Halogenated aromatic polycyclic hydrocarbons health impact: state of the art
Impact sur la santé des hydrocarbures aromatiques polycycliques halogénés : état des connaissances
Abstract
Aim of the study
The purpose of this article is to take stock of knowledges on halogenated aromatic polycyclic hydrocarbons’impact on health.
Method Description of halogenated aromatic polycyclic hydrocarbons then analysis of main effects.
Results
The “Seveso dioxin” or 2,3,7,8-tetrachlorodibenzo-p-dioxin (TCDD) is the most notorious compound (and the most toxic) of a family of parent compounds collectively known as halogenated aromatic polycyclic hydrocarbons (HAPH). It is also from the 1970s the most studied of structurally close congeners, sharing a common mechanism of action, that include polychlorodibenzofurans (PCDF) and dioxin-like polychlorobiphenyls (DL-PCB) as well as other chlorodibenzo-p-dioxins. These features justify their grouping in a single toxicity (but not exposure) estimate, the Toxic Equivalent Quantity (TEQ) to characterize the potential toxicity of any milieu where they are found simultaneously. The relevance of using such an index for risk assessment purposes is a matter of controversy. These compounds experimentally elicit a wide variety of non cancer effects, some of them clearly mediated by the cellular receptor, some not. The most documented and specific effects occur at high doses. Most of the effects shown experimentally are difficult to interpret epidemiologically. The TCDD carcinogenic potential in the laboratory animal was demonstrated in 1978 but it was characterized as a human carcinogen only in 1997. It is a promoter and not an initiator of carcinogenesis. According to the prevailing model of carcinogenesis, TCDD should be considered as having a dose threshold and cancer can occur only after an initiating agent was applied. However, TCDD elicits cancers in laboratory rodents without previous dosing of an initiator, allowing the possibility of using a non-threshold approach of TCDD-associated cancer risk. In addition, everyone is exposed daily to very low doses of HAPH, 95 % of which from food.
Conclusion
Choosing a threshold or alternatively a non-threshold approach for dioxin-associated cancer risk has tremendous consequences as regard public health impact: considering the current levels of population exposure, adopting a threshold approach, as WHO does, justifies the conclusion that no cancer case is attributable to dioxin exposure in the general population. Conversely, the non-threshold approach may yield an estimate of several thousands of cancer deaths annually due to dioxin exposure in France. Several cohort studies provide data allowing modelling the d
Objectif
L’objectif de cet article est de faire le point des connaissances sur l’impact sur la santé des hydrocarbures polycycliques halogénés.
Méthode
Description des hydrocarbures polycycliques halogénés puis analyse de leurs principaux effets.
Résultats
La 2,3,7,8-tétrachlorodibenzo-p-dioxine (TCDD) ou dioxine de Seveso est un composé extrêmement étudié depuis les années 1975. La TCDD n’est qu’un des membres (mais le plus toxique) d’une famille de composés voisins appelés hydrocarbures aromatiques polycycliques halogénés (HAPH). Parmi ceux-ci, les PCDF et PCB dits dioxin-like (DL-PCB) présentent une structure chimique voisine de la TCDD et un mécanisme d’action commun au niveau cellulaire. Ce sont les justifications essentielles d’une approche qui permet de les grouper en termes toxicologiques (mais non d’exposition) en une valeur numérique appelée Toxic Equivalent Quantity (TEQ) pour caractériser la toxicité potentielle de n’importe quel milieu où ces congénères sont simultanément présents. La pertinence de l’utilisation de cet index à des fins d’évaluation du risque reste discutée. Cette famille de composés est expérimentalement responsable d’une grande variété d’effets autres que cancérogènes, les uns clairement liés à la mise en action du récepteur cellulaire, les autres non. Les effets les mieux documentés et les plus spécifiques surviennent à forte dose. La signification épidémiologique de la plupart des effets expérimentaux reste largement incertaine. L’effet cancérogène de la dioxine chez l’animal de laboratoire a été démontré dès 1978, mais elle n’a été classée cancérogène humain certain qu’à partir de 1997. Par ailleurs, elle agit en promoteur et non en initiateur de la cancérogenèse. En accord avec le modèle de cancérogenèse en vigueur, il devrait donc y avoir un seuil d’action après exposition à un initiateur. Or, dans les expérimentations de cancérogenèse, la TCDD peut induire des cancers sans application préalable d’un initiateur, laissant discuter une approche sans seuil. D’autre part, chacun est exposé quotidiennement, à 95 % par voie alimentaire, à de très faibles quantités de dioxines.
Conclusion
Le choix d’une approche sans ou avec seuil constitue donc un enjeu majeur de santé publique : dans l’approche sans seuil, l’exposition à la dioxine pourrait être responsable de plusieurs milliers de décès par cancer annuellement en France, contre zéro aux niveaux actuels d’exposition en population générale avec les seuils estimés par diverses instances, notamment l’OMS. Plusieurs études de cohorte de travailleurs de l’industrie chimique fournissent des données permettant de modéliser la relation dose-réponse pour les cancers, mais les résultats restent diversement interprétables.