De la nécessité de bien définir les valeurs de référence des

Article original
Ann Biol Clin 2011 ; 69 (1) : 77-83
De la nécessité de bien définir les valeurs de
référence des hormones thyroïdiennes
pour une meilleure interprétation clinique
Necessity to define thyroid reference values
for better clinical interpretation
Élisabeth Plouvier1
Laurent Alliot2
Basile Bigorie3
Caroline Kowalski2
Virginie Medeau3
Franc¸ois Thuillier1
1Laboratoire de biochimie,
Centre hospitalier, Meaux
<[email protected]>
2Beckman Coulter France,
Villepinte
3Service d’endocrinologie,
Centre hospitalier, Meaux
Article rec¸u le 31 mai 2010,
accept´ e le 21 octobre 2010
Résumé. De nouvelles valeurs de référence ont été établies pour la thyrotropine
(TSH), thyroxine libre (T4L) et triiodothyronine (T3L) dans une population
meldoise suite à des discordances observées avec celles d’un analyseur Access2
de Beckman Coulter (BCF). Ont été inclus 308 patients adultes (230 femmes, 78
hommes), âgés de 18 à 65 ans, normothyroïdiens, exempts de toute pathologie
thyroïdienne, répondant aux critères définis par la National Academy of Clinical
Biochesmistry (NACB). TSH, T4L, T3L, anticorps (Ac) anti-TPO et anti-TG
ont été mesurés. L’analyse statistique a été réalisée à l’aide du logiciel SPSS.
Après exclusion de 46 patients Ac positifs, les données de 262 patients ont servi
à établir les valeurs de référence définies par les percentiles 2,5 et 97,5 % selon
la NACB. Ce travail expose les difficultés rencontrées pour l’établissement de
valeurs de références utiles à l’investigation clinique des dysthyroïdies.
Mots clés : TSH, thyroxine libre, triiodothyronine libre, valeurs de référence,
thyroïde
Abstract. Discordances were observed with thyroid reference range from BCF
Access 2 analyser. The purpose of this study was to establish specific reference
range value for free thyroxine (FT4), free triiodothyronine (FT3) and thyrotropin
(TSH) in adult Meaux Hospital population. Samples from 308 adults aged from
18 to 65 years were studied. Patients (no pregnancy and no iodine contrast
media used) after informed consent, were exempted of thyroidal, cardiac, renal,
multiple-organ-failure illnesses. Thyroid assays, anti-TPO and anti-TG levels
were measured on the BCF Access2 immunoassay system. This work exposes
difficulties to define range values in order to better use the biomarker in the
clinical context.
Key words: TSH, free thyroxin, free triiodothyronin, reference range, thyroid
L’évaluation du statut thyroïdien (hyperthyroïdie, hypo-
thyroïdie, euthyroïdie) est largement répandue dans nos
laboratoires d’analyses médicales. Cette évaluation repose
sur la détermination de la thyrotropine ou thyréostimuline
(TSH) considérée actuellement comme test de référence,
associée en cas d’obtention d’un résultat pathologique à
celle de la thyroxine libre (T4L), et dans certaines circons-
tances, à la détermination de la triiodo-thyronine (T3L). Il
est d’une grande importance de garantir la continuité de
ces suivis en réalisant ces dosages par la même technique
et/ou sur le même automate. Les cliniciens interprètent les
résultats par rapport aux valeurs de référence données par le
laboratoire. Celles-ci sont souvent population et instrument
dépendants et devraient être représentatives de la population
d’un pays, voire locale.
Aujourd’hui, il n’est pas facile de déterminer ces valeurs
pour différentes raisons (pratiques, ethniques...). Les
valeurs fournies pour les paramètres d’un automate ont été
évaluées par le fournisseur sur une grande cohorte, souvent
sur une population nord-américaine. Donner des valeurs
de référence revient à préciser une borne supérieure et
une borne inférieure d’un intervalle de confiance défini par
doi:10.1684/abc.2010.0517
77
Pour citer cet article : Plouvier É, Alliot L, Bigorie B, Kowalski C, Medeau V, Thuillier F. De la nécessité de bien définir les valeurs de référence des hormones
thyroïdiennes pour une meilleure interprétation clinique. Ann Biol Clin 2011 ; 69(1) : 77-83 doi:10.1684/abc.2010.0517

Article original
Tableau 1. Répartition des patients inclus dans l’étude.
Nombre de patients n = 308 : 230 femmes (75 %) et 77 hommes (25 %)
Âge hommes : moyenne
(valeurs extrêmes (an)) 39 (19-65)
Âge femmes moyenne
(valeurs extrêmes (an)) 42 (19-65)
Patients hospitalisés Volontaires provenant de :
Origine des patients Médecine du
travail Services ayant pris part à
l’étude
61 210 37
ses percentiles et à considérer que quiconque se trouve en
dehors de ces valeurs est à même de bénéficier d’une action
thérapeutique. Cet intervalle est classiquement défini par
les 2,5 et 97,5 % percentiles d’une population présumée
indemne de pathologie. Par cette définition,5%delapopu-
lation dite saine aura des résultats en dehors de ces bornes
et réciproquement certains patients porteurs d’une patho-
logie thyroïdienne pourront avoir des résultats inclus dans
cet intervalle.
Notre bilan thyroïdien est effectué sur un analyseur Access
2 de Beckman Coulter, France Diagnostic (BCF), et
les valeurs de référence utilisées sont celles du four-
nisseur ; elles ont été déterminées sur une population
nord-américaine [1-3]. Des discordances d’interprétation
biologique et clinique ont été remarquées et critiquées par
les cliniciens entre des résultats de TSH et de T4 libre, prin-
cipalement pour la zone d’hyperthyroïdie. Notre objectif a
été d’établir nos propres valeurs de référence, ce qui devrait
être théoriquement systématiquement réalisé.
Patients et méthodes
Population étudiée
Cette étude a inclus 308 patients associant les prélèvements
de 61 patients hospitalisés et de 247 volontaires (tableau 1).
Les sujets sont composés de 230 femmes et 77 hommes,
âgés respectivement de 19 à 61 ans et de 19 à 65 ans,
normothyroïdiens, exempts de pathologie ou traitement thy-
roïdien et répondant aux critères de sélection de l’étude. Le
tableau 2 présente la liste des critères d’exclusion, corres-
pondant aux critères de choix définis par les conférences
de consensus, la National Academy of Clinical Biochemis-
try (NACB) [4], l’American Thyroid Association (ATA) [5]
pour la détermination des valeurs de référence [6-8]. Le ser-
vice prescripteur a fourni pour chaque patient une feuille
contenant un résumé du diagnostic principal et des trai-
tements en cours. De plus, tous les sujets ayant intégré
Tableau 2. Liste des critères d’exclusion appliqués à la sélection
des patients.
Âge : <18 ans, >65 ans
Grossesse en cours
Antécédents connus de maladies thyroïdiennes (goitre, nodule,
hypothyroïdie, chirurgie thyroïdienne...)
Traitement thyroïdien (levothyrox, ATS...)
Injection de produits de contraste iodé datant de moins d’un mois
Pathologie et traitement cardiaque (Cordarone)
Insuffisance rénale sévère (créatinine >200 ␮mol/L)
Défaillance multiviscérale, cancer stade terminal
cette étude ont exprimé en même temps leur consentement.
Les volontaires ont été recrutés par l’intermédiaire de la
médecine du travail ou au sein du personnel des services
participant à l’étude.
Méthodes
La TSH, T4L et T3L ont été déterminées sur analy-
seur Access 2 (Beckman Coulter, France). Conformément
aux recommandations d’établissement des valeurs de réfé-
rence en thyroïde par l’ATA et la NACB, des dosages
des anticorps (Ac) anti-thyroperoxydase (anti-TPO) et anti-
thyroglobuline (anti-TG) ont été systématiquement réalisés
sur tous les échantillons de l’étude, dans le but d’exclure du
protocole les patients présentant un résultat positif d’anti-
TPO et/ou d’anti-TG (valeur seuil du fournisseur). Les
échantillons sanguins ont été recueillis dans des tubes hépa-
rinés et centrifugés. Les plasmas ont été immédiatement
analysés pour le bilan thyroïdien et congelés à –20 ◦C pour
la détermination des anticorps anti-TPO et anti-TG.
Les dosages ont utilisé une technique immunoenzymatique
chimioluminescente, soit de type sandwich (TSH ultrasen-
sible 3egénération [1], anti-TPO [9], anti-TG [10]), soit de
type compétitif en deux étapes (T4L [2], T3L [3]).
78 Ann Biol Clin, vol. 69, n◦1, janvier-février 2011

Valeurs de référence du bilan thyroïdien
Tableau 3. Prévalence des 46 patients porteurs d’Ac anti-TPO (seuil de positivité >9 UI/mL), d’Ac anti-TG (seuil de positivité >4 UI/mL)
et de ces deux Ac sur un effectif de 308 patients (78 hommes, 230 femmes) dans la population de l’Hôpital de Meaux.
Anti-TPO Anti-TG Anti-TPO et anti-TG
Population globale (%) 10,7 7,8 3,6
Hommes
(7,7 %) 1,3 1,0 0,3
Patients porteurs
d’Ac positifs (14,9 %) Femmes
(17,4 %) 12,6 9,1 4,3
Tableau 4. Valeurs de référence obtenues (2,5-97,5 percentiles).
TSH (mUI/L) FT4 (pmol/L) FT3 (pmol/L)
Valeurs des fiches techniques de Beckman-Coulter 0,34-5,60 7,90-14,4 3,8-6,0
Total 8,46-14,92
Notre population Hommes 0,50-3,40 8,60-16,88 4,05-6,00
Femmes 8,37-14,62
Analyse statistique
L’analyse statistique a été réalisée à l’aide du logiciel
SPSS (Statistical Package for Social Sciences, version 11.5,
Chicago, USA). Une analyse descriptive a été effectuée
pour chaque lot avec détermination de la distribution, des
intervalles de référence, de la médiane et des percentiles
(2,5e, 97,5eet 99epercentile). Les éventuelles différences
par âge et par sexe ont été recherchées par analyse de
variance (Anova) à un facteur de risque alpha de 5 %.
Résultats
Résultats des anticorps anti-TPO et anti-TG
Selon les instructions ou recommandations du construc-
teur, les patients sont considérés comme positifs lorsque les
concentrations d’Ac anti-TPO et anti-TG sont supérieures
à la valeur seuil. Le tableau 3 montre la prévalence des
Ac anti-TPO et anti-TG dans notre population. Quarante-
six plasmas étaient TPO et/ou TG positifs (>9 UI/mL et
>4 UI/mL respectivement). La prévalence d’Ac anti-TPO
et anti-TG est de 14,9 % dans cette étude.
Valeurs de référence pour la TSH et les hormones
thyroïdiennes
Dans cette étape ont été exclues toutes les données de
patients ayant une réactivité positive vis-à-vis des Ac anti-
TPO et/ou anti-TG et/ou des valeurs pathologiques pour le
bilan thyroïdien par rapport aux valeurs de référence don-
nées par le constructeur. Au total, 46 patients ont été exclus
du calcul des valeurs de référence.
Les données de 262 patients ont été utilisées pour établir
les valeurs de référence du bilan thyroïdien (TSH, T4L,
T3L). La NACB et l’ATA recommandent les intervalles de
référence définis sur la base de l’intervalle de confiance à
95 % situé entre les percentiles 2,5 et 97,5 avec calcul de la
médiane. Le tableau 4 montre les valeurs de référence de
l’Access 2 et les nouvelles valeurs déterminées dans cette
étude.
TSH
La figure 1 présente la courbe de distribution log-normale et
les intervalles de référence pour la TSHchez les adultes. Les
percentiles 2,5 et 97,5 définissant 95 % des valeurs centrales
se situent entre 0,50 et 3,40 mUI/L avec une valeur médiane
à 1,37 mUI/L.
T4L
La figure 1 présente la courbe de distribution log-normale
et les intervalles de référence pour la T4L chez les adultes.
Les percentiles 2,5 et 97,5 définissant 95 % des valeurs
centrales se situent entre 8,46 et 14,92 pmol/L avec une
valeur médiane à 11,10 pmol/L.
T3L
La figure 1 présente la courbe de distribution log-normale et
les intervalles de référence pour la T3L chez les adultes. Les
percentiles 2,5 et 97,5 définissant 95 % des valeurs centrales
se situent entre 4,05 et 6,00 pmol/L avec une valeur médiane
à 4,87 pmol/L.
Ann Biol Clin, vol. 69, n◦1, janvier-février 2011 79

Article original
TSH mUI/L
5,00
4,75
4,50
4,25
4,00
3,75
3,50
3,25
3,00
2,75
2,50
2,25
2,00
1,75
1,50
1,25
1,00
,75
,50
Fréquence %
50
40
30
20
10
0
TSH mUI/L
6
5
4
3
2
1
0
T4L pmol/L
18,50 17,50 16,50 15,50 14,50 13,50 12,50 11,50 10,50
9,50
8,50 7,50
Fréquence %
40
30
20
10
0
T4 L pmol/L
20
18
16
14
12
10
8
6
T3L pmol/L
6,63 6,38 6,13 5,88 5,63
5,38
5,13
4,88 4,63
4,38
4,13
3,88
Fréquence %
40
30
20
10
0
T3L pmol/L
7,0
6,5
6,0
5,5
5,0
4,5
4,0
3,5
n = 262
moyenne : 1,51
médiane : 1,31
n = 262
moyenne : 11,33
médiane : 11,10
n = 262
moyenne = 4,91
médiane = 4,87
Figure 1. Distributions et intervalles de référence des paramètres du bilan thyroïdien.
80 Ann Biol Clin, vol. 69, n◦1, janvier-février 2011

Valeurs de référence du bilan thyroïdien
Discussion
Impact des anticorps anti-TPO et anti-TG
Pour établir des valeurs de référence pour une technique, il
paraît logique d’exclure de la population de référence tout
sujet pouvant potentiellement avoir une concentration plas-
matique augmentée ou diminuée pour l’un des paramètres
du bilan thyroïdien, due soit à un dysfonctionnement et/ou
soit à la présence d’anticorps antithyroïdiens. La présence
d’anticorps est le premier critère d’exclusion utilisé pour
éliminer les sujets dans le calcul des valeurs de référence
(NACB–ATA).
Dans cette étude, de toutes les personnes examinées (308
patients), 10,7 % présentent une immunoréactivité anti-
TPO, 7,8 % une immunoréactivité anti-TG, et 3,6 %
une immunoréactivité pour les deux anticorps à la fois
(tableau 3). Nous observons que la concentration des anti-
TPO est plus forte lorsqu’elle est associée à des anti-TG que
lorsque les anti-TPO sont seuls (différence significative:
p<0,001) ; cette différence, montrée par Spencer et al. en
2007 [11], est confirmée dans cette étude.
La prévalence d’Ac anti-TPO est supérieure à celle rappor-
tée dans la littérature (5 % : [6, 12]). De même, la prévalence
d’Ac anti-TPO et anti-TG est importante (14,9 %). Nous
avons trouvé également plus de plasmas positifs anti-TPO
et anti-TG chez les femmes (17,4 %) que chez les hommes
(7,7 %). Cette prévalence a été retrouvée également dans le
travail de Friis-Hansen en 2008 [13]. Au total, 46 patients
ont été exclus de cette étude.
Il apparaît donc impératif de rechercher les Ac anti-
TPO et anti-TG lors de la détermination des valeurs de
référence. Celle-ci se révère être complexe pour de mul-
tiples raisons : outre l’obtention d’une population témoin
exempte de toutes pathologies avec détermination systé-
matique des Ac antithyroïdiens, ilyaunétablissement des
valeurs à un moment donné, une possible modification dans
la composition du réactif ou des tampons par le fabricant
par exemple.
Valeurs de référence pour la TSH et les hormones
thyroïdiennes
Comme pour tout dosage biologique, l’établissement des
valeurs de référence pour la concentration plasmatique de
TSH, FT4 et FT3 a une importance majeure. Il faut toutefois
noter que l’on exclut de la population de référence les sujets
qui ont une immunoréactivité aux anticorps antithyroïdiens.
Les valeurs de référence déterminées dans cette étude sur
une cohorte de 262 sujets montrent un décalage par rapport
à celles proposées par le fabricant vers les valeurs basses
pour la TSH et vers les valeurs hautes pour la T4L. Il n’y a
pas de changement significatif pour la T3L.
L’analyse des variances effectuée entre les trois dosages
et le facteur âge ne montre aucune significativité pour un
échantillon d’âge compris entre 18 et 65 ans : p = 0,74
pour la TSH, p = 0,56 pour la T4L et p = 0,36 pour la T3L.
Cette analyse est comparable avec celle retrouvée dans la
littérature [14-16].
Il n’est pas trouvé de corrélation significative entre le sexe
et les concentrations de TSH et T3L (p = 0,140 et p = 0,140
respectivement). Par contre, il existe une différence signi-
ficative entre le sexe et les valeurs de T4L (p <0,001).
L’analyse de variance montre l’existence d’une différence
significative entre les sous-groupes des femmes et des
hommes pour la T4L que l’on retrouve dans les différentes
études [16]. Les valeurs de référence sont respectivement
de 8,37 à 14,62 pmol/L pour les femmes et de 8,60 à
16,88 pmol/L pour les hommes.
Certains auteurs [17-19] ont rapporté l’influence du
moment de prélèvement sur la valeur seuil de la TSH pour
définir l’état thyroïdien, sachant que la TSH a un cycle nyc-
théméral avec un pic la nuit diminuant progressivement au
matin. Tous nos prélèvements ont été effectués dans la jour-
née, et ne sont pas influencés par le cycle nycthéméral de
la TSH. Il n’y a pas d’impact sur les valeurs des hormones
thyroïdiennes.
Nous comparons les valeurs de référence de notre popu-
lation de référence à l’ensemble de notre cohorte (308
patients). En appliquant le concept d’exclusion, nous mon-
trons que la limite des valeurs de référence de la TSH,
FT4 et FT3 passe successivement de 0,49 à 3,69 mUI/L,
de 8,39 à 15,00 pmol/L et de 4,05 à 5,97 pmol/L respec-
tivement, valeurs établies sur l’ensemble de la population
(308 patients), à 0,50 à 3,40 mUI/L, 8,46 à 14,92 pmol/L et
4,05 à 6,00 pmol/L respectivement.
Il n’y a pas de différence significative des valeurs de réfé-
rence pour les FT4 et FT3 dans les trois populations.
Les valeurs de référence dans la population avec ou sans
anticorps sont sensiblement les mêmes. Par contre, seule
est retrouvée une différence significative pour la TSH
(p <0,001). L’analyse de variance Anova montre une diffé-
rence significative dans la moyenne de la TSH. La moyenne
de la population de 46 patients avec présence d’anticorps
est de 2,12 mUI/L, alors que celle de la population sans anti-
corps est de 1,50 mUI/L (p <0,001). Les percentiles 2,5 et
97,5 passent de 0,15 et 10,85 mUI/L à 0,50 et 3,40 mUI/L.
La différence est très marquée pour le percentile 97,5.
Une étude rétrospective des paramètres du bilan thyroïdien,
portant sur 777 patients sur une durée de trois mois consé-
cutifs a été à l’origine de cette étude comme annoncée dans
l’introduction. La ligne (a) du tableau 5 montre le pourcen-
tage de discordances clinicobiologiques observées avec les
valeurs de référence de BCF, soit 3,2 % pour des valeurs de
TSH inférieures à 0,34 mUI/L, et 27,3 % pour des valeurs
de TSH supérieures à 5,60 mUI/L. En appliquant les nou-
Ann Biol Clin, vol. 69, n◦1, janvier-février 2011 81