Discordances entre HbA1c et glycémies - Comment les résoudre ?

Rappel sur la structure des hémoglobines et sur l’évolution des différentes fractions hémoglobiniques au cours du vieillissement des globules rouges Chez l’adulte normal, la majorité de l’hémoglobine (Hb) dans les globules rouges natifs est représentée par l’HbA0 (97 % du total), le reste étant sous forme d’HbA2 (2,5 % du total) et d’HbF (0,5 % du total) (figure 1). Ces trois types d’Hb sont codés par des gènes différents. Leurs différences résident dans les 4 chaînes protéiques qui s’insèrent sur les 4 noyaux héminiques centraux : 2 chaînes α et 2 chaînes β pour l’HbA0 ; 2 chaînes α et 2 chaînes δ pour l’HbA2 ; 2 chaînes α et 2 chaînes γ pour l’HbF. À ces variantes génétiques viennent se surajouter des modifications post-translationnelles qui portent sur l’HbA0 et qui sont obtenues par carbamylation, acylation, sulfatation et surtout par glycation. Cette dernière réaction conduit à la fixation non enzymatique d’un sucre ou d’un dérivé sucré sur une chaîne protéique. Figure 1. Répartition des différentes fractions de l’hémoglobine dans les globules rouges, exprimée en pourcentage de l’hémoglobine totale, chez un sujet non diabétique. Au cours du vieillissement des globules rouges, une partie de l’HbA0 présente dans les érythrocytes natifs (partie supérieure de la figure) est exposée au phénomène de glycation avec apparition de nouvelles fractions (partie inférieure de la figure). La structure de chaque fraction est indiquée dans les colonnes de droite (d’après la référence 2). Dans le cas de l’HbA1c cette réaction post-translationnelle démarre avec la naissance du globule rouge, à l’instant où il se trouve pour la première fois de son existence au contact du glucose plasmatique. Elle se poursuit ultérieurement pendant les 120 jours de la durée de vie du globule rouge, la fixation non enzymatique (« glycation ») étant proportionnelle à la concentration plasmatique du glucose. Ainsi, une partie de l’HbA0, qui constitue 97 % de l’hémoglobine totale dans le globule rouge natif, se transforme en hémoglobine glyquée. Dans le sang d’un adulte normal, qui est constitué par une cohorte d’érythrocytes jeunes, vieux ou d’âge intermédiaire, les différentes fractions de l’Hb sont réparties de la manière suivante (figure 1) : • L’HbA0 ou Hb non glyquée est constituée de 2 chaînes protéiques α et β avec un résidu aminé sous forme de valine en N terminal de la chaîne β. • L’HbA1c (vraie) est constituée des mêmes chaînes protéiques α et β que l’HbA0, mais une molécule de glucose est attachée à la valine située en N terminal de la chaîne β. C’est cette variété d’hémoglobine qui constitue l’HbA1c proprement dite. • Les hémoglobines A1a1, A1a2 et A1b sont constituées par les mêmes chaînes que l’HbA0 mais sur la valine située en N terminal de la chaîne β se sont fixés respectivement soit du fructose 1- 6 diphosphate (HbA1a1), soit du glucose 6 phosphate (HbA1a2), soit de l’acide pyruvique (HbA1b). Ces hémoglobines sont des composantes mineures qui peuvent être séparées de l’HbA1c par chromatographie liquide de haute performance (HPLC). Ceci signifie que les pics qui correspondent à ces 3 hémoglobines mineures n’interfèrent pas sur le dosage de l’HbA1c (figure 2). Figure 2. Représentation schématique des différentes fractions de l’hémoglobine qui sont identifiées par chromatographie liquide de haute performance (HPLC) dans une cohorte de globules rouges matures. • Les hémoglobines glyquées diverses autres que l’HbA1c sont des hémoglobines qui ont fixé du glucose sur d’autres acides aminés que la valine, en particulier sur la lysine qui est présente de manière dispersée le long des chaînes protéiques α et β de l’HbA0. Ces hémoglobines glyquées migrent en même temps que l’HbA1c (figure 2). Présentes en HPLC sur le même pic chromatographique que l’HbA1c, elles interfèrent avec son dosage. Leur élimination nécessite des procédures chimiques beaucoup plus complexes que la simple chromatographie. Pour cette raison, le dosage de l’HbA1c « vraie » devrait faire appel à une digestion enzymatique, suivie d’une séparation par HPLC des peptides libérés et d’une quantification par spectrométrie de masse. Cette méthode, établie par l’IFCC (International Federation of Clinical Chemistry and Laboratory Medicine)(3) n’est évidemment pas applicable pour la mesure de l’HbA1c dans les laboratoires de routine. Avec cette technique, les résultats sont exprimés en mmole/mole d’HbA0 (Hb non glyquée). Ce mode d’expression est différent des pourcentages donnés par la méthode classique basée uniquement sur l’HPLC, utilisée dans l’étude Diabetes Control and Complications Trial (DCCT) et certifié par le NGSP (National Glycohemoglobin Standardized Program)(4). La correspondance entre les 2 méthodes a été établie. Elle est indiquée sur le tableau ci-dessous(2). Aujourd’hui, les résultats fournis par les laboratoires de routine sont toujours exprimés en pourcentage (méthode dite alignée sur le DCCT). La correspondance avec la méthode IFCC peut être éventuellement fournie par le laboratoire, mais il faut savoir que le mode d’expression en mmole/mole ne provient que de la lecture d’une table d’abaque (tableau) établissant la correspondance à partir des résultats exprimés en pourcentages. Pour clore ce chapitre, nous insisterons à nouveau sur le fait que l’HbA1c est un marqueur de l’exposition chronique au glucose sur une période de 3 mois. Dans ces conditions, il n’est pas étonnant que son taux soit corrélé avec la glycémie moyenne évaluée par enregistrement glycémique continu sur 2 jours consécutifs, toutes les 4 semaines sur une période de 3 mois. Ce travail, publié il y a quelques années par David Nathan et coll. (étude ADAG, A1c Derived Average Glucose)(5) sert aujourd’hui de référence pour établir la correspondance entre HbA1c et glycémie moyenne(1) (figure 3). Figure 3. Relation entre la glycémie moyenne et l’HbA1c (d’après la référence 5). Quelles hypothèses doit-on formuler quand il y a discordance entre les résultats de l’HbA1c et ceux de l’autosurveillance glycémique ? Premier cas de figure : l’HbA1c mesurée est décalée vers le haut par rapport aux résultats moyens de l’autosurveillance glycémique Plusieurs hypothèses peuvent être avancées pour expliquer cette discordance : - un problème technique avec un dosage de l’HbA1c qui n’est pas fiable ; - un lecteur de glycémie qui donne des résultats aberrants ; - des contrôles glycémiques qui sont falsifiés par le patient ; - un décalage dans le temps entre l’évolution des glycémies et de l’HbA1c. • Problème technique au niveau du dosage de l’HbA1c Les dosages actuels de l’HbA1c pratiqués par HPLC, alignés sur le DCCT et certifiés conformes au NGSP(4) sont d’une excellente fiabilité. Pour cette raison, une discordance liée à une erreur de dosage de l’HbA1c est une hypothèse qui peut être formulée mais qui a une faible probabilité de s’avérer exacte. • Problème technique au niveau du lecteur de glycémie Cette hypothèse doit toujours être évoquée. Pour lever l’ambiguïté, la solution préconisée consiste à comparer les résultats obtenus avec un autre lecteur de glycémie ou avec un dosage effectué au laboratoire sur du sang veineux. • Problème lié à une falsification des tests glycémiques Ce problème est le plus souvent rencontré chez des patients diabétiques jeunes de type 1 qui, soit par déni de la maladie, soit plus simplement pour éviter les contraintes inhérentes à l’autosurveillance glycémique, inventent des résultats imaginaires qu’ils reportent sur leur carnet de surveillance glycémique. Un carnet trop propre, en apparence trop bien tenu avec des résultats consignés toujours avec le même stylo, fait suspecter ce type de comportement. Le plus souvent le patient nie toute manipulation des tests glycémiques lors de la consultation et assure que les contrôles sont réellement effectués. Un holter glycémique pratiqué en ambulatoire ne peut lever l’ambiguïté car le holter sera faux si le patient a falsifié la calibration avec des glycémies imaginaires. L’une des solutions est de pratiquer un profil glycémique continu ou discontinu avec des contrôles glycémiques capillaires réalisés sous surveillance médicale ou paramédicale. Si on utilise le holter glycémique comme moyen de vérification, il devra être fait au cours d’une hospitalisation, les tests glycémiques de calibration étant réalisés par une infirmière. L’autre solution est de réaliser un profil glycémique avec prélèvements veineux effectués en laboratoire. • Décalage dans le temps entre l’évolution des glycémies et de l’HbA1c Cette situation est rencontrée en général chez des diabétiques de type 2. Dans ce cas, le profil glycémique réalisé par le patient et le dosage de l’HbA1c effectué en laboratoire sont tous les deux exacts. Dans ces conditions, comment peut-on expliquer que l’HbA1c est élevée alors que le profil glycémique est peu perturbé, voire voisin de la normalité ? L’explication la plus probable est que le patient (en général un diabétique de type 2 soumis théoriquement à des mesures diététiques) fait attention à son régime pendant les quelques jours qui précèdent les tests glycémiques (figure 4). En effet, un suivi des mesures diététiques sur une durée de quelques jours suffit à modifier les valeurs glycémiques qui répondent rapidement et favorablement. En revanche, l’HbA1c, qui intègre l’exposition chronique au glucose sur une période de 3 mois, ne pourrait subir une amélioration que si les mesures hygiéno-diététiques étaient respectées sur une période de plusieurs semaines, voire de 2 à 3 mois. En général, le patient fait attention à son régime pendant les quelques jours qui précèdent la consultation trimestrielle auprès de son médecin, ce qui conduit à une discordance entre l’HbA1c qui reste élevée et les glycémies qui se sont améliorées (figure 4). Ce type d’observation est relativement fréquent. Il peut être mis à profit par le médecin pour sensibiliser le patient à l’importance des mesures diététiques et pour lui expliquer que l’HbA1c serait considérablement améliorée s’il les suivait de manière soutenue. Dans ce cas, le taux de l’HbA1c mesurée se trouverait en adéquation avec le taux calculé à partir des moyennes glycémiques calculées à partir de la table d’abaque indiquée sur la figure 3 (étude ADAG)(5). Figure 4. Évolution discordante de l’HbA1c et des moyennes glycémiques calculées à partir d’un profil glycémique réalisé par autosurveillance glycémique ou en laboratoire. Les 2 examens sont réalisés quelques jours avant la consultation du patient. La discordance est expliquée par le non-respect des consignes diététiques sur le trimestre qui sépare 2 consultations et par un suivi correct portant uniquement sur les quelques jours qui précèdent la consultation. • Autres explications Depuis de nombreuses années, du moins aux États-Unis, il a été démontré qu’à glycémies en apparence identiques (chez des sujets normaux et diabétiques) il existe une différence entre les taux d’HbA1c selon les ethnies. C’est ainsi que les Noirs ont un taux un peu plus élevé que les Blancs(6). Cette différence est discrète, de l’ordre de 0,5 % en pourcentage de point d’HbA1c et personne ne peut actuellement affirmer si cette différence est d’origine environnementale ou génétique(7). D’un point de vue général, cette différence peut être négligée(7) mais elle mérite peut-être d’être retenue dans certains cas particuliers. Deuxième cas de figure : l’HbA1c mesurée est décalée vers le bas par rapport aux résultats moyens de l’autosurveillance glycémique Certaines des explications fournies dans le cas de figure précédent (problème technique au niveau du dosage de l’HbA1c ou du lecteur de glycémie) sont applicables à ce 2e cas de figure. Toutefois, le problème se situe en général ailleurs, comme nous allons le développer dans les lignes qui suivent. • Problème lié à la présence d’une affection qui perturbe le métabolisme de l’hémoglobine Toute maladie qui perturbe le métabolisme ou la durée de vie des globules rouges est capable d’entraîner une perte de fiabilité du dosage de l’HbA1c en tant que marqueur de l’équilibre glycémique chez un diabétique(8,9). Toute anémie, quelle qu’en soit la cause, toute hémolyse, toute transfusion sanguine récente, tout traitement par érythropoïétine qui accélère le turn over des globules rouges, sont autant de conditions pathologiques qui entraînent une sous-estimation de l’HbA1c. L’insuffisance rénale chronique est une situation particulière car elle est fréquemment associée à une anémie et à un traitement par érythropoïétine qui est souvent prescrit pour accélérer l’érythropoïèse. Ainsi, dans cette maladie, sont associées deux des conditions qui entraînent une sous-estimation de l’HbA1c(10). La présence d’une hémoglobinopathie peut également interférer avec le dosage de l’HbA1c. Selon que le variant génétique de l’hémoglobine est co-élué ou non avec l’HbA1c, sa présence peut soit augmenter de manière artéfactuelle le taux de l’HbA1c, soit au contraire le diminuer en dehors de toute anémie au moment du prélèvement. En général, il s’agit surtout d’une diminution, car l’hémoglobinopathie s’accompagne souvent d’une anémie. Une mise au point récente (mai 2015) disponible sur le site www.ngsp.org/interf.asp décrit les effets des différents variants de l’hémoglobine (HbC, HbS, HbE, HbD) et de l’augmentation du taux de l’hémoglobine foetale (HbF) sur les différentes méthodes de dosage de l’HbA1c. En dehors de certaines maladies (leucémies, thalassémies), certains individus peuvent avoir une persistance de l’Hb fœtale (HbF) à des taux > 30 % (normalité 0,5 % chez l’adulte) (figure 1) sans avoir aucun signe clinique. La plupart des méthodes utilisées pour le dosage de l’HbA1c donnent des pics séparés pour l’HbA1c et pour l’HbF. Ainsi, un dosage de l’HbF devrait être réalisé quand on est en présence d’un taux d’HbA1c bas et inexpliqué chez un diabétique n’ayant aucun trouble pouvant évoquer une maladie sanguine. La simple HPLC permet normalement d’identifier ce pic et d’évaluer le pourcentage de l’HbF(11). Si un diabétique est porteur de l’une de ces anomalies, il faut évidemment choisir une méthode où la présence de cette hémoglobine anormale n’interfère pas avec le dosage de l’HbA1c. • Comment estimer l’équilibre glycémique quand une anémie perturbe le dosage de l’HbA1c ? Plusieurs possibilités peuvent être envisagées. La première est d’utiliser le dosage de la fructosamine comme marqueur de la glycation. La deuxième possibilité est de se baser sur un profil glycémique incorporant des tests réalisés en période de jeûne, en périodes postprandiales ou postabsorptives. Le profil idéal est celui qui comporte 7 tests : 3 tests avant les repas, 3 entre la 1re et la 2e heure qui suit le début de chaque repas et un test avant le coucher. Une dernière possibilité qui est utilisée souvent chez les insuffisants rénaux anémiques est de considérer que toute baisse de la concentration en hémoglobine totale de 3 g/dl se traduit par une baisse de l’HbA1c de l’ordre de 1 %(10). Ainsi, un patient qui a une Hb totale à 8 g/dl et une HbA1c mesurée aux alentours de 6 % a en fait une HbA1c aux alentours de 8 %. Chez un sujet normal, le taux de l’hémoglobine totale est de 13 g/dl. Dans le cas que nous venons d’évoquer, la baisse de l’Hb totale est donc de 5 g/dl par rapport à la normale (13 g/dl- 8 g/dl). La sous-estimation de l’HbA1c est donc de l’ordre de 2 %. • Cas particulier : la carence en vitamine B12 chez le diabétique Elle est plus fréquente chez les diabétiques que chez les nondiabétiques. En premier lieu, il est bien connu que la metformine altère l’absorption de la vitamine B12. Plusieurs mécanismes ont été proposés : une altération de la motricité intestinale avec pour conséquence une prolifération bactérienne qui inactive l’absorption intestinale de la vitamine B12 ; une altération du facteur intrinsèque qui est indispensable pour l’absorption de la vitamine B12(12). Quelle qu’en soit la cause, des études suggèrent que 6 à 9 % des patients traités au long cours par la metformine développent une carence en vitamine B12(13). La deuxième cause possible est la présence d’une gastrite atrophique auto-immune. Ce type de pathologie détecté par la gastroscopie survient plutôt dans le diabète de type 1. Une carence en vitamine B12 liée à l’administration de metformine peut être uniquement traitée par une supplémentation vitaminique par voie orale. Au contraire, une gastrite atrophique nécessite des injections de vitamine B12 par voie parentérale car cette vitamine administrée par voie orale ne serait pas absorbée par manque du facteur intrinsèque gastrique. Résumé et synthèse • La discordance entre HbA1c et glycémies est une observation relativement fréquente. • Les causes de cette discordance sont multiples. Deux situations doivent être envisagées selon que le taux de l’HbA1c est décalé vers le haut ou vers le bas par rapport aux tests glycémiques. • Quand l’HbA1c est plus élevée que ne le laisseraient penser les tests glycémiques, plusieurs explications sont possibles : - explications techniques : un dosage non fiable de l’HbA1c (hypothèse peu probable depuis que les dosages sont standardisés) ; un lecteur de glycémie qui donne des résultats aberrants ou bien un mauvais apprentissage du patient à la technique de lecture. Ces 2 points sont en général faciles à vérifier ; - explications liées au comportement du patient : une falsification des résultats de la part du patient (hypothèse parfois difficile à mettre en évidence) ou un meilleur suivi des consignes diététiques au moment de la réalisation des tests glycémiques alors que la compliance au régime est mauvaise le reste du temps. • Quand l’HbA1c est plus basse que ne le laissent prévoir les tests glycémiques : C’est dans ces conditions qu’il faut rechercher un trouble du métabolisme de l’Hb. Toutes les anémies, quelle qu’en soit leur cause, entraînent une sous-estimation de l’HbA1c L’insuffisance rénale chronique, les carences en vitamine B12, sont les étiologies qui doivent être recherchées. Certaines, comme la présence exagérée d’Hb fœtale (HbF) à l’âge adulte, sont moins évidentes car elles s’accompagnent rarement d’une anémie. Normalement, la technique d’HPLC est capable de détecter cette HbF et le laboratoire signale en général cette anomalie lors de la remise du résultat.