Comment a-t-on prouvé que le tabac provoque le cancer du poumon ? L'étude de Doll et Hill

Pourquoi cette question : un modèle d'introduction

Le jury attend que vous expliquiez pourquoi vous avez choisi la question. Inspirez-vous de ce modèle, mais racontez votre propre parcours.

En spécialité LLCER, nous avons étudié la place du tabac dans la culture britannique et américaine du XXᵉ siècle, des publicités aux films. J'ai été surpris d'apprendre qu'en 1950 la plupart des médecins fumaient et que le lien avec le cancer n'était pas établi. J'ai découvert l'étude de deux chercheurs britanniques, Doll et Hill, qui a changé la santé publique, et je voulais comprendre leur calcul.

L'enjeu et les notions du programme

Exploiter un tableau croisé pour calculer des fréquences conditionnelles et un rapport des cotes, et distinguer association et causalité.

Le plan de l'exposé en 9,5 min

1. 1. Introduction

   1 min

   Après la Seconde Guerre mondiale, les décès par cancer du poumon augmentent fortement au Royaume-Uni. On accuse la pollution, le goudron des routes, les gaz d'échappement. Problématique : comment Doll et Hill ont-ils montré le rôle du tabac, et comment passer d'une association à une cause ?

2. 2. Mathématiques : un tableau croisé et un rapport des cotes

   4 min

   Étude cas-témoins : on compare des malades (les cas) à des personnes semblables non atteintes (les témoins), de même âge et de même sexe, hospitalisées pour d'autres raisons. Hommes : 649 cas, dont 647 fumeurs et 2 non-fumeurs ; 649 témoins, dont 622 fumeurs et 27 non-fumeurs.

   Fréquences conditionnelles : parmi les cas, $\frac{647}{649}\approx 99,7\%$647/649≈99,7 % fument ; parmi les témoins, $\frac{622}{649}\approx 95,8\%$622/649≈95,8 %. L'écart semble faible, car presque tous les hommes fumaient à l'époque. Il faut regarder les non-fumeurs : 2 parmi les cas, 27 parmi les témoins.

   Dans une étude cas-témoins, on ne peut pas calculer directement le risque de cancer (on a choisi le nombre de malades), mais on peut calculer le rapport des cotes. Cote de tabagisme chez les cas : $\frac{647}{2}=323,5$647/2=323,5 ; chez les témoins : $\frac{622}{27}\approx 23,0$622/27≈23,0. Rapport des cotes : $\frac{323,5}{23,0}\approx 14$323,5/23,0≈14. Pour une maladie rare, il est proche du risque relatif : fumer multiplie le risque de cancer du poumon par un facteur de l'ordre de 10 à 15.

   Association ou causalité ? Doll et Hill ont ensuite suivi environ 40 000 médecins britanniques à partir de 1951 (une étude de cohorte). Le risque augmentait avec le nombre de cigarettes (relation dose-effet) et diminuait chez ceux qui arrêtaient. Ces critères, formalisés par Bradford Hill en 1965, permettent de conclure à une cause.

3. 3. In English: "Doubt is our product"

   3 min

   When Doll and Hill published their results in the British Medical Journal in 1950, many doctors were sceptical, and Richard Doll himself gave up smoking during the study. In the United States, a similar study by Wynder and Graham appeared the same year. In 1964, the US Surgeon General officially recognised that smoking causes lung cancer.

   The tobacco industry fought back for decades. An internal memo of 1969 from a tobacco company stated: "Doubt is our product, since it is the best means of competing with the 'body of fact' that exists in the mind of the general public." The industry funded research to suggest that the link was uncertain, and some famous statisticians, including Ronald Fisher, argued that correlation does not prove causation. This strategy of manufacturing doubt was later used in other debates, such as climate change. The story shows why the statistical criteria for causation matter, and how scientific uncertainty can be exploited.

4. 4. Conclusion

   1,5 min

   Le rapport des cotes, $\frac{647/2}{622/27}\approx 14$(647/2)/(622/27)≈14, révèle une association très forte entre tabac et cancer du poumon, et l'étude de cohorte, avec sa relation dose-effet, en a établi la cause. Un tableau croisé a changé la santé publique mondiale. J'ouvre sur la stratégie de l'industrie du tabac, qui a cherché à fabriquer le doute.

Ce que j'écris au tableau

Pas de calculatrice ni de support numérique : un calcul clé écrit au tableau rend l'exposé concret et montre la solidité des connaissances.

Conclusion : la réponse à la question

Les questions probables du jury

Pendant les 10 minutesd'échange, le jury vous fait préciser et approfondir, sur tout le programme de vos spécialités en lien avec la question.

Les pièges qui coûtent des points

• Comparer seulement les pourcentages de fumeurs, très proches.
• Confondre rapport des cotes et risque relatif sans préciser.
• Conclure à une cause à partir d'une seule association.

Revoir les notions

• Tableaux croisés (Seconde) →
• Probabilités conditionnelles (Première spé maths) →

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