Alain-Jacques Valleron

CR Biologies

C. R. Biologies 330 (2007) 277–280http://france.elsevier.com/direct/CRASS3/Sciences médicales / Medical sciencesL’épidémiologie : une science en développementEpidemiology: a developing scienceThe story of French epidemiology dates back to Daniel Bernoulli (1760), with regard to mathematical epidemi-ology, and to Pierre-Charles Louis (1838), with regard to ‘numerical medicine’, the ancestor of the modernevidence-based medicine.This thematic issue samples some of the recent issues of modern epidemiology: biostatisticians have developeda series of specialized techniques to encover the risk factors and to measure the proportion of the diseasefrequency they can account for (one paper). Epidemiology of chronic diseases is now providing new insightsinto the tricky relationships between environmental, genetic factors, and diseases (four papers). Epidemiologyis not just concerned with diseases. All aspects of human biology and physiology for which a populationapproach is necessary, are concerned: one paper deals with the case of fecundity and fertility, which are studiedby both demographic and epidemiological approaches. One of the roles of epidemiology is to bring rationalanswers to disputed issues in public health, such as the hazards of postmenopausal hormonal therapy (onepaper). Finally, the power of mathematics is increasingly used to understand better the dynamics of infectiousdiseases (two papers).Selon la définition donnée dans le récent rapportSciences et Technologies de l’Académie des sciences[1], l’épidémiologie décrit les variations de fréquencedes maladies dans les groupes humains et recherche lesdéterminants de ces variations. Elle vise à la compré-hension des causes des maladies et à l’amélioration deleurs traitement et moyens de prévention.La définition choisie était destinée à bien rappeler :– que l’épidémiologie concerne l’ensemble des ma-ladies et situations pathologiques, et pas seulementles maladies transmissibles ;– qu’une fonction importante de l’épidémiologie estd’identifier des facteurs de risques individuels oucollectifs des maladies étudiées et ainsi de fournirdes modèles prévisionnels reposant sur la connais-sance de ces facteurs de risques ;– que, dans le cas des maladies infectieuses, ces dé-terminants peuvent concerner la nature des interac-tions entre sujet infectieux, sensibles et immunisés,et être alors découverts en modélisant mathémati-quement ces interactions.La demande actuelle en épidémiologieCe numéro thématique présente un large échantillon-nage de méthodes et de résultats de la recherche épi-démiologique actuelle, à un moment où une forte de-mande existe pour cette discipline. Demande sociale,car nombre de problèmes prioritaires de santé publiquenécessitent une approche épidémiologique : évaluationdes risques environnementaux, d’actions de dépistage,de prévention ou de traitement. Mais demande scienti-fique aussi, car le progrès de la connaissance en méde-cine nécessite, à côté des approches expérimentales etcliniques, une approche populationnelle. Aussi la ques-tion est souvent posée : pourquoi n’y a-t-il pas plusd’épidémiologie en France ? Une première raison en estle coût de la recherche épidémiologique, que peu appré-cient : lorsque de grandes enquêtes épidémiologiquesdémontrèrent l’existence de risques de cancer et de ma-ladies cardiovasculaires associés aux thérapies hormo-nales substitutives (voir l’article de D. Costagliola dansce numéro), la réaction de beaucoup en France fut des’étonner qu’il n’y ait pas eu de travaux épidémiolo-1631-0691/$ – see front matter © 2007 Académie des sciences. Publié par Elsevier Masson SAS. Tous droits réservés.doi:10.1016/j.crvi.2007.03.013278 A.-J. Valleron / C. R. Biologies 330 (2007) 277–280giques français d’importance sur le sujet. C’était ou-blier, par exemple, que le coût de l’étude de la WomenHealth Initiative avait approché le milliard de dollars !Une seconde raison au relatif manque d’épidémiologieen France est qu’il s’agit d’une discipline récente qui,donc, a dû imposer sa nécessité face aux disciplines éta-blies ; une troisième raison en est qu’elle est presqueuniquement développée dans les facultés de médecine,et que lui fait par conséquent défaut l’apport des autressciences complémentaires indispensables, notammentles mathématiques.Bref historique de l’épidémiologie françaiseL’épidémiologie française moderne est née à la findes années 1950 autour de Daniel Schwartz, qui à la foisa diffusé la pensée et les méthodes statistiques en méde-cine, et a été un pionnier dans la méthodologie de l’essaithérapeutique randomisé ainsi que dans l’utilisation del’épidémiologie analytique pour découvrir des facteursde risques des grandes maladies chroniques (cancer etmaladies cardiovasculaires).Pourtant, l’épidémiologie française a des racines his-toriques très anciennes. L’épidémiologie mathématiqueest née, comme il est unanimement reconnu [2], avecle travail présenté par Daniel Bernoulli à l’Académieroyale des sciences en 1760. Bernoulli y modélisa l’épi-démiologie de la variole, afin d’évaluer, dans ce qu’onappelle maintenant une démarche bénéfice/risque, l’in-térêt de la variolisation, technique consistant à effectuerune scarification de l’enfant sain avec des croûtes pré-levées sur un malade varioleux. À cette date, beaucoupétaient déjà convaincus de l’intérêt de cette technique,en particulier en Angleterre, grâce au lobbying de ladyMontaigu, épouse de l’ambassadeur d’Angleterre enTurquie, où l’on pratiquait déjà cette technique. Voltairelui-même, dans sa 11e lettre philosophique, indiquaitdès 1727 que, sans les sectarismes conjugués de l’Égliseet de la médecine, cette technique, déjà bien éprouvéeen Asie orientale, sauverait des vies en Europe. La forcede Bernoulli fut d’apporter des arguments rationnels etquantitatifs. En utilisant la table de vie construite parl’astronome Halley, il montra qu’une génération hypo-thétique soumise à la variolisation vivrait 2,5 ans de plusque sans variolisation. Une vive polémique éclata ausein de l’Académie royale des sciences avec d’Alem-bert : celui-ci avait compris qu’il y avait un problèmede décision qui dépassait les mathématiques au momentde comparer un risque immédiat (celui de la variolisa-tion) à un bénéfice plus lointain (gagner quelques an-nées d’espérance de vie). Ce débat est encore d’unepleine actualité.Au siècle suivant, on doit noter un autre nom, celuide Pierre-Charles Louis (1787–1872), qui fonda la mé-decine numérique [3]. Dans son travail le plus connu,il montra que l’usage de la saignée, pratiquée systéma-tiquement grâce à des sangsues pour traiter les pneu-monies, ne se justifiait pas. Un recueil systématiquedes données au lit du malade montrait que ceux quiavaient reçus la saignée au moment « idéal » ne se por-taient pas mieux finalement que ceux qui l’avaient reçu« trop tard ». Aussi déclara-t-il devant l’Académie demédecine que « sans l’aide de la statistique, rien quiressemble à une véritable science médicale n’est pos-sible ». Son traité de « médecine numérique » fut traduitaux États-Unis dès 1838 et il eut un grand nombre dedisciples à travers le monde, en Europe comme outre-Atlantique. Il est actuellement internationalement consi-déré comme un des pères, si ce n’est le père fondateur,de l’épidémiologie. Louis-René Villermé (1782–1863)fut, de son côté, le précurseur mondialement connu del’épidémiologie sociale.Si l’épidémiologie a permis de découvrir les grandsfacteurs de risques du cancer (notamment le tabac, quiest une découverte à proprement parler épidémiolo-gique) et des maladies cardiovasculaires, avec commeconséquence l’identification de méthodes de préventionefficace, les années 1980 l’ont placée face à de nou-veaux défis. D’abord, les progrès technologiques per-mettent d’aborder de nouveaux problèmes. Ces progrèstechnologiques concernent aussi bien la biologie queles sciences de l’information : il est possible désormaisde recueillir des données biologiques à grande échelle,notamment des données génomiques, donc d’envisagerdes projets extrêmement ambitieux, tel celui qui fut ap-pelé Human Phenome [4]. Ensuite, on dispose mainte-nant de moyens de collecter, stocker et transmettre desdonnées biologiques, cliniques et d’imagerie, qui sontsans commune mesure avec ceux du passé. Enfin, destechniques mathématiques et statistiques toujours pluspuissantes sont disponibles, s’appuyant sur une infor-matique elle-même sans commune mesure avec celledu passé, à tel point qu’on voit désormais des travauxrelevant d’une « épidémiologie computationnelle », entransposant le vocable, utilisé depuis longtemps, de« physique computationnelle ».Le contenu de ce numéro thématiqueLe présent numéro thématique débute par une revuegénérale, par Jacques Benichou, des méthodes d’esti-mation du risque attribuable à un facteur, notammentlorsqu’il est en compétition avec les risques associés àd’autres facteurs. C’est en effet l’un des problèmes mé-A.-J. Valleron / C. R. Biologies 330 (2007) 277–280 279thodologiques centraux de l’épidémiologie, sur lequelles biostatisticiens travaillent très activement ; il se ré-vèle particulièrement important dans l’étude conjointedes rôles respectifs des facteurs environnementaux etgénétiques dans la survenue des maladies. Les quatrearticles qui suivent sont précisément dédiés à l’analysede ce qu’apporte l’épidémiologie dans le démêlage del’écheveau des causes environnementales et génétiquesdans des champs pathologiques majeurs. Pierre Duci-metière et col. traitent de front, à propos des maladiescardiovasculaires, le défi le plus important auquel lesépidémiologistes ont à faire face : comment, alors queles résultats proviennent d’observations, fût-ce sur detrès grandes bases de données et avec le support d’ana-lyses statistiques performantes, faire passer une relationentre un facteur de risque et une maladie du statut decorrélation à celui de causalité ? C’est la même pro-blématique, mais dans le cas du cancer, que JacquelineClavel traite dans son article, en insistant particulière-ment sur l’apport nouveau de la génomique. Le troi-sième article, par Alexis Elbaz et col., traite du casdes maladies dégénératives, dont la maladie d’Alzhei-mer, qui posent un problème de santé publique majeur,unanimement reconnu, mais aussi des énigmes scien-tifiques en termes de découverte des facteurs causauxet de pistes thérapeutiques. Le quatrième article, celuide Philippe Gorwood et Frédéric Rouillon, traite le casde l’épidémiologie psychiatrique qui, avec du retard surl’épidémiologie du cancer et des maladies cardiovascu-laires, installées depuis longtemps, fournit maintenant àson tour de grands résultats, y compris dans le champ dela recherche des rôles conjoints des facteurs génétiqueset environnementaux.La recherche épidémiologique ne s’adresse pas seule-ment aux maladies. Elle concerne tous les domaines dela recherche médicale ou biologique dans lesquels uneapproche populationnelle est nécessaire. La contribu-tion d’Henri Leridon le montre, par l’exemple de l’étudede la fécondité et de la fertilité, en insistant de plus sur lacomplémentarité des approches démographique et épi-démiologique. Enfin, l’épidémiologie est le bras arméde la santé publique, car elle fournit le cadre scientifiquede l’évaluation de l’efficacité et de la pertinence desdépistages, des prestations et des prises en charge théra-peutiques. L’article de Dominique Costagliola, à traversune analyse quasi historique des preuves successivesdes risques associés à l’usage des thérapies hormonalessubstitutives, à la fois décrit les différentes approchesépidémiologiques possibles d’analyse du risque thé-rapeutique et montre à travers cet exemple frappant,l’impact que peut avoir l’épidémiologie en santé pu-blique.L’épidémiologie mathématique, depuis sa naissanceau XVIIIe siècle dans les mains de Bernoulli, a pris uneimportance considérable depuis les années 1980. En ef-fet, tout d’abord, l’épidémiologie ne pouvait échapperaux besoins de formalisation et de mathématisation ren-contrés actuellement dans toutes les disciplines scien-tifiques. Mais surtout, un certain nombre de problèmesd’une très grande importance sociétale se posent, pourlesquels l’épidémiologie mathématique est la seule fa-çon d’apporter des réponses rationnelles. Elle permetd’utiliser l’ensemble des connaissances actuelles afinde prédire quelle sera l’évolution d’une maladie émer-gente, d’étudier in silico quelles sont les stratégies decontrôle les plus efficaces face à une épidémie, d’éva-luer l’impact éventuel d’une attaque utilisant des agentsbiologiques et, là aussi, d’identifier les solutions decontrôle les plus efficaces (quarantaine, vaccinations,arrêt des transports, etc.), de fournir des évaluations ra-tionnelles de risques extrêmement faibles, mais impor-tants de par la perception que le public en a ou par le trèsgrand nombre de personnes soumises à ce risque, éven-tuellement faible. Les deux articles choisis pour illus-trer ce domaine sont, d’une part, celui de Pierre-YvesBoëlle, qui décrit l’état des connaissances sur les mé-canismes menant aux épidémies récurrentes, et celui deVittoria Colizza et col., qui montre comment la théoriedes systèmes complexes peut avoir des applications trèsconcrètes en épidémiologie, telle par exemple l’étude dela diffusion d’une pandémie par le réseau de transportsaériens, qui illustre la couverture de ce numéro.Au total, nous espérons que ce numéro thématiquemontrera bien les multiples facettes de l’épidémio-logie moderne, et les compétences complémentairesqu’elle nécessite pour se développer : la biostatistique,bien entendu, comme on le sait maintenant depuisplus de 50 ans, en considérant tous les succès acquisdans l’identification et la quantification des facteurs derisques des maladies, mais aussi les sciences de l’infor-mation, avec le recours aux outils de formalisation etd’exploitation puissants de données dont disposent lesmathématiciens, physiciens et informaticiens.Nous formons aussi le vœu que le présent fasci-cule établisse comment l’épidémiologie moderne doittravailler en interaction constante avec la biologie, no-tamment la génétique et la génomique, les sciences del’environnement et la médecine clinique, discipline in-dispensable au moment de phénotyper les maladies donton cherche à découvrir les facteurs de risque.Alain-Jacques ValleronDisponible sur Internet le 27 avril 2007280 A.-J. Valleron / C. R. Biologies 330 (2007) 277–280Références[1] A.-J. Valleron (Ed.), L’épidémiologie humaine : conditionsde son développement en France, et rôle des mathématiques,rapports Science et Technologie, EDP Sciences, Paris, 2006,p. 424.[2] K. Dietz, J.A. Heesterbeek, Bernoulli was ahead of modern epi-demiology, Nature 408 (6812) (2000) 513–514.[3] A. Morabia, P.C.A. Louis and the birth of clinical epidemiology,J. Clin. Epidemiol. 49 (12) (1996) 1327–1333.[4] N. Freimer, C. Sabatti, The human phenome project, Nat. Ge-net. 34 (1) (2003) 15–21.

L'épidémiologie : une science en développement

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