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L'agriculture est une des professions les plus à risque de problèmes respiratoires aigus ou chroniques.1 Les agriculteurs sont exposés à une multitude d'aérocontaminants de nature organique, minérale ou chimique susceptibles d'induire des atteintes respiratoires par des mécanismes variés, notamment allergiques, souvent intriqués. La pathologie respiratoire est dominée par les atteintes bronchiques : bronchite chronique, trouble ventilatoire obstructif et asthme ; les alvéolites allergiques extrinsèques restent fréquentes dans certains milieux spécifiques.
En dépit d'une exposition importante aux pneumallergènes dans la plupart des secteurs, aussi bien dans l'environnement domestique que professionnel, la prévalence de l'asthme allergique chez les fermiers adultes n'est pas plus élevée que celle observée dans la population générale. Il apparaît même que les enfants nés dans une ferme de production laitière, ont un risque réduit de développer ultérieurement une maladie allergique.2
Dans cet article, après un bref rappel de l'importance quantitative du groupe professionnel en France et des aérocontaminants les plus fréquemment rencontrés, nous présenterons de façon synthétique ces données a priori contradictoires :
l'environnement agricole et le risque de maladies respiratoires allergiques ;
l'environnement agricole et la protection vis-à-vis de l'allergie atopique.
La mécanisation, les progrès techniques et humains, le marché commun puis la politique agricole commune européenne ont modifié la production et la démographie au cours des trente dernières années. Le nombre d'exploitations agricoles est passé de 2 300 000 en 1955 à 600 000 en 1999, occupant environ 800 000 actifs non salariés, c'est-à-dire les exploitants agricoles, les conjoints et les aides familiaux. Les exploitations familiales de polycultures et d'élevage ne représentent plus qu'environ 10% des exploitations. En activité principale, les cultures céréalières et industrielles concernent 30 à 40% des entreprises agricoles, l'élevage de bovins environ 20%, et la viticulture 13%.
Le salariat agricole s'est stabilisé au début des années 80. Il existe à l'heure actuelle environ 100 000 salariés permanents exerçant dans le domaine de la culture, de l'élevage, des travaux agricoles ou paysagers.
Pour synthétiser, on peut considérer à l'heure actuelle qu'environ 1 million de personnes en France ont une exposition de type agricole, qu'il s'agisse de salariés ou de non-salariés, ce qui représente un groupe professionnel qui reste important et devrait se stabiliser au cours des prochaines années.
Les principales substances auxquelles les agriculteurs sont régulièrement exposés peuvent être classées en cinq catégories, chacune regroupant plusieurs agents spécifiques4 (tableau 1). Chaque catégorie d'aérocontaminants est responsable de plusieurs maladies ou syndromes. Ainsi, une même atteinte respiratoire peut être due à plusieurs catégories de substances, souvent par des mécanismes physiopathogéniques différents. A titre d'exemple, on peut citer l'asthme et l'hyperréactivité bronchique, qui peuvent être le fait de multiples aérocontaminants d'origine organique ou chimique, par des mécanismes essentiellement allergiques, mais aussi pharmacologiques, inflammatoires ou simplement «irritatifs».
Les aérocontaminants les plus répandus sont les poussières végétales, les microorganismes saprophytes de nature fongique ou bactérienne et leurs toxines, et les toxiques chimiques (gaz irritants et pesticides notamment) ; ils sont présents à des concentrations élevées dans la plupart des milieux agricoles et en particulier dans trois grands secteurs professionnels : céréalier, production laitière et élevage bovin, élevage de porcs et de volailles. L'attention a été focalisée ces dernières années sur le rôle pathogène des endotoxines de certaines bactéries Gram-négatives (Enterobacter agglomerans, Pseudomonas, Citrobacter, etc.) et des «toxines» fongiques (bêta-1,3-glucans, mycotoxines), largement répandues et qui, par leurs propriétés pro-inflammatoires sur l'arbre respiratoire, induisent des manifestations d'hyperréactivité bronchique de mécanisme non allergique.5 A l'inverse, ce sont ces substances qui pourraient exercer une certaine protection vis-à-vis de l'allergie atopique.6
L'environnement professionnel agricole est susceptible de générer des maladies allergiques qui répondent à des mécanismes physiopathologiques différents : les alvéolites allergiques extrinsèques qui relèvent de réactions immunitaires à médiation essentiellement cellulaire, et l'asthme qui relève de mécanismes variés, dont l'allergie IgE-médiée n'est qu'un élément.
Alvéolites allergiques extrinsèques (AAE)
Les AAE sont rencontrées essentiellement en milieu d'élevages bovins et de production laitière, dans les zones de polycultures, dans les élevages d'oiseaux (en particulier de pigeons), en milieu de production de champignons et chez les travailleurs du bois ; elles sont rares chez les agriculteurs céréaliers exclusifs. Cependant, tous les secteurs et types de productions agricoles peuvent être concernés. Leur fréquence exacte est difficile à apprécier en raison de l'absence de critère diagnostique validé et standardisé ; dans le Doubs, en France, chez les sujets exposés, elle est proche de 2%.7 Dans certains milieux à risque, notamment dans les élevages de pigeons, des prévalences beaucoup plus élevées ont été rapportées.
Le poumon de fermier est la plus fréquente des AAE. Il est dû habituellement à l'inhalation chronique d'actinomycètes thermophiles, microorganismes qui se développent dans les végétaux stockés insuffisamment secs. L'affection est ainsi rencontrée fréquemment dans les régions à forte pluviométrie printanière et sa fréquence est inversement corrélée avec l'ensoleillement. D'autres microorganismes peuvent être en cause, tels que des spores fongiques, des protéines animales, certains insectes. Une liste des circonstances étiologiques avec les antigènes présumés, actualisée en 2001, a été publiée récemment.8
En l'absence de critères standardisés et consensuels, le diagnostic d'AAE repose sur la conjonction d'arguments ou d'indicateurs d'exposition, cliniques, radiologiques, fonctionnels, immunologiques et parfois histologiques, dont aucun pris isolément n'est spécifique. Toufefois, la présence d'une infiltration pulmonaire bilatérale en tomodensitométrie thoracique et d'une alvéolite lymphocytaire au lavage broncho-alvéolaire, chez un sujet exposé ayant des précipitines, est souvent pathognomonique.9
Les AAE évoluent dans environ 30% des cas vers une insuffisance respiratoire chronique restrictive par fibrose, ou obstructive avec parfois emphysème. Ce type d'évolution est rarement prévisible au moment du diagnostic. Le traitement repose sur l'éviction antigénique ou sur une réduction du niveau d'exposition qui, si elle est correctement réalisée par des mesures de prévention individuelles voire collectives, permet dans bons nombres de cas la poursuite de l'exercice professionnel, notamment chez les fermiers chefs d'exploitation peu enclins à abandonner leur outil de travail.
Asthme et atopie
De nombreuses études épidémiologiques, récemment revues,1,10,11 ont été réalisées chez les travailleurs adultes de divers secteurs agricoles, notamment les ouvriers des silos à grains, les éleveurs de porcs et de bovins, et les producteurs laitiers. La plupart montrent un excès de symptômes d'asthme à type de sifflements ou d'oppression thoracique, avec des prévalences qui peuvent dépasser 30% ; ces symptômes respiratoires s'accompagnent d'une hyperréactivité bronchique non spécifique, mais ne sont pas toujours bien corrélés avec l'atopie. En revanche, les études ne montrent généralement pas d'excès significatif d'asthme si l'on retient comme définition la réponse positive aux questions «Etes-vous asthmatiques ?» ou «Avez-vous déjà fait des crises d'asthme ?», avec toutefois quelques exceptions,10 comme l'étude européenne sur la santé respiratoire qui place les agriculteurs parmi les professions à plus haut risque d'asthme.12 Ces divergences sont diversement appréciées. Pour certains, elles sont dues au fait que l'agriculture génère surtout des asthmes modérés (ou des «syndromes asthmatiformes») qui pourraient ne pas être identifiés par le sujet comme des asthmes vrais. Pour d'autres, elles sont dues en partie à des biais de sélection selon lesquels les sujets asthmatiques «vrais» quittent la profession ; profession qui par ailleurs pourrait sélectionner dès l'embauche les salariés à faible niveau de risque.
Cependant, ces discordances ou cette variabilité dans les résultats sont également observées en milieu de production laitière ou d'élevage mixte, qui concerne dans la majorité des cas des agriculteurs non salariés et des petites exploitations familiales où les biais d'auto-sélection sont peu vraisemblables. Les chiffres de prévalence s'étalent de 3% à 12%.13 Par exemple, dans le Doubs, une étude a montré que 5,3% des agriculteurs étaient asthmatiques contre 3,4% dans un groupe contrôle de sujets ruraux non exposés (soit une différence non significative), alors qu'en Suède la prévalence de l'asthme était dans un groupe professionnel proche, de l'ordre de 10% en 1995.
Les études réalisées chez les adultes comportant des explorations allergologiques montrent souvent des taux de prévalence d'atopie identiques à ceux observés en population générale. Habituellement, il existe une polysensibilisation, et paradoxalement l'allergie aux graminées est relativement rare. En revanche, la fréquence de l'allergie aux acariens de stockage (Acarus siro, Glycyphagus domesticus et Lepidoglyfus destructor notamment), à certaines moisissures (Cladosporium sp, Alternaria sp, Aspergillus sp, etc.) et aux squames d'animaux agricoles est largement documentée ;14 Bessot et coll. ont récemment répertorié les principaux allergènes mis en cause dans les asthmes en milieu agricole.14 Leur responsabilité respective est extrêmement variable en fonction du type de secteur agricole, des pratiques agricoles et des critères d'imputabilité retenus. A titre d'exemple, les squames de bovins sont considérés comme les principaux allergènes responsables d'asthme professionnel chez les producteurs laitiers danois, alors que dans d'autres régions d'élevage apparemment proches d'un point de vue professionnel, leur responsabilité est modeste.15
L'asthme en milieu agricole ne semble pas avoir de spécificité clinique, si ce n'est que, comme beaucoup d'asthmes professionnels, les crises sont souvent retardées par rapport à l'exposition. Ils évoluent souvent vers des asthmes chroniques à dyspnée continue, difficiles à différencier d'une bronchite chronique avec hyperréactivité bronchique. Les crises aiguës sévères qui nécessitent l'hospitalisation apparaissent rares, de l'avis des cliniciens, même si cet aspect n'a jamais fait l'objet d'étude spécifique.
Une des caractéristiques de l'asthme en milieu agricole est le caractère multifactoriel de ses mécanismes physiopathogéniques (tableaux 2 et 3). Le mécanisme «inflammatoire» est certainement dominant ; plusieurs études ont montré que certaines poussières végétales ainsi et surtout que les endotoxines, étaient susceptibles d'entraîner une libération non-IgE dépendante d'histamine et de leucotriènes avec une relation de type dose-effet. L'inflammation bronchique causée par ces substances joue également un rôle.
Données épidémiologiques
Les maladies allergiques et l'asthme sont des problèmes majeurs de santé publique dans de nombreux pays occidentaux. L'augmentation de fréquence de ces pathologies est associée à l'augmentation du niveau de vie, l'urbanisation, la réduction de taille des familles et, de façon générale, à l'augmentation du niveau d'hygiène et à la diminution des maladies infectieuses dans l'enfance.16,17 Le débat et les réflexions sur les causes précises de cette explosion du risque allergique ont été alimentés récemment par la mise en évidence en milieu agricole d'environnements «protégés», à faible risque. En effet, il a été montré de façon très reproductible dans différentes études dans plusieurs pays différents d'Europe, que les enfants ayant grandi à la ferme présentaient moins d'asthme, de rhume des foins et de sensibilisation allergique atopique que leurs homologues, qui n'avaient jamais vécu à la ferme.18,19,20 Les résultats de plusieurs de ces études transversales chez des enfants d'âge scolaire suggèrent fortement que l'exposition au bétail et la consommation de lait cru non pasteurisé, sont les facteurs les plus significativement en relation avec la tolérance vis-à-vis des allergènes environnementaux.21 Les analyses les plus récentes indiquent clairement que de telles expositions doivent survenir pendant la grossesse et la première année de vie de l'enfant pour conférer une protection significative. Par exemple, l'exposition régulière de la mère pendant sa grossesse aux bovins, et l'exposition répétée de l'enfant dans sa première année de vie à l'ambiance de l'étable, sont associées à des prévalences d'asthme (0,8% vs 11,8%), de rhume des foins (0,8% vs 16%) et de sensibilisation atopique (8,2% vs 32,9%) très basses, comparées à celles observées chez des enfants témoins non exposés, ce qui, après ajustement sur les facteurs de confusion, aboutit à des odds ratio de maladies allergiques inférieurs à 0,20.
Il existe maintenant près d'une trentaine d'études publiées dans diverses régions du globe, qui permettent d'identifier un certain nombre de facteurs de protection vis-à-vis du risque allergique. Ils sont résumés dans le tableau 4. Insistons cependant sur le caractère rétrospectif des études, qui permettent de proposer ces facteurs de protection ; pour aucun d'entre eux, par conséquent, la causalité ne peut être affirmée.
Hypothèses explicatives
La plausibilité biologique au sens large est un critère de causalité important, et la discussion des éventuelles hypothèses explicatives fait partie du débat sur le rôle protecteur de l'exposition à l'environnement agricole, qui, dans l'attente des résultats des études prospectives en cours, ne peut être affirmé.
La première explication rejoint l'hypothèse de l'hygiène développée par Strachan en 1989.22 Plusieurs études ont montré de façon reproductible une prévalence réduite de maladies allergiques chez les enfants ayant plusieurs frères et surs, notamment plus âgés, et allant régulièrement et précocement en crèche. Tous ces facteurs peuvent témoigner d'une exposition plus fréquente ou plus élevée à des substances d'origine microbienne. Il est admis que ces substances au cours de la maturation précoce du système immunitaire facilite la bascule du profil Th2 vers un profil Th1 dominant ou Th1/Th2 équilibré, comme celui des sujets non atopiques.16,17 Certaines infections spécifiques, telles que l'hépatite A, la rougeole, des infestations parasitaires ou l'exposition aux endotoxines favorisent probablement ce profil Th1. Les endotoxines bloquent la production d'IgE spécifiques chez l'animal d'expérience et, chez l'enfant à haut risque d'asthme, sont susceptibles d'induire une réponse Th1 associée à une fréquence décrue de sensibilisation aux allergènes de la poussière de maison.23 Or, les concentrations en endotoxines sont particulièrement élevées dans les habitats fermiers de production laitière, et leur concentration dans l'environnement domestique est inversement corrélée avec le risque allergique chez des enfants en âge scolaire.6 En outre, la concentration en endotoxines est liée à la présence de chats et de chiens et il est fortement suspecté que l'exposition précoce au chat et au chien favorise également le status non allergique.24 Ces substances les endotoxines pourraient par conséquent être le trait d'union entre vache, chat et chien.
Cependant, l'étude de Braun-Farhlander et coll. citée plus haut24 suggère qu'il existe un facteur protecteur lié à la présence du jeune enfant dans l'étable bovine indépendamment de l'exposition aux endotoxines, ce qui préjuge de l'intervention d'autres facteurs. L'hypothèse de «l'immunotolérance», proposée récemment, fournit d'autres arguments. Elle stipule que l'exposition à de hautes doses d'allergènes de chat est associée à une diminution du risque de sensibilisation spécifique de type IgE, mais en revanche à une augmentation de la production d'IgG, notamment d'IgG4.25 Cette réponse immunologique modifiée pourrait ne pas être spécifique du chat, et être favorisée par la forte exposition allergénique à laquelle sont soumis les jeunes enfants dans l'étable bovine, faite de concentrations très élevées en allergènes fongiques, végétaux, en acariens et en pollens de graminées (données personnelles non publiées). Cette hypothèse n'exclut pas le rôle des endotoxines. Il est en effet possible que l'exposition aux endotoxines, dans certaines conditions, favorise une telle réponse modifiée chez l'animal d'expérience.
Une autre possibilité pourrait relever d'un mode de vie particulier, très traditionnel, associé au milieu agricole et peut-être également à la présence d'animaux domestiques à la maison. On peut imaginer qu'une certaine forme de ruralité, survivance d'un mode de vie «ancestral», qui était celui de l'époque, il y a quelques décennies, où les allergies étaient beaucoup moins fréquentes, serait l'explication réunissant de multiples facteurs : nutritionnels, socio-économiques, allergéniques, thérapeutiques, liés à l'hygiène, etc.
Perspectives
Ces observations épidémiologiques sont probablement d'un intérêt scientifique considérable. On imagine facilement comment les relier à l'explosion du risque allergique dans les pays occidentalisés. Il est vraisemblable que nous nous séparons progressivement d'un ou de plusieurs facteurs de protection, qui sont encore présents dans certains milieux agricoles de production laitière, très traditionnels, tels que caricaturés dans le tableau 4. Ce type d'environnement et de mode de vie agricoles devient maintenant très rare et il est donc urgent, par la mise en place de suivi de cohortes de nouveau-nés, d'identifier précisément les facteurs de protection avec l'espoir de mettre en place des études interventionnelles spécifiques susceptibles d'aboutir, à terme, à la réduction de l'incidence des maladies allergiques.
L'environnement agricole est capable de générer des maladies respiratoires professionnelles telles que les alvéolites allergiques extrinsèques et les asthmes, par le fait de multiples substances différentes et de mécanismes variés. En dépit d'une très forte exposition aux pneumallergènes, la fréquence des asthmes allergiques n'est pas plus élevée en milieu agricole que dans la population générale, et une proportion élevée d'asthmes professionnels relève d'autres mécanismes. De plus, l'exposition précoce des nouveau-nés à un certain type d'environnement agricole est associée à une réduction forte du risque ultérieur d'allergie atopique. Cela laisse entrevoir l'opportunité d'identifier des facteurs ou substances protecteurs, qui pourraient guider des stratégies préventives et, à terme, contenir l'accroissement de l'incidence des maladies allergiques que nous observons depuis une trentaine d'années.
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