Progress in the epidemiological understanding of gene–environment interactions in major diseases: cancer

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Abstract
Cancer epidemiology has undergone marked development since the 1950s. One of the most spectacular and specific contributions was the demonstration of the massive effect of smoking on the occurrence of lung, larynx, and bladder cancer. Major chemical, physical, and biological carcinogenic agents have been identified in the working environment and in the overall environment. The chain of events from environmental exposures to cancer requires hundreds of polymorphic genes coding for proteins involved in the transport and metabolism of xenobiotics, or in repair, or in an immune or inflammatory response. The multifactorial and multistage characteristics of cancer create the theoretical conditions for statistical interactions that have been exceptionally detected. Over the last two decades, a considerable mass of data has been generated, mostly addressing the interactions between smoking and xenobiotic-metabolizing enzymes in smoking-related cancers. They were sometimes considered disappointing, but they actually brought a lot of information and raised many methodological issues. In parallel, the number of polymorphisms that can be considered candidate per function increased so much that multiple testing has become a major issue, and genome wide-screening approaches have more and more gained in interest. Facing the resulting complexity, some instruments are being set up: our studies are now equipped with carefully sampled biological collections, high-throughput genotyping systems are becoming available, work on statistical methodologies is ongoing, bioinformatics databases are growing larger and access to them is becoming simpler; international consortiums are being organized. The roles of environmental and genetic factors are being jointly elucidated. The basic rules of epidemiology, which are demanding with respect to sampling, with respect to the histological and molecular criteria for cancer classification, with respect to the evaluation of environmental exposures, their timeframes, quantification and covariables, with respect to study size and with respect to the rigor of multivariate analyses, are more pertinent than ever before. To cite this article: J. Clavel, C. R. Biologies 330 (2007). L'épidémiologie des cancers a connu un essor important à partir des années 1950. L'un de ses apports les plus spectaculaires et les plus spécifiques a été la mise en évidence de l'effet massif de la consommation de tabac, avec un temps de latence important, sur la survenue des cancers du poumon, du larynx et de la vessie. Des carcinogènes majeurs, nombreux et de nature variée, ont été identifiés dans l'environnement de travail ainsi que dans l'environnement général. La chaîne d'événements qui conduit d'une exposition environnementale au cancer fait potentiellement intervenir des centaines de gènes polymorphes codant pour des protéines impliquées, soit dans le transport et le métabolisme des xénobiotiques, soit dans la réparation, soit dans la réponse immunitaire ou l'inflammation. Les caractères multifactoriel et multi-étape du cancer créent des conditions théoriques d'interaction statistique qui ont été exceptionnellement détectées. Les deux dernières décennies ont produit une masse très importante de données, pour la plupart concernant les interactions entre la consommation de tabac et les gènes des enzymes impliquées dans les cancers du fumeur. Ces résultats ont parfois été considérés comme décevants, mais ils ont vraiment apporté beaucoup d'information et donné lieu à deux nombreux développements méthodologiques. En parallèle, le nombre élevé de polymorphismes candidats par fonction a tellement augmenté que les tests multiples sont devenus un point majeur, et que les approches génome entier ont de plus en plus gagné en intérêt. Face à la complexité qui en résulte, les outils se mettent en place : nos enquêtes ont su se doter de collections biologiques bien échantillonnées, des plateformes de génotypage à haut débit deviennent accessibles, les travaux de méthodologie statistiques se développent, les bases bioinformatiques s'étoffent et leur accès se clarifie, les consortiums internationaux s'organisent. La compréhension du rôle des facteurs environnementaux avance conjointement à celle des facteurs génétiques. Les règles de base de l'épidémiologie, exigeantes à la fois sur l'échantillonnage et les critères histologiques et moléculaires de classement du cancer, sur l'évaluation des expositions environnementales, leur temporalité, leur quantification et leurs covariables, sur la taille des enquêtes et sur la rigueur des analyses multivariées, sont plus que jamais d'actualité. Pour citer cet article : J. Clavel, C. R. Biologies 330 (2007).