# L'EXPOSOME: enjeux épistémologiques de l'intégration santé - environnement

Élodie Giroux, Yohan Fayet, Francesca Merlin

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Élodie Giroux, Yohan Fayet, Francesca Merlin. L'EXPOSOME: enjeux épistémologiques de l'intégration santé - environnement. Séminaire permanent de l'Institut ExposUM Axe "Interfaces Sciences-Société ", Institut ExposUM, May 2024, Montpellier, France. 10.60527/ecsq-jk73. hal-04627560

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Submitted on 27 Jun 2024

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Elodie Giroux : Titulaire d'un doctorat de philosophie de la biologie à Paris 1 (en 2006). - Maître de Conférences en philosophie, Université Jean-Moulin, Lyon 3 (en 2019, en 2024)

Yohan Fayet : Titulaire d'un doctorat en Géographie, Lyon 3 (en 2014). - Chaire de professeur Junior au sein de l'Université Clermont Auvergne. Affilié à l'UMR Territoires de Clermont-Ferrand (en 2024)

Cette séance, présente les grands enjeux qu'aborde l'ouvrage, « Integrative approaches in Environmental Health and Exposome Research », dont Elodie Giroux et Yohan Fayet sont co-auteurs. Leur ouvrage et cette séance abordent donc l'exposome, et ses enjeux épistémologiques d'intégration. Le concept d'exposome, est introduit en 2005 par Christopher Wild qui le défini comme : la totalité des expositions environnementales sur l'humain (depuis sa conception jusqu'à sa mort), complétant le génome. Il distingue par la suite 3 domaines de ce concept : le domaine externe général, le domaine externe spécifique et le domaine interne. Depuis les années 2010, les projets autour de l'exposome se sont multipliés jusqu'à ce que le terme soit utilisé dans le 3e plan international de santé-environnement.

L'approche de cet ouvrage est de proposer une lecture de ce concept par la compréhension de l'écart entre les promesses holistiques d'intégrations et des études plutôt réductionnistes. L'objectif, finalement, est d'évaluer l'évolution du concept et sa mise en pratique et de mieux caractériser le potentiel et les limites de l'approche exposomique. Afin de présenter cela, la séance se divise en trois grandes parties : les origines, promesses et ambiguïtés du concept d'exposome, les enjeux et difficulté de l'intégration en pratique, et les perspectives pour mieux répondre à la promesse intégrative de l'exposome.

# I. L'exposome : origines, promesses et ambiguïtés conceptuelles actuelles

## 1.1. Origines

Les origines de l'apparition de ce concept sont diverses. Tout d'abord, c'est dans un contexte post-génomique, face aux limites du séquençage du génome humain que le concept d'exposome apparaît comme une solution. Ensuite, l'exposome prend aussi en importance dans un contexte de limite de la recherche sur les expositions environnementales en santé. Cette recherche est dominée par l'épidémiologie et la toxicologie. Ces deux disciplines ont du mal à collaborer, car elles utilisent des méthodes très distinctes avec des temporalités différentes. D'autant plus, une collaboration serait compliquée face à la fragmentation des sciences en santé-environnement et à leurs problèmes respectifs sur l'inférence causale (besoin d'attester que la relation existe et d'expliquer les liens, mécanismes).

## 1.2. Promesses de l'exposome
Ainsi, l'exposome promet d'être un concept qui unifiera les approches intégrative et holistiques :

- Approches multi-expositions et life courses (projet suivant toute une vie)

- Intégrer des méthodes expérimentales et observationnelles

- Mieux articuler les sciences en santé-environnement

- Intégrer des niveaux individuels et populationnel

Finalement, l'exposome est une promesse d'intégration de données, méthodes, disciplines, et niveaux d'analyse

Ce concept promet aussi, d'avantage de précision dans les mesures et la caractérisation des expositions environnementales. Ainsi que les explications et prédictions des associations entre exposition et maladie, ou meet in the middle (MITM) qui permet de mieux montrer le chemin causal qui relie le facteur à la maladie une fois qu'on a le **biomarqueur**.

Malgré ces promesses, certains éléments d'intégration de donnée, durée et méthodes existaient déjà avant comme :

- Triade agent-hôte-environnement

- Epidémiologie life course

- Epidémiologie moléculaire

- Epidémiologie éco-sociale

Il y a tout de même des éléments réellement innovant avec une amélioration de la quantité, qualité et précision des mesures des expositions par des biomarqueurs et de la spectrométrie de masse à haute résolution (technique d'analyse permettant la détermination des masses moléculaires, des composés analyses ainsi que leur identification et leur quantification). Il y a aussi une évolution dans la prise en compte de plusieurs expositions en même temps et sur le long terme avec des outils d'analyse statistique.

## 1.3. Ambiguïtés

Ce concept d'exposome s'accompagne d'un nombre d'ambiguïtés au sujet de mots et de notions perçus différemment jusqu'à maintenant. Des ambiguïtés accompagnent la fin du mot, **'ome'** ainsi que le mot **'holiste'**. Et le concept d'environnement largement utilisé se voit impacter par cette nouvelle notion.

Une autre ambiguïté majeure est celle qui entoure le sens d'intégration. On distingue deux sens à l'intégration :

1) Le fait d'incorporer de nouveaux éléments à un système. Uniquement la juxtaposition de données ou de méthodes.

2) Le fait d'établir une interdépendance plus étroite entre les parties. L'intégration serait plutôt la transformation plutôt que la compilation.

Au-delà de la simple définition, il y aussi des ambiguïtés autour de la clarté de l'objet, les niveaux d'intensité, et l'extension de l'intégration.
L'exposome, est un concept très plastique. Il fédère, rassemble et suscite le dialogue entre disciplines, mais représente tout de même des risques. Des risques de malentendus, de fragmentation puisqu'on parle de plein d'exposome différents, et un risque d'unification par réduction.

## II. Enjeux et difficultés de l'intégration en pratique

Il y a plusieurs générations d'études sur l'exposome ce qui permet d'avoir un recul sur leurs mises en pratique et pouvoir identifier les éléments à améliorer. Ici, deux enjeux principaux sont présentés.

### II.1. Hétérogénéités des données mobilisés et déséquilibres épistémiques

En ce qui concerne l'hétérogénéité des données, cela pose des questions sur la compilation des données sur l'exposition. Par exemple, trois études, issues d'un même consortium ont produit trois résultats très différents avec chacun des domaines d'expositions différents et une articulation de ceux-là distincts. De plus, les premières études sur les expositions se focalisent uniquement sur les expositions environnementales physiques. D'autant plus qu'il y a un déséquilibre dans l'intégration des données environnementales et un manque de données sociales dans les études exposomiques.

L'observation des nouvelles études exposomiques démontre une montée en puissance d'une intégration de nouvelles variables spatiales intégrant l'environnement physique et, des données sociales. Il y a aussi une variabilité importante de l'intégration selon les projets et leur sensibilité. Les ambitions intégratives sont à la fois en directions des facteurs sociaux ou reste limité et focaliser sur les données d'exposition environnementales physiques. La disponibilité et la précision des données spatiales sont un enjeu clé de l'intégration avec :

- Des déséquilibres de précision et disponibilité des données

- Peu de zones géographiques présentant des données précises et disponible

- Des aires de recrutements souvent urbaines des cohortes avec une sous-représentation de l'Europe de l'Est et du sud (exemple : étude EHEN)

- La tentation de passer par des biomarqueurs pour mesurer les expositions dans les corps

### II.2. Difficultés méthodologiques, théoriques et conceptuelles de l'intégration

Il y a des difficultés méthodologiques de l'intégration, qui renvoient au premier sens de l'intégration (vu plus haut). Avec tant de données hétérogènes, l'analyse conjointe de celles-ci paraissent impossible, sans oublier la problématique de qualité des données et des différents degrés de robustesse et d'exhaustivité. En ce qui concerne le deuxième sens de l'intégration, il y a des difficultés de comparaison et d'intégration des données ohmiques avec les données d'exposition plus traditionnelles. Ainsi qu'un enjeu de l'intégration de données qualitatives et la place des méthodologies mixtes.

Au-delà des méthodologies, il y a aussi des enjeux théoriques, conceptuels et éthiques. La question des inférences causales se pose afin de savoir quelle causalité est analysée et quel type de
preuve sont nécessités. Dans les premières études, les approches étaient meet in the middle et focalisés sur les biomarqueurs moléculaires. Cependant, l'utilisation de cette approche sous-entendait une approche linéaire et unidirectionnelle. Ensuite, couvrir la totalité des expositions est impossible pour les épidémiologistes et les chercheurs qui se disent partiels. Ils se limitent à certaines expositions à des moments clés d'une vie. Ainsi, des choix sont faits, des choix partiaux influencés par leurs valeurs, politiques et éthiques.

La question de la **précision** se pose donc, accompagnée de celle de **l'intégration du social et du biologique**. Comment faire pour éviter de **biologiser le social** et de **socialiser le biologique**. Finalement, il y a diverses questions d'intégration, mais la question d'interdisciplinarité est aussi importante, afin d'établir l'intégration des sciences sociales dans les études exposomique.

### III. Perspectives pour mieux répondre aux promesses intégratives de l'exposome

#### III.1. Piste générale : conscience des limites actuelles

La piste générale est celle de **l'humilité épistémique** afin de reconnaître les limites de la promesse holistique et intégrative. Dans les dernières études exposomiques, il y a l'idée sous-jacente qu'une méta-discipline intégrant tout se construit, et qui serait à même de répondre à toutes les problématiques de santé publique. Malgré la mise en pratique de ces études, il reste des limites importantes. Même si de nombreux progrès ont été fait, la mesure complète de toutes les expositions n'est pas encore possible. C'est pour cela que de nombreux travaux s'orientent vers **l'exposome urbain** afin de faire preuve du bénéfice de l'approche au détriment de la représentativité des résultats et de la reproductibilité spatiale. La piste épistémologique serait de reconnaître l'incapacité actuelle à mettre en place une mesure complète de l'exposome. Cela permettrait de soutenir davantage de cohorte et d'outils de mesure (données sociales, comportements localisés de santé, pollutions) à une **échelle géographique fine**.

#### III.2. Quatre pistes pour mieux penser l'intégration

##### 1) Embodiment

L'embodiment, est une notion issue de l'épidémiologie et utilisé dans certaines études exposomiques. Cette notion est présentée dans les années 90 par Nancy Kriede, comme ayant une fonction critique, liée à la théorie éco-social et qui **dichotomise les éléments** afin de ne pas confondre la biologie et le social.

L'avantage de cette piste est qu'elle vise à aider, à comprendre les **mécanismes bio-sociaux** de la santé et de la maladie ce qui permet de penser les interactions entre le social et le biologique selon le deuxième sens de l'intégration. Cependant, ce concept a aussi des limites :

- Focalisation à un **niveau individuel** afin d'appréhender le social

- Risque de biologisé le social
- Trop général et théorique

## 2) Sociomarqueur

Cette proposition du sociomarqueur serait plus applicable et opérationnalisable que l'embodiment. L'idée du sociomarqueur est de prendre en compte la **causalité sociale et biologique** à un niveau équivalent. Une valeur épistémique égal serait donnée à ces deux facteurs. Cette approche veut insister sur l'importance des **marqueurs sociaux** dans la santé.

Cette approche, connaît trois limites :

- Usages prédictifs au niveau individuel

- Se modélise au niveau du biomarqueur, mais est-ce le bon modèle ?

- Dépendance du sociomarqueur sur le biomarqueur alors que de nombreuses expositions sociales ayant des effets de santé n'ont pas de corrélats biologiques ou moléculaires.

## 3) Niche pathogène

Ce concept de la niche pathogène provient de la biologie et de l'épidémiologie. La niche pathogène souhaite comprendre l'environnement d'une manière plus spécifique en se restreignant à un domaine particulier de l'environnement, qu'il conçoit dans une dimension relationnelle et dynamique assez forte. L'avantage de ce concept est qu'il insiste sur l'environnement comme une production humaine qui permet de montrer ce sur quoi il agir. De plus, il est important de souligner les **impacts positifs** que peut avoir l'environnement, qui ne sont pas bien descellés avec le terme « pathogène » qui pourrait être remplacé par « niche de santé ».

## 4) Exposome social

La piste du cadre conceptuel de l'exposome social, part du constat d'une presque totale absence du social dans les études exposomique. L'objectif de cette piste est de compléter la perspectif holistique de l'exposome en intégrant les expositions sociales au-delà d'une simple compilation pour mieux comprendre les effets de santé. Le cadre conceptuel repose sur trois principes pour structurer les expositions et penser les interactions entre les expositions et les effets en passant par certaines questions sociales : **multi-dimensionalité, réciprocité, timing et continuité**. Ce cadre fait attention à intégrer le niveau structurel populationnel et la question de la relation entre différents niveaux concernés. Il défend aussi l'importance de prendre en compte ce mécanisme qui relie ensemble expositions sociales, et effet de santé avec ces trois chemins de transmission interdisciplinaire.
Les limites de cette piste :

- Cadre théorique construit dans un contexte culturel des pays du nord qui n'est pas applicable à d'autres régions

- Cadre théorique trop général pour l'application et analyse de données