Diagnostic ante-mortem des maladies à prions humaines : du bon

Examen rare complémentaire
K. Peoc’h*, V. Quignon** , M. Laine**, N. Delasnerie-Lauprêtre***, C. Bouchet**,
J.M. Launay**, J.L. Laplanche**
Les différentes maladies à
prions humaines
La MCJ (1,5 cas par million d’habitant et par an) se décline sous trois
modes différents : la forme sporadique, les formes génétiques et les
formes acquises (2).
La forme sporadique (85 % des cas)
est d’origine indéterminée et touche
les deux sexes après 50 ans. Les
patients présentent généralement une
démence d’aggravation rapide, associée à des myoclonies, évoluant invariablement vers le décès en 2 à 8 mois.
Cette démence peut être associée à des
signes cérébelleux, signes pyramidaux
ou extrapyramidaux, à des troubles
* Katell Peoc’h est pharmacienne biologiste, ancienne interne en pharmacie
des hôpitaux de Paris. Elle est actuellement assistante spécialiste dans le service de biochimie du Pr Launay (hôpital
Lariboisière, Paris) et s’occupe du diagnostic des maladies à prions humaines
(Pr Laplanche), en liaison avec le réseau
d’épidémiosurveillance de la maladie de
Creuzfeldt-Jakob, et l’Institut national de
veille sanitaire (INVS). Elle réalise sa
thèse de doctorat en sciences dans l’EA
3621 “Biologie des maladies à prions et
régulation cellulaire” de la faculté de
pharmacie de l’Observatoire (Paris V).
** Service de biochimie et biologie
moléculaire, hôpital Lariboisière, Paris.
*** INSERM U360, hôpital de la PitiéSalpêtrière, Paris.
visuels et à un mutisme akinétique
dans la phase terminale de la maladie.
Les formes génétiques (15 %) sont
liées à des mutations du gène PRNP
transmises sur un mode autosomique
dominant. À ce jour, plus de vingt
mutations ponctuelles et insertions ont
été recensées dans PRNP ; la plus fréquente étant la mutation du codon 200
(E200K).
Les formes iatrogènes (environ 300 cas
recensés à ce jour) ont résulté de
contamination par voie neurochirurgicale ou à la suite de greffes de duremère, plus rarement de cornée, ou
encore après injection d’hormones
hypophysaires, essentiellement d’hormone de croissance (3).
La vMCJ est la conséquence d’une
contamination par l’agent de l’encéphalopathie spongiforme bovine, probablement par voie alimentaire. Elle
se manifeste par des signes psychiatriques et souvent des douleurs chez
des patients jeunes (28 ans en moyenne),
évoluant lentement vers la démence et
la mort (4). Cette forme se différencie
également de la forme sporadique par
la présence à l’examen neuropathologique de dépôts amyloïdes centrés sur
une bulle de spongiose ou plaque en
marguerite. À ce jour, 132 cas ont été
recensés au Royaume-Uni, six cas en
France et un cas en Irlande, en Italie,
au Canada et aux États-Unis.
Les autres maladies à prions
humaines comprennent le syndrome
de Gertsmann-Sträussler-Scheinker
(GSS), l’insomnie fatale familiale
(IFF), qui sont deux maladies géné-
L
es maladies à prions sont des
maladies neurodégénératives mortelles liées à l’accumulation dans le
système nerveux central de particules infectieuses protéiques appelées
prions (1). Les prions sont constitués d’une
isoforme anormale (appelée PrPSc), d’un
constituant cellulaire normal, la protéine
prion (PrPc). Ces maladies sont retrouvées
chez les animaux et chez l’homme. La plus
fréquente des maladies humaines est la
maladie de Creuzfeldt-Jakob (MCJ), qui
existe sous une forme sporadique, génétique ou acquise (iatrogène ou nouvelle
variante [vMCJ]).
Le diagnostic de certitude est fondé sur
l’examen neuropathologique, généralement réalisé lors de l’autopsie. Bien que
rares à l’heure actuelle, les maladies à
prions s’intègrent dans le cadre du diagnostic différentiel des démences. Les
maladies à prions humaines sont par
ailleurs des maladies à déclaration obligatoire depuis le décret du 19 avril 1996.
Tout matériel utilisé dans l’examen, le diagnostic (endoscope, etc.) ou le traitement
(matériel chirurgical) de ces malades
nécessite un traitement spécifique modulé
en fonction du risque et suivant les directives de la circulaire DGS/C/DHOS/E2/2001/138
du 14 mars 2001. Le diagnostic de ces
maladies est donc important en matière de
prévention et d’hygiène hospitalière.
Le diagnostic biologique repose actuellement sur la détection de marqueurs de
destruction neuronale dans le LCR, sur
l’étude du gène de la protéine prion
(PRNP), qui permet d’identifier des mutations responsables des formes génétiques
et sur la mise en évidence de PrPSc dans les
amygdales de patients atteints de vMCJ.
La détection de la protéine 14-3-3 dans le
LCR est actuellement le test le plus
employé du vivant du patient dans ces
maladies.
210
Examen rare complémentaire
Diagnostic ante-mortem des
maladies à prions humaines :
du bon usage de la recherche
de la protéine 14-3-3
K. Peoc’h
tiques rares, ainsi que le kuru, une
forme acquise liée à des pratiques
cannibales rituelles en PapouasieNouvelle-Guinée, actuellement quasiment disparue.
Exploration biologique
Biologie usuelle
Les maladies à prions humaines ne
s’accompagnent d’aucune réaction
immunitaire ni inflammatoire, et d’aucune anomalie biologique, à l’exclusion d’une augmentation modérée et
transitoire des enzymes hépatiques.
L’examen du LCR est normal, la protéinorachie est normale à modérément
augmentée mais reste inférieure à
1 g/l, et la glycorachie est normale. Le
LCR est pauci-cellulaire.
La présence de bandes oligoclonales
confinées au LCR a parfois été observée.
Tests spécialisés d’orientation
diagnostique
Plusieurs marqueurs de destruction
neuronale ont été recherchés dans le
LCR de patients, dans le cadre du diagnostic des maladies à prions humaines
(5).
La NSE (neuron specific enolase) est
une enzyme de la glycolyse, marqueur
tumoral du cancer du poumon à petites
cellules. Sa détermination dans le
LCR des patients suspects de MCJ,
avec un seuil de significativité à
35 ng/ml, permet d’obtenir une sensibilité de 80 % et une spécificité de
92 % (méthode ELISA). La protéine
S-100, d’origine astrocytaire, est une
protéine de fixation du calcium. Les
performances du dosage de la S-100
sérique dans l’exploration de la MCJ
sont décevantes, puisque la sensibilité
et la spécificité ne sont que de 80 %.
La protéine tau est une protéine associée aux microtubules du cytosquelette neuronal. Le dosage dans le LCR
présente des performances très satisfaisantes dans le diagnostic de MCJ,
mais le prix représente un obstacle
majeur. De plus, ce marqueur s’élève
également dans la maladie d’Alzheimer.
À ce jour, seule la détection de la protéine 14-3-3 dans le LCR a donc
révélé un réel intérêt diagnostique en
raison de sa spécificité et de sa sensibilité satisfaisante. Ce critère prend
place dans la version réactualisée des
critères diagnostiques de la MCJ
(tableau I).
La protéine 14-3-3 est une protéine
ubiquitaire particulièrement abondante dans les neurones et les hématies, régulatrice de nombreuses fonctions cellulaires. Cette protéine, dont il
existe sept isoformes, ne participe pas
en tant que telle à la physiopathologie
des maladies à prions, mais sa présence dans le LCR est un indicateur de
la souffrance neuronale. L’élévation de
la 14-3-3 est contemporaine de la
démence. Les isoformes de la protéine
sont détectées dans le LCR par une
technique de Western blot (6) (figure)
ou immunoenzymatique (7).
Le LCR est prélevé par ponction lombaire non traumatique (un LCR
hémorragique, ou prélevé lors d’une
intervention neurochirurgicale, ou
post-mortem, n’est pas contributif en
raison du risque majeur d’élévation
non spécifique de la 14-3-3). Le prélèvement est conservé à 4 °C et acheminé à cette température au laboratoire. Si le prélèvement de LCR doit
être conservé plus de 3 jours avant
envoi, le LCR est centrifugé, le surnageant congelé à -20 °C et envoyé
congelé.
La protéine 14-3-3 présente l’avantage
d’être stable aux températures usuelles
de conservation, ainsi qu’aux cycles
Tableau I. Critères diagnostiques européens de la MJC sporadique (d’après [10]).
MJC sporadique certaine
Confirmation neuropathologique et/ou PrPSc positif confirmé par immunohistochimie/Western blot
et/ou fibrilles SAF (scrapie associated fibrils)
MJC sporadique probable
Démence progressive, EEG typique et/ou détection positive de 14-3-3 dans le LCR
Et au moins deux des éléments cliniques suivants :
1. Myoclonies
2. Signes cérébelleux ou visuels
3. Signes pyramidaux ou extrapyramidaux
4. Mutisme akinétique
MJC sporadique possible
Démence progressive
Pas d’EEG ou EEG atypique et détection négative de 14-3-3 dans le LCR
Et au moins deux des éléments cliniques suivants :
1. Myoclonies
2. Signes cérébelleux ou visuels
3. Signes pyramidaux ou extrapyramidaux
4. Mutisme akinétique
1
2
3
4
5
6
7
8
30 kDa
Figure. Détection de la protéine 14-3-3 par Western blot du LCR de patients suspects
de MJC.
La protéine 14-3-3, lorsqu’elle est présente, se matérialise par une bande à 30 kDa.
1, 2, 3 : patients MCJ ; le patient 4 est considéré comme faiblement positif.
3 : LCR hémorragique.
5, 6, 7, 8 : patients non-MCJ.
Act. Méd. Int. - Neurologie (4) n° 8/9, novembre-décembre 2003
211
Examen rare complémentaire
Examen rare complémentaire
successifs de congélation-décongélation.
Cependant, cette stabilité n’est que
relative lorsque la détection est réalisée par une technique immunoenzymatique.
Une analyse rétrospective des résultats
obtenus en Western blot dans notre
laboratoire confère une spécificité de
93 % et une sensibilité de 88 % à la
14-3-3 dans le diagnostic de MCJ sporadique ; la valeur prédictive négative
est de 98 % (nombre de cas suspectés :
1 900 ; MCJ sporadiques vérifiées :
240). Les performances de la 14-3-3
varient peu en fonction de l’âge des
patients. On note toutefois que la spécificité (98 %) et la sensibilité (91 %)
de la 14-3-3 sont les plus élevées chez
les patients âgés de 50 à 60 ans, alors
que la spécificité baisse légèrement
après 80 ans (89 %).
La protéine 14-3-3 peut être détectée
occasionnellement dans le LCR de
patients présentant des pathologies
entraînant une souffrance neuronale
(tableau II). Dans le cadre d’une
étude rétrospective, des résultats obtenus
dans le cadre du réseau national de
Tableau II. Situations cliniques pouvant
occasionnellement s’accompagner d’une
élévation de 14-3-3 dans le LCR en
dehors des maladies à prions.
w Accidents vasculaires cérébraux
w Angiopathie amyloïde
w Comitialité
w Démence d’autre origine
w Démence type Alzheimer et maladie
d’Alzheimer
w Encéphalite d’Hashimoto
w Encéphalites infectieuses herpétiques et non
herpétiques
w Encéphalopathie toxique
w Encéphalopathie métabolique
w Hémorragie méningée
w Hydrocéphalie
w Ischémie cérébrale
w Leucoencéphalopathie
w Myélome multiple
w Paranéoplasie (lymphome, astrocytome)
w Sclérose latérale amyotrophique
w Syndrome de Down
w Syndrome de Rett
surveillance des maladies de CreutzfeldtJakob (U360/InVs), nous avons examiné le diagnostic définitif porté chez
80 patients parmi les 90 sur 1 770
(5 %) ayant présenté une 14-3-3 faussement positive dans le LCR (8) : 21
présentaient un accident vasculaire
cérébral, 14 une encéphalopathie
métabolique ou médicamenteuse, 10
une encéphalite infectieuse, 8 une
paranéoplasie et 4 présentaient un état
de mal récent. Enfin, 12 patients ont
été diagnostiqués comme atteints de
maladie d’Alzheimer, et 11 de
démence d’étiologie inconnue, soit
0,5 % des patients testés.
Dans un grand nombre de situations
pouvant entraîner une élévation de la
14-3-3 dans le LCR, l’expérience
montre que ce phénomène est le plus
souvent transitoire et qu’une nouvelle
ponction lombaire réalisée à un mois
d’intervalle permet d’observer la normalisation de la 14-3-3.
Si la 14-3-3 est un marqueur d’orientation diagnostique intéressant dans la
MCJ sporadique, son élévation est
retardée dans les formes acquises, le
plus souvent caractérisées par le développement d’une démence tardive ; il
faut donc répéter sa recherche lorsque
cette étiologie est suspectée. À titre
d’exemple, la 14-3-3 ne s’élève que
6 mois après l’apparition des premiers
signes cérébelleux chez des patients
développant une MCJ iatrogène liée à
l’hormone de croissance (9). Par
ailleurs, la moitié des cas de vMCJ
seulement présente une 14-3-3 positive lorsque le diagnostic est évoqué.
Quelle conclusion attendre de la 14-3-3 ?
La 14-3-3 n’est pas un marqueur présymptomatique des maladies à prions.
La recherche de la protéine 14-3-3
dans le LCR n’est en aucun cas un test
diagnostique à réaliser de manière systématique devant un patient présentant
un tableau neurologique ou psychiatrique mal défini. Les demandes faites
de façon aveugle ont peu de chance
d’être contributives et sont même à
proscrire, car l’expérience montre que
lorsque la 14-3-3 s’avère positive pour
une autre raison que la MCJ, la forte
suspicion de MCJ qu’elle entraîne
immanquablement est à l’origine de
situations difficiles à gérer, en particulier quand du matériel médicochirurgical sensible a été utilisé. Le
cadre de recherche le plus favorable de
la 14-3-3 dans le LCR est donc celui
d’une démence rapidement progressive, chez un patient présentant un
LCR pauci-cellulaire, avec une protéinorachie inférieure à 1 g/l, après avoir
écarté un autre diagnostic à l’imagerie.
Dans ce contexte, la détection de la
14-3-3 dans le LCR est fortement évocatrice d’une MCJ. Cependant, dans
environ 10 % des MCJ sporadiques, la
protéine 14-3-3 n’est pas détectée.
Cette absence d’élévation de la protéine 14-3-3 pourrait être en relation
avec le degré d’extension des lésions
cérébrales, qui conditionne le relarguage de protéines dans le LCR. Avec
la répétition de l’examen, il est possible de mettre en évidence la positivité tardive du marqueur.
Dans les fortes suspicions de formes
iatrogènes (principalement liées à
l’hormone de croissance) et le vMCJ,
il est recommandé de réitérer la
recherche de la 14-3-3.
Les explorations à suivre
Dans toutes les suspicions de maladies
à prions, une étude du gène PRNP
devra être réalisée afin d’exclure une
origine génétique. En effet, en l’absence de contexte familial, des mutations de PRNP sont observées dans
des formes apparemment sporadiques.
Le génotype au codon 129 du gène
PRNP n’a aucun intérêt diagnostique.
Il a en revanche un intérêt épidémiologique majeur dont on se convainc
facilement en constatant que tous les
cas de vMCJ connus à ce jour sont
homozygotes méthionine/méthionine
au codon 129, un génotype présent
chez 35-40 % des Européens.
Dans les suspicions documentées de
vMCJ et après exclusion d’une forme
génétique, une recherche de PrPSc
212
Examen rare complémentaire
Examen rare complémentaire
pourra être effectuée dans les amygdales, après examen du LCR et
recherche de signaux spécifiques à
l’imagerie. Des études sont actuellement en cours afin de préciser l’intérêt
diagnostique de la protéine neuronale
tau dans le LCR des patients suspects
de ces formes acquises.
Dans tous les cas, le diagnostic devra
être confirmé par l’examen neuropathologique post-mortem et la mise en
évidence de PrPSc, sauf si une évolution favorable ou l’identification
d’une autre étiologie ont permis d’exclure le diagnostic.
Pour conclure
La protéine 14-3-3 est un marqueur
d’orientation diagnostique précieux
dans le diagnostic ante-mortem des
maladies à prions humaines. Afin de
rendre cet examen contributif, il
convient de n’y avoir recours que dans
un contexte de démence rapidement
progressive, chez un patient présentant
un LCR pauci-cellulaire avec une pro-
téinorachie inférieure à 1 g/l, après
avoir exclu une autre étiologie.
Remerciements
Les auteurs remercient le Dr Brandel
(INSERM U360, hôpital de la PitiéSalpêtrière) pour son attentive relecture du manuscrit, ainsi que les neurologistes et neuropathologistes qui
participent activement au diagnostic et
à la collecte des données concernant
les patients suspects de maladies à
prion humaines.
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Imprimé en France - Differdange S.A. 95110 Sannois - Dépôt légal à parution.
© décembre 2001 - Aljac S.A., locataire-gérant de Médica-Press
Un numéro spécial ECTRIMS:ACTRIMS (décembre 2003)
de 20 pages est routé en partie avec ce numéro.
Un encart 4 p. UCB Pharma est broché entre les pages 194 et 195 et un encart 4 pages Sanofi-Synthelabo est broché en central.
Act. Méd. Int. - Neurologie (4) n° 8/9, novembre-décembre 2003
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Examen rare complémentaire
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