Facteur d'équivalence toxique

Les facteurs d'équivalence de toxicité servent à composer un « indice global de toxicité » souvent dit TEQ (ou Toxic Equivalent Quantity), qui permet de gérer plus simplement les problèmes d'évaluation du risque et de gestion des composés complexes (par exemple les dioxines, les hydrocarbures aromatiques polycycliques ou HAP) ou encore les hydrocarbures aromatiques polycycliques halogénés (HAPH) dont la toxicité varie beaucoup selon le type de molécule au sein d'une même famille chimique.

Ainsi, les FET permettent de pondérer la quantification des HAP totaux (mélange de tous les HAP présents) par leur niveau de toxicité.

L'application du droit de l'environnement (principe « pollueur-payeur » notamment) et la mise en place d'écotaxes requièrent une mesure standardisée de la toxicité et de la toxicité environnementale des produits chimiques. Faute de mieux, le FET répond à cet enjeu ;

Il est important que la valeur d'un facteur d'équivalence de toxicité soit correctement fixée, tant pour des raisons sanitaires qu'éthiques et de justice environnementale, et pour son efficacité en termes de prise de décision en matière de hiérarchisation des actions de gestion de l'environnement[6]. Malgré ses imperfections, le FET y contribue.

Comme la toxicité de certains congénères varie de plusieurs ordres de grandeur, tout changement dans les TEFs pourrait avoir un impact important en termes réglementaires et de gestion des risques concernant les organochlorés toxiques de type dioxines et PCB[7]

Les grands gestionnaires de risques, dont l'OMS, ont estimé devoir (et pouvoir grâce aux TEQ) faciliter une évaluation calculée de la toxicité d'un mélange de molécules bien connues. Mais des incertitudes persistent pour de nombreuses familles chimiques dont les effets toxiques sont encore mal compris. Et de lourdes incertitudes existent encore quant à la courbe dose-réponse des organismes ou organes ou cellules exposées à ces produits[8]).

Les FET reposent sur des postulats simplificateurs et ambigus, voire faux :

1. Le principe des FET repose sur le fait qu'ils pourraient être représentatifs de la toxicité réelle des produits qu'ils concernent. Or, les FET sont produits à partir d'études sur des animaux de laboratoire le plus souvent exposés à de fortes doses (proches de l'ED50) sur une courte durée et/ou de façon répétée[1], alors qu'en matière de santé publique (hormis certains cas particuliers d'exposition professionnelle ou accidentelle), c'est surtout l'exposition chronique à de faibles doses qu'il faudrait prendre en compte[1].
   De plus, la relation dose-effet est rarement linéaire ; Ainsi, dans le cas des organochlorés, la cinétique de la liaison au récepteur Ah peut par exemple changer d'ordre selon la dose[9]
   Enfin et par exemple pour les organochlorés, le système TEQ ne concerne que les effets néfastes (cancer, mort) découlant d'interactions avec les récepteurs cellulaires Ah, mais d'autres effets toxiques ou écotoxiques peuvent exister (effet de perturbation endocrinienne par exemple, qui n'est pas encore bien quantifié pour la Dioxine et ses congénères, et n'est pas prise en compte par les TEF).
   Les TEFs ne couvrent donc qu'une partie du risque qu'ils devraient couvrir. Ils peuvent le faire sous-estimer ;
2. Les effets des différents congénères seraient toujours additifs. Ce postulat n'est pas démontrée ; En fait, les FET pourraient dans certains cas être multiplicateurs à forte dose (synergies positives). Et il n'y a pas de consensus sur le fait qu'ils soient réellement additifs à faible dose ; De même, les questions de synergies ou antagonismes toxiques ou de phénomènes additifs ou non sont encore mal comprises, mais elles peuvent avoir une grande importance pour expliquer une toxicité accrue ou diminuée de certains mélanges complexes ;
3. le potentiel toxique d'un congénère serait le même pour toutes les espèces. Cette hypothèse est complètement démentie par l'expérimentation animale ; Les espèces répondent très différemment à une même dose d'un composé toxique organochlorés.
   De plus les insectes se montrent en quelques générations capables de développer des mécanismes de résistance (génétiquement transmissibles) à des doses (d'organochlorés par exemple) très supérieures à celles qui étaient mortellement toxique pour leurs ancêtres.
   La valeur des Facteurs d'équivalence toxique est relative ; elle change selon les groupes ou espèces d'animaux considérés. Pour chaque nouvelle molécule étudiée, le choix des modèles d'évaluation toxicologique devrait prendre en compte ce fait.
4. le potentiel toxique d'un congénère serait le même pour deux effets différents ;
5. le potentiel toxique d'un congénère serait identique d'une voie d’exposition à une autre. Pour de nombreux toxiques chimiques, cette hypothèse est démentie par l'expérimentation animale ; Pour des raisons biologiques et « toxicocinétique » différente, les expositions à une molécule toxique (et le cas échéant à ses congénères) ont souvent des effets différents selon que cette exposition se fasse par voie orale, par inhalation et/ou via un passage percutané ;
6. le potentiel toxique d'un congénère serait identique d'un organe à l'autre. Le foie et le rein ou les tissus gras ou nerveux sont souvent les principaux organes touchés par les produits toxiques, mais avec des effets pouvant varier selon les toxiques et selon le cocktail des congénères. Les tissus d'un même organisme voire d'un même organe peuvent également répondent très différemment à une même dose d'un composé toxique et/ou de ses congénères chimiques ;
7. le potentiel toxique d'un congénère est relativement bien connu. Ce n'est pas toujours le cas, et dans le cas de molécules brevetées (pesticides, biocides, antibiotiques, fluides de fracturation, détergents industriels, PCB, etc. des questions de secret de fabrication peuvent freiner, perturber ou interdire l'accès aux données environnementales et en particulier aux informations toxicologiques et écotoxicologiques) ;
8. Le FET prendrait en compte la toxicité réelle d'un produit ; Ce n'est pas certain ; par exemple pour les organochlorés, le système TEQ ne concerne que les effets néfastes (cancer, mort) découlant d'interactions avec les récepteurs cellulaires Ah, mais d'autres effets toxiques ou écotoxiques peuvent exister (effet de perturbation endocrinienne par exemple, qui n'est pas quantifié pour la dioxine et ses congénères par cette méthode).

Non seulement la valeur des facteurs d'équivalence toxique est relative, elle change selon les groupes ou espèces d'animaux considérés, mais pour chaque nouvelle molécule considérée, le mode de calcul de ces facteurs a varié dans le temps et selon les auteurs ; la littérature scientifique propose ainsi des valeurs différentes de FET pour une même molécule.

Une étude[6] (2003) a montré qu'en utilisant différentes valeurs de FET (parmi celles trouvées dans la littérature) l'estimation de l'estimation de l'exposition générale de la population aux dioxines et dioxine-like varie d'un facteur 0,2 à 2,5. Le choix d'une valeur de référence a donc un impact important sur les choix qui seront fait par les autorités sanitaires ou régulatrices (police de l'eau, police de l'environnement, législateur...)[6]. Les auteurs de cette étude (A. Vidy et D. Bard de l'École nationale de la santé publique) considèrent néanmoins que « l'approche TEF reste empiriquement très utile pour évaluer le risque lié aux mélanges complexes de HAP et HAPH »[6].

Le choix des modèles d'évaluation toxicologique et l'interprétation de ses résultats devraient donc être utilisés avec prudence.

• (en) Van den Berg M, Birnbaum L, Bosveld AT, Brunström B, Cook P, Feeley M, Giesy JP, Hanberg A, Hasegawa R, Kennedy SW, et al. (1998) Toxic equivalency factors (TEFs) for PCBs, PCDDs, PCDFs for humans and wildlife. Environ Health Perspect. Dec; 106(12):775-92.
• (en) The use of toxic equivalency factor distributions in probabilistic risk assessments for dioxins, furans, and PCBs. Finley BL, Connor KT, Scott PK. J Toxicol Environ Health A. 2003 Mar 28; 66(6):533-50.
• (en) Birnbaum LS, DeVito MJ. (1995) Use of toxic equivalency factors for risk assessment for dioxins and related compounds. Toxicology. Dec 28; 105(2-3):391-401.

• Quantité équivalente toxique (TEQ)

• Guide technique : Pollution toxique et écotoxicologie : notions de base (Agence de l'Eau Rhône-Méditerranée-Corse)