Ecole de Berder 2013elodie.giroux@univ-lyon3.fr

Faculté de philosophie – Université Lyon 3Responsable du master 2 culture et santé

Que nous apprend l’épidémiologiesur la causalité?

“Fumer cause le cancer du poumon” 1964 Rapport du Surgeon General des USA

� Abondante controverse(ni nécessité, ni suffisance, pas de connaissance du mécanisme physiologique)

� ...de la corrélation à la causalité...? � Excès de vocabulaire? (‘black box epidemiology’)� Elargissement du concept cause ? (multifactorialisme et probabilisme)

Qu’est-ce que l’épidémiologie ajoute à la corrélation pour conclure à la causalité?

� Exemple de rencontre et articulation entre science et philosophie� analyse conceptuelle et métaphysique : qu’est-ce qu’une cause?� méthodologie de l’inférence causale en sciences : comment et quand

identifier une cause?

Plan de l’exposé

1) définition de l’épidémiologie et centralité de la recherche causale

2) épidémiologie des facteurs de risque : modèles multifactoriels

3) le problème de l’inférence causale (a) les critères de Bradford Hill

4) le problème de l’inférence causale (b) définir la causalité ?

5) orientations possibles

(1) Définition de l’épidémiologie

L’épidémiologie est l’étude de la distribution et des déterminants (1) des pathologies, et plus généralement, des états de santé dans les populations humaines par le moyen des comparaisons de groupes (2) et dans le but d’améliorer la santé des populations (3)

(1) Objectif: centralité de la causalité : lien avec l’explication/action� Étiologie des maladies (observation contrôlée)

� Efficacité des thérapeutiques (expérimentation : Essai Clinique Randomisé)

(2) Méthode: comparaison de fréquences� Causalité générique (vs. singulière) : relation entre des variables (état de santé/exposition) et non pas des

événements� Deux niveaux d’études : groupes (études écologiques)/individus

� Études d’observation/expérimentales

(3) But: débat sur la relation et statut de l’épidémiologie// santé publique

(2) ‘Épidémiologie des facteurs de risque’ et multifactorialisme

1930s-1960s :

� transition épidémiologique: maladies chroniques (cancers et MCV) vs. maladies infectieuses

� difficultés pour mesurer l’incidence : dispersion dans l’espace et le temps (longueur de l’induction et multifactorialité)

� transition de l’épidémiologie :

� Méthode d’étude étiologique observationnelle

� Études cas-témoins

� Études prospective de cohorte (exposés/non exposés)

� Outils statistiques de la nouvelle statistique inférentielle (R. Fisher)

Enquête de cohorte et identification de facteur de risqueEnquête de cohorte et identification de facteur de risqueEnquête de cohorte et identification de facteur de risqueEnquête de cohorte et identification de facteur de risque

� Prévalence : proportion de cas ou d’exposés par rapport à la population considérée

� Risque ou incidence : ajout de la temporalité : fréquence avec laquelle surviennent les nouveaux cas chez des sujets initialement indemnes sur une période donnée

� Risque relatif (mesure d’association en étude de cohorte) rapport des incidences

Exemple : risque relatif de décès par maladie ischémique pour des sujets masculins de moins de 65 ans est :

� 1 pour les non fumeurs

� 1,7 pour les fumeurs de 1 à 14 cigarettes

� 2,2 pour les fumeurs de 15 à 24 cigarettes

� 2,6 pour les fumeurs de 25 cigarettes et plus

Tiré de Doll & Peto, « Mortality in relation to smoking : 20 years’ observations on male British doctors », BMJ, 1976, 1525-1536

Méthodologie de l’analyse étiologique en Méthodologie de l’analyse étiologique en Méthodologie de l’analyse étiologique en Méthodologie de l’analyse étiologique en épidémiologieépidémiologieépidémiologieépidémiologie

� S’assurer de la validité de l’association statistique� L’association est-elle due au hasard? (test statistique)� L’association est-elle liée à un biais dans le plan d’étude (sélection,

information)?� L’association est-elle liée à un facteur de confusion? (à la fois à l’exposition et au

facteur étudié)

� Cette association statistique valide peut-elle être considérée comme causale?� …. l’inférence causale et ses critères

(3) les (3) les (3) les (3) les 9 critères de Bradford Hill pour le jugement de 9 critères de Bradford Hill pour le jugement de 9 critères de Bradford Hill pour le jugement de 9 critères de Bradford Hill pour le jugement de causalité en épidémiologie (1965)causalité en épidémiologie (1965)causalité en épidémiologie (1965)causalité en épidémiologie (1965)

(1) la force de la relation (c’est-à-dire le fait que les enquêtes prospectives ont montré que le taux d’incidence par cancer du poumon chez les fumeurs est neuf fois plus élevé que chez les non-fumeurs)

(2) la constance de la relation de cette association dans diverses études (le groupe d’experts auprès du Surgeon General a noté cette corrélation dans 29 études cas-témoins et 7 études prospectives de cohorte)

(3) la spécificité ou la part du facteur étudié dans l’étiologie (fraction étiologique du risque)

(4) la temporalité de la relation(5) la relation dose-effet (gradient biologique) : les sujets les plus exposés ont

un risque plus élevé que les sujets les moins exposés

(6) la plausibilité biologique(7) la cohérence avec ce qu’on sait de l’histoire de la maladie(8) les données expérimentales(9) analogie avec d’autres maladies

Limites des critères de Hill

En théorie

� Aucun n’est nécessaire ni suffisant: pas des critères mais plutôt des points de vue ou aides pour l’inférence

� Pas une théorie de l’inférence causale: pas de hiérarchie entre les critères

En pratique

� Grande variation dans le recours à ces critères (l’importance accordée à tel ou tel)

� Pas d’évaluation de leur validité

� Les critiques/controverses sur les résultats de l’épidémiologie se poursuivent: multifactorialisme, black box, etc.

Mais...Mais...Mais...Mais...

... qu’est-ce qu’une cause ?? ...

L’analyse philosophique de la causalité peut-elle nous apporter un éclairage?

Qu’en conclure sur le rôle de l’épidémiologie dans l’analyse Qu’en conclure sur le rôle de l’épidémiologie dans l’analyse Qu’en conclure sur le rôle de l’épidémiologie dans l’analyse Qu’en conclure sur le rôle de l’épidémiologie dans l’analyse causale causale causale causale ????

TROIS HYPOTHESES: (1) un concept probabiliste de causalité pourrait servir de fondement à l’inférence causale en épidémiologie ?

rôle central, intégratif de l’épidémiologie

Nécessité de recourir à la physiopathologie(2) pas de rôle explicatif de l’épidémiologie et illégitimité du recoursau langage de la causalité à ce niveau

(3) rôle explicatif partiel: deux approches complémentaires de la causalité : o celle de l’épidémiologie (identifier et attester de l’existence de relation

causale) o celle de la physiopathologie (expliquer la relation par un mécanisme ou

processus)

(4) problème de l’inférence causale (b) définir la (4) problème de l’inférence causale (b) définir la (4) problème de l’inférence causale (b) définir la (4) problème de l’inférence causale (b) définir la causalitécausalitécausalitécausalité

Les théories philosophiques de la causalité :

deux grandes familles d’analyses en réponse aux limites de l’approche nomologique (nécessité/suffisance)

� Théories physiques/mécanistes : mécanisme ou processus : définition en référence aux caractéristiques physiques des relations de cause à effet

� Cause comme « facteur de différence » (difference-makers): on cherche à caractériser la différence qu’elles font relativement à leurs effets.

Trois manières d’analyser cette différence:

� Probabilités

� Manipulabilité : A cause B ssi des interventions sur A permettent de modifier la valeur de B

� Contrefactualité : A cause B ssi A ne s’était pas produit, B ne se serait pas produit

Les théories probabilistes de la causalité Les théories probabilistes de la causalité Les théories probabilistes de la causalité Les théories probabilistes de la causalité

� Idée fondamentale (Suppes, 1970)� C est une cause de B ssi p (B/C) > p (B/non-C)� A est antérieure à B (problème de la symétrie)� Il n’existe pas de propriété C antérieure à A telle que p (B/A & C) = p

(B/C) (problème de la cause commune)

� Problème des indépendances trompeuses (exercice/fumer//MCV)Ajouts nécessaires : cf. Cartwright (1979) et Skyrms (1980)� C cause B ssi C augmente la probabilité de B dans toute situation qui est par

ailleurs causalement homogène par rapport à B

� OR circularité. Impossibilité d’être fondement pour l’inférence causale! (voir Isabelle Drouet, Causes, probabilités, inférences, 2012)

Le concept épidémiologique estLe concept épidémiologique estLe concept épidémiologique estLe concept épidémiologique est----il probabiliste?il probabiliste?il probabiliste?il probabiliste?

� Pas la conception dominante en épidémiologie :

� modèle de la cause composée-suffisante qui maintient l’idée de relation nécessaire (Rothman)

� “Probabilism in practice rather than in principle”

� Inadéquation de ce concept à l’épidémiologie

� Épidémiologie ne peut pas s’assurer qu’elle examine des populations homogènes

� Circularité des théories probabilistes : impossibilité de les prendre pour principe de l’inférence causale!

Penser la multifactorialité tout en conservant la possibilité du Penser la multifactorialité tout en conservant la possibilité du Penser la multifactorialité tout en conservant la possibilité du Penser la multifactorialité tout en conservant la possibilité du déterminisme et les termes logiques de nécessité et de déterminisme et les termes logiques de nécessité et de déterminisme et les termes logiques de nécessité et de déterminisme et les termes logiques de nécessité et de suffisancesuffisancesuffisancesuffisance

John L. MACKIE (The Cement of universe, 1974)

La cause comme un élément insuffisant mais nécessaire d’un ensemble non nécessaire mais suffisant de causes pour produire l’effet. Une cause n’est pas toujours suivie de son effet, elle l’est seulement quand sont réunis les autres composants de la condition suffisante dont elle fait partie.

« Cause composée-suffisante » : K. Rothman (1976):

Qu’en conclure sur le rôle de l’épidémiologie dans l’analyse Qu’en conclure sur le rôle de l’épidémiologie dans l’analyse Qu’en conclure sur le rôle de l’épidémiologie dans l’analyse Qu’en conclure sur le rôle de l’épidémiologie dans l’analyse causale causale causale causale ????

TROIS HYPOTHESES: (1) un concept probabiliste de causalité pourrait servir de fondement à l’inférencecausale en épidémiologie ?

rôle central, intégratif de l’épidémiologie

Nécessité de recourir au concept physique/mécaniste de causalité(2) et suffisance... pas de rôle explicatif de l’épidémiologie et illégitimité du recours au langage de la causalité à ce niveau

(3) mais insuffisance : rôle explicatif partiel de l’épidémiologieDeux approches complémentaires de la causalité :

o celle de l’épidémiologie (identifier et attester de l’existence de relation causale) o celle de la physiopathologie (expliquer la relation par un mécanisme ou

processus)

Insuffisances de la théorie physique de la causalitéInsuffisances de la théorie physique de la causalitéInsuffisances de la théorie physique de la causalitéInsuffisances de la théorie physique de la causalité(physiopathologique)(physiopathologique)(physiopathologique)(physiopathologique)

� Pour l’action thérapeutique

� Ex : médicament anti-arrythmique devrait réduire le risque de mort subite après certains infarctus du myocarde. Or, essais cliniques contredisent.

� Extrapolation: conditions expérimentales de laboratoire → l’homme� Plusieurs niveaux d’organisation sont toujours impliqués

� Trop local et réducteur

Complémentarité entre critères physiques (mécanistes) et Complémentarité entre critères physiques (mécanistes) et Complémentarité entre critères physiques (mécanistes) et Complémentarité entre critères physiques (mécanistes) et probabilistesprobabilistesprobabilistesprobabilistes

Ex 1: Tabagisme/cancer du poumon

� 1964 : critères statistiques et probabilistes (plausibilité de la carcinogenèse mais pas de mécanisme connu).

� Toutefois, les recherches biologiques se poursuivent : trouver la cause directe, un agent moléculaire qui soit nécessaire et suffisant

� 1996 : gène P 53 donne un mécanisme précis : renforce l’inférence causale déjà acceptée (mais pas de correspondance linéaire entre la mutation du gène P53 et le cancer)

� et cela n’empêche pas la nécessité de disposer d’informations sur l’association statistique pour s’assurer de la réalité du lien

La connaissance d’un mécanisme encourage l’inférence mais ne suffit pas

Ex 2Ex 2Ex 2Ex 2 : l’hypothèse «: l’hypothèse «: l’hypothèse «: l’hypothèse « cholestérolcholestérolcholestérolcholestérol »»»»Un va et vient entre éléments statistiques et mécanistes de preuve

� 1913 : mécanisme plausible: modèles animaux (Anitschkow : cholestérol impliqué dans la pathogenèse de l’athéroclérose)

� 1960-1980s : preuves épidémiologiques : � études étiologiques� essais d’intervention par changement du régime alimentaire (1984)

� 1994 : mécanismes biologiques approfondis avec la découverte des statines

� 1995 - … mais essais d’intervention nécessaires pour confirmer : démonstration de l’efficacité en termes de rapports bénéfice/risques des statines

Interprétation causale des «Interprétation causale des «Interprétation causale des «Interprétation causale des « critères de Hillcritères de Hillcritères de Hillcritères de Hill »: »: »: »: aspects probabilistes et physiques/mécanistesaspects probabilistes et physiques/mécanistesaspects probabilistes et physiques/mécanistesaspects probabilistes et physiques/mécanistes

Russo & Williamson (2007) montrent que l’on retrouve ces deux grands aspects de la causalité

(1) la force de la relation, (2) la constance de la relation (3) la spécificité(4) la temporalité de la relation : la cause présumée précède l’effet, (5) la relation dose-effet, (6) la plausibilité biologique(7) la cohérence avec ce qu’on sait de l’histoire de la maladie, (8) l’existence de données expérimentales(9) l’existence d’une analogie

Gras : considérations de type « mécaniste »Souligné : considérations de type « probabiliste »

Et... la différence de niveaux ?

� Epidémiologie sociale et causalité au niveau de la population

Cf. G. Rose : deux types de cause en épidémiologie� cause de l’incidence

� cause des cas

� Épidémiologie multiniveaux et hiérarchie des niveaux

� Exemple de l’immunité de groupe : propriété de la population (sans analogue au niveau individuel) qui détermine l’état de santé des individus

Geoffrey Rose, “Sick individuals and sick populations”, International Journal of Epidemiology, 1985, 14: 32-38

(5) orientations possibles

� Entre monisme et pluralisme: une théorie épistémiquede la causalité (Russo & Williamson, 2007)

� Pluralisme causal et théorie pragmatique de la causalité� démarche pragmatique inhérente à l’épidémiologie: Susser (1990)� //niveau d’intervention

� De la causalité vers l’explication� Thagard (1999) : schémas explicatifs� Broadbent (2009) : épidémiologie: explication contrastive

MERCI !