Gy, 2 x 1,6 Gy / j, 6 semaines 67,2 Gy, 2 x 1,6 Gy / j, 6 semaines

(interruption)(interruption)

72 Gy, 1,8 (+ 1,5) Gy / j, 6 semaines72 Gy, 1,8 (+ 1,5) Gy / j, 6 semaines

Le Prix à Payer Le Prix à Payer ??

Le Prix à Payer Le Prix à Payer ??

MessageMessagess

MessageMessagess

Les définitionsLes définitions fractionnement : dose par séancefractionnement : dose par séance étalement : durée totale du étalement : durée totale du

traitementtraitement

Le fractionnement protège Le fractionnement protège les cellules capables de réparer les cellules capables de réparer

l’ADNl’ADN c.a.d. réactions tardivesc.a.d. réactions tardives

L’étalement protège L’étalement protège les tissus dont les cellules se les tissus dont les cellules se

multiplientmultiplient c.a.d. tumeurs et réactions précocesc.a.d. tumeurs et réactions précoces

Les définitionsLes définitions fractionnement : dose par séancefractionnement : dose par séance étalement : durée totale du étalement : durée totale du

traitementtraitement

Le fractionnement protège Le fractionnement protège les cellules capables de réparer les cellules capables de réparer

l’ADNl’ADN c.a.d. réactions tardivesc.a.d. réactions tardives

L’étalement protège L’étalement protège les tissus dont les cellules se les tissus dont les cellules se

multiplientmultiplient c.a.d. tumeurs et réactions précocesc.a.d. tumeurs et réactions précoces


(ou la tartine de confiture)(ou la tartine de confiture)


(ou la tartine de confiture)(ou la tartine de confiture) Dose SEUILDose SEUIL

quelques Gy à dizaines de quelques Gy à dizaines de GyGy





Dose SEUILDose SEUIL quelques Gy à dizaines de quelques Gy à dizaines de

GyGy






marron)marron)


marron)marron) GRAVITE indépendante de la doseGRAVITE indépendante de la dose

tout ou rien !tout ou rien !




GRAVITE indépendante de la doseGRAVITE indépendante de la dose tout ou rien !tout ou rien !




Cancers Radio-Cancers Radio-InduitsInduits

Expositions professionnellesExpositions professionnelles radiologues, peintres de radiologues, peintres de

cadranscadrans mineurs, industrie nucléairemineurs, industrie nucléaire

Expositions « accidentelles »Expositions « accidentelles » Hiroshima - NagasakiHiroshima - Nagasaki TchernobylTchernobyl

Expositions médicalesExpositions médicales radiodiagnosticradiodiagnostic radiothérapieradiothérapie

Interprétation Interprétation BiologiqueBiologique

Interprétation Interprétation BiologiqueBiologique

Effets déterministesEffets déterministes lésion(s) cellulaire(s) létale(s)lésion(s) cellulaire(s) létale(s) expression selon le nombre de cellules expression selon le nombre de cellules

léséeslésées

Effets stochastiquesEffets stochastiques lésion(s) cellulaire(s) non mortelle(s)lésion(s) cellulaire(s) non mortelle(s) l’atteinte d’une seule cellule suffitl’atteinte d’une seule cellule suffit

Effets déterministesEffets déterministes lésion(s) cellulaire(s) létale(s)lésion(s) cellulaire(s) létale(s) expression selon le nombre de cellules expression selon le nombre de cellules

léséeslésées

Effets stochastiquesEffets stochastiques lésion(s) cellulaire(s) non mortelle(s)lésion(s) cellulaire(s) non mortelle(s) l’atteinte d’une seule cellule suffitl’atteinte d’une seule cellule suffit



Effets probabilistes (stochastiques, Effets probabilistes (stochastiques, aléatoires)aléatoires) une exposition unique peut suffireune exposition unique peut suffire

L’estimation du risque est difficileL’estimation du risque est difficile (très) faibles doses(très) faibles doses effets rares, retardés et non spécifiqueseffets rares, retardés et non spécifiques bruit(s) de fondbruit(s) de fond

Notion de risque relatifNotion de risque relatif

Effets probabilistes (stochastiques, Effets probabilistes (stochastiques, aléatoires)aléatoires) une exposition unique peut suffireune exposition unique peut suffire

L’estimation du risque est difficileL’estimation du risque est difficile (très) faibles doses(très) faibles doses effets rares, retardés et non spécifiqueseffets rares, retardés et non spécifiques bruit(s) de fondbruit(s) de fond

Notion de risque relatifNotion de risque relatif

Le Le « Risque »« Risque »

Le Le « Risque »« Risque »

L’atteinte des « exposés » est inconstanteL’atteinte des « exposés » est inconstante événements raresévénements rares événements (très) tardifsévénements (très) tardifs événements non spécifiquesévénements non spécifiques

La méthodologie statistique doit être La méthodologie statistique doit être

adaptéeadaptée recherche d’une « association »recherche d’une « association » entre l’exposition à un facteur de risqueentre l’exposition à un facteur de risque et la probabilité de survenue d’un et la probabilité de survenue d’un

événementévénement

L’atteinte des « exposés » est inconstanteL’atteinte des « exposés » est inconstante événements raresévénements rares événements (très) tardifsévénements (très) tardifs événements non spécifiquesévénements non spécifiques

La méthodologie statistique doit être La méthodologie statistique doit être

adaptéeadaptée recherche d’une « association »recherche d’une « association » entre l’exposition à un facteur de risqueentre l’exposition à un facteur de risque et la probabilité de survenue d’un et la probabilité de survenue d’un

événementévénement

Enquête Enquête EpidémiologiqueEpidémiologique

Enquête Enquête EpidémiologiqueEpidémiologique

Comparer les probabilités de survenueComparer les probabilités de survenue chez des sujets exposéschez des sujets exposés chez des sujets NON exposéschez des sujets NON exposés

CAD estimer un risque RELATIFCAD estimer un risque RELATIF intégrant les événements intégrant les événements

« spontanés »« spontanés » intégrant les facteurs de confusionintégrant les facteurs de confusion

Comparer les probabilités de survenueComparer les probabilités de survenue chez des sujets exposéschez des sujets exposés chez des sujets NON exposéschez des sujets NON exposés

CAD estimer un risque RELATIFCAD estimer un risque RELATIF intégrant les événements intégrant les événements

« spontanés »« spontanés » intégrant les facteurs de confusionintégrant les facteurs de confusion

Enquêtes de Enquêtes de CohortesCohortes

Enquêtes de Enquêtes de CohortesCohortes

Enquêtes Cas-Enquêtes Cas-TémoinsTémoins

Enquêtes Cas-Enquêtes Cas-TémoinsTémoins

Enquêtes Enquêtes HistoriquesHistoriquesEnquêtes Enquêtes

HistoriquesHistoriques

Enquêtes Enquêtes GéographiquesGéographiques

Enquêtes Enquêtes GéographiquesGéographiques

Risque Risque RelatifRelatif

Risque chez « exposés »Risque chez « exposés » R(E+) = M(E+) / R(E+) = M(E+) /

PA(E+)PA(E+)

Risque chez « non Risque chez « non

exposés »exposés » R(E-) = M(E-) / PA(E-)R(E-) = M(E-) / PA(E-)

Risque RELATIFRisque RELATIF RR = R(E+) / R(E-)RR = R(E+) / R(E-)



Interprétation : l’exposition ...Interprétation : l’exposition ... ne modifie pas le risque : RR ne modifie pas le risque : RR

= 1= 1 le risque : RR > 1le risque : RR > 1 le risque : RR < 1le risque : RR < 1


Intervalle de confiance à 95%Intervalle de confiance à 95% la « vraie » valeur du RR ...la « vraie » valeur du RR ... … … a 95% de chance de se trouver dans l’IC a 95% de chance de se trouver dans l’IC

95%95%

ExemplesExemples RR = 1 [0,98 - 1,02] ou [0,60 - 9,00]RR = 1 [0,98 - 1,02] ou [0,60 - 9,00] RR = 3 [0,60 - 6,00] ou [2,50 - 3,50]RR = 3 [0,60 - 6,00] ou [2,50 - 3,50]

L’IC 95% varie ...L’IC 95% varie ... avec le nombre d’événements observés +avec le nombre d’événements observés +

++++++



Si maladie rare ...Si maladie rare ... forte élévation du RRforte élévation du RR « quelques » cas « quelques » cas

supplémentairessupplémentaires

Si maladie fréquente ...Si maladie fréquente ... faible élévation du RRfaible élévation du RR nombreux cas nombreux cas

supplémentairessupplémentaires

Intervalles de Confiance +Intervalles de Confiance +++++++

Autres Mesures du Autres Mesures du RisqueRisque

Risque attribuable (« AR »)Risque attribuable (« AR ») % de cas dus à l’exposition% de cas dus à l’exposition parmi les événements parmi les événements

« spontanés »« spontanés »

Excès de risque absolu (« EAR »)Excès de risque absolu (« EAR ») nombre de cas supplémentairesnombre de cas supplémentaires par unité de dosepar unité de dose

Excès de risque relatif (« ERR »)Excès de risque relatif (« ERR ») % de cas supplémentaires% de cas supplémentaires par unité de dosepar unité de dose

Hiroshima - Hiroshima - NagasakiNagasaki

UNSCEAR 2000

Relation Dose - Relation Dose - EffetEffet

Linéaire

sans s

euil

Linéaire

sans s

euil

Linéaire

avec seuil

Linéaire

avec seuil

RisqueRisque

DoseDose

SeuilSeuil

Relation Dose – EffetRelation Dose – Effet Tumeurs Solides, Hiroshima - Tumeurs Solides, Hiroshima -

NagasakiNagasaki

Relation Dose – EffetRelation Dose – Effet Tumeurs Solides, Hiroshima - Tumeurs Solides, Hiroshima -

NagasakiNagasaki

Relation Dose - Relation Dose - EffetEffet

Linéaire - quadratique sans seuil

Linéaire - quadratique sans seuil

RisqueRisque

DoseDose

SeuilSeuilLQ

avec seuilLQ

avec seuil

Relation Dose – EffetRelation Dose – EffetLeucémies, Hiroshima - Leucémies, Hiroshima -

NagasakiNagasaki

Relation Dose – EffetRelation Dose – EffetLeucémies, Hiroshima - Leucémies, Hiroshima -

NagasakiNagasaki

Tabac vs Tabac vs RayonnementsRayonnements

RR for lung RR for lung cancercancer

Cigarettes Cigarettes per dayper day

A-bomb dose A-bomb dose (Sv)(Sv)

1.01.0

4.64.6

7.57.5

13.113.1

16.616.6

00

1 – 91 – 9

10 – 1910 – 19

20 – 3920 – 39

40+40+

00

3.43.4

6.16.1

(11.4)(11.4)

(14.1)(14.1)

Boice et Lubin Radiat. Res. 146:356;1996Boice et Lubin Radiat. Res. 146:356;1996

Age lors de Age lors de l’Expositionl’Exposition

Calendrier Calendrier TératologiqueTératologique

Calendrier Calendrier TératologiqueTératologique

Irradiation et Irradiation et GrossesseGrossesse


Défaut de nidationDéfaut de nidation « tout ou rien » « tout ou rien » pendant les 4 premières SApendant les 4 premières SA

Anomalies du développementAnomalies du développement dose seuil 5 % : 10 à 20 cGydose seuil 5 % : 10 à 20 cGy

Carcinogenèse in uteroCarcinogenèse in utero non retrouvée à Hiroshima - non retrouvée à Hiroshima -

NagasakiNagasaki

Anomalies génétiques transmissiblesAnomalies génétiques transmissibles précaution : dose < 10 cGyprécaution : dose < 10 cGy

Défaut de nidationDéfaut de nidation « tout ou rien » « tout ou rien » pendant les 4 premières SApendant les 4 premières SA

Anomalies du développementAnomalies du développement dose seuil 5 % : 10 à 20 cGydose seuil 5 % : 10 à 20 cGy

Carcinogenèse in uteroCarcinogenèse in utero non retrouvée à Hiroshima - non retrouvée à Hiroshima -

NagasakiNagasaki

Anomalies génétiques transmissiblesAnomalies génétiques transmissibles précaution : dose < 10 cGyprécaution : dose < 10 cGy

Doses Doses FœtalesFœtalesDoses Doses

FœtalesFœtales


Conduite PratiqueConduite Pratique


Conduite PratiqueConduite Pratique Grossesse connueGrossesse connue pas de contre-indication formellepas de contre-indication formelle si justification … et optimisationsi justification … et optimisation

Grossesse méconnueGrossesse méconnue datation par échographie (+++datation par échographie (+++

+)+) avant 4 SA : pas de risqueavant 4 SA : pas de risque après 4 SA : évaluer la dose après 4 SA : évaluer la dose

(expert)(expert) IVG si dose > 20 cGyIVG si dose > 20 cGy

Grossesse connueGrossesse connue pas de contre-indication formellepas de contre-indication formelle si justification … et optimisationsi justification … et optimisation

Grossesse méconnueGrossesse méconnue datation par échographie (+++datation par échographie (+++

+)+) avant 4 SA : pas de risqueavant 4 SA : pas de risque après 4 SA : évaluer la dose après 4 SA : évaluer la dose

(expert)(expert) IVG si dose > 20 cGyIVG si dose > 20 cGy

ConclusiConclusionon

Une longue séquence chronologiqueUne longue séquence chronologique

Stérilisation tumoraleStérilisation tumorale objectif du traitementobjectif du traitement dose et étalement (volume)dose et étalement (volume)

Lésions des tissus sainsLésions des tissus sains limitations thérapeutiqueslimitations thérapeutiques réactions précoces & tardivesréactions précoces & tardives dose, volume, fractionnement, dose, volume, fractionnement,

étalementétalement



Effets tissulaires déterministesEffets tissulaires déterministes tumeurs et tissus sainstumeurs et tissus sains rapport efficacité / toxicitérapport efficacité / toxicité

Effets tissulaires stochastiquesEffets tissulaires stochastiques cancers radio-induitscancers radio-induits radioprotectionradioprotection

Risque « acceptable »Risque « acceptable » à définir selon population à définir selon population

ciblecible public, professionnels, public, professionnels,

patientspatients

Effets tissulaires déterministesEffets tissulaires déterministes tumeurs et tissus sainstumeurs et tissus sains rapport efficacité / toxicitérapport efficacité / toxicité

Effets tissulaires stochastiquesEffets tissulaires stochastiques cancers radio-induitscancers radio-induits radioprotectionradioprotection

Risque « acceptable »Risque « acceptable » à définir selon population à définir selon population

ciblecible public, professionnels, public, professionnels,

patientspatients

Effets Biologiques des Radiations Ionisantes Pr. Bernard DUBRAY Centre Henri Becquerel, Rouen...

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