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1984-2004 : Vingt ans de dépistages et après ?
Prof. Graziano PESCIA
AMS-MNS AMS-Pathologie Analysa BBR/LTC Immunosa
New York, Automne 1983 (Albert Einstein College of Medicine)
L ’AFP sérique, mesurée à 16/52 de gestationdans le cadre du dépistage des DFTN,
était « undetectable ».
Une jeune femme de 28 ans,suivie par le Dr Irwin Merkatz, donne naissance
d ’une fillette porteuse d ’une trisomie 18 typique.
Merkatz IR, Nitowsky HM, Macri JN, Johnson WE.
An association betweenlow maternal serum alpha-fetoproteinand fetal chromosomal abnormalities.Am J Obstet Gynecol. 1984 Apr 1;148(7):886-94.
The Department of Obstetrics & Gynecology and Women's HealthAlbert Einstein College of Medicine
BMJ. 1988 Oct 8; 297(6653):883-7. Maternal serum screening for Down's syndrome
in early pregnancy.Wald NJ, Cuckle HS
The new screening method would detect over 60%of affected pregnancies, with the same amniocentesis rate in existing programmes (5%), and could reduce the number
of children born with Down's syndrome in the U K from about 900 a year to about 350 a year.
Performance des différentes stratégies de dépistagePopulat : 500 ’000 naissances, Préval T21 : 1/500, 1 ’000 cas de T21
Ssreening
par
20??
1000
1000
1975
50000
250Age
1968
10
20Translocations
1984
360
35000
+ AFP
1988
650
25000
Triple
2000
850
20000
Ier T
Nb d ’amniocentèses
Nb de T21 évitées
Déterminer le risque individuelde trisomie 21 (13,18, polyploïdie) afin de proposer
les mesures diagnostiques appropriéesen présence d’un risque ≥ à une valeur
seuil (p. ex. 1/380 à terme)Attention : DEPISTAGE ≠ DIAGNOSTIC
Serendipity
Le casting
Ce que l‘ on saitMère
AgePoidsEthnieFuméeDiabète IDAntécédents
Ce qu’on veut savoir
FœtusTrisomique
Non trisomique
Ce qu’on peut analyser
Sang maternel AFPuE3β hCGsPAPP-AInhibine ACellules FœtalesADN fœtal libre
Urine maternelle
Ce qu’on peut voir
Fœtus NombreAgeLCCBIPCN….
Ce qu’on doit analyser(Chromosomes et gènes)
Trophoblaste
Liquide amniotique
Sang fœtal
Ce qu’on veut éviter
Les nuisanceset les tribunaux
Les étapes du dépistage* Information à la patiente
* Echographie (CRL-CN)* Prise de sang
* Analyses (PAPP-A, βhCG libre)* Calcul des risques (Alpha, Cisline)
* Interprétation des résultats* Communication des risques
* Propositions* Diagnostic prénatal → →
Les ingrédients
* Age de la femme* Age du fœtus
* Clarté nucale* β hCG libre
* PAPP-A* La communication
Source OFSJanvier 2004
Mouvement de lapopulation suisse
Nombre de naissances
70 000
80 000
90 000
100 000
1973
1979
1985 1991
1997
8
12
16
20
≥ 35 ans
2003
200223.3 %
72 ’372
Proportion de mères
Non T21 : ≥ 35 = 23.3 %
3 ’000
6 ’000
9 ’000
12 ’000
110
220
Age
Années 2001 + 2002 : 145 ’881 Naissances315 T21 dont 185 (48%) âge mat ≥ 35
Nb
de n
aiss
ance
s
20 28 36 44 52
Source OFSJanvier 2004
T21 : ≥ 35 = 48%
.
OBSERVATIONS ON AN ETHNIC CLASSIFICATION OF IDIOTS.
By J. Langdon H. Down, M.D., LondonLondon Hospital Reports, 1866, 3:259-262.
long, thick, and is much roughened. The nose issmall. The skin has a slight dirty yellowishtinge, and is deficient in elasticity, giving the appearance of
being too large for the body.The Mongolian type of idiocy occurs in more than ten per cent. of the cases which are presented to me. They are always congenital idiots, and never result from accidents after uterine life.
London Hospital Reports, 1866, 3:259-262.
lesions, must have been frequently puzzled how to arrange, long, thick, and is much roughened. The nose is small. The
skin has a slight dirty yellowish tinge, and is deficient in elasticity, giving the appearance of being too large for thebody.
The Mongolian type of idiocy occurs in more than ten per cent. of the cases which are presented to me. They are always congenital idiots, and never result from accidents
The hair is not black, as in the real Mongol, but of a
brownish colour, straight and scanty. The face isflat and broad, and destitute of prominence. The cheeksare roundish, and extended laterally. The eyes are obliquelyplaced, and the internal canthi more than normally distant from one another. The palpebral fissure is very narrow. Theforehead is wrinkled transversely from the constant assistance which the levatores palpebrarum derive from theoccipito-frontalis muscle in the opening of the eyes. The lips
L ’expression « CLARTE NUCALE » désigne l ’image échographique d ’une collection liquidienne
rétronucale présente, à des degrés variables, chez la majorité des fœtus entre 10 et 14 semaines
Elle est due à la position du fœtus, à la laxité des tissus sous-cutanés et à l’immaturité
du système de drainage lymphatique fœtal.
CN : 326 grossesses avec Trisomie 21Snijders et al, Lancet 352, 343 1998
35 45 55 65 75 85CRL (mm)
CN (mm) 10
9
8
7
6
5
4
3
Médiane2
1
0
La CN peut être augmentée dans diverses pathologies fœtales
* Aneuploïdies (T 21, 18, 13, X)* Malformations cardiaques
* Anomalies neuromusculaires* Compression intra-thoraciques
* Anomalies système lymphatique* Anémie fœtale (infections)
… in chromosomally normal fetuses, increased NT is also associatedwith a wide range of fetal defects and genetic syndromes
Nicolaides et al, Prenat Diagn 22, 308; 2002
# 118860 CHORIONIC GONADOTRPIN, BETA CHAINGene Map locus : 19q13.32
Human chorionic gonadotropin (hCG)hormone glycoprotéinique produite parle syncytiotrophoblaste dès le 10ème
jour après la conception.
Rôle : Maintenance du fœtus durant le 1er trimestre
Syncytiotrophoblaste
Cytotrophoblaste
Mésenchyme
Relation entre âge gestationnel et tauxde βhCG libre sérique Ier Trim (AMS, N= 10 ’156, déc. 2003)
ng/ml600
200
100
50
10
Médiane
T21 (Wald, 2003)
9 10 11 12 13Age gestationnel (sem)
Syncytiotrophoblaste
Cytotrophoblaste
Mésenchyme
Synthèse : placenta Nombre de résidus = 1627Poids moléculaire = 181 ’004Fonction : inconnue
# 176385 PREGNANCY-ASSOCIATED PLASMA PROTEIN A
PAPP-AGene Map Locus: 9q33.1
Relation entre âge gestationnel et tauxde PAPP-A sérique Ier Trim (AMS, N= 10 ’156, déc. 2003)
UI/ml20
10
1
.5
.1
Médiane
T21 (Wald, 2003)
9 10 11 12 13Age gestationnel (sem)
Méthode de calcul du risque
α lphaWhat-if
Cisline
… identifier un doute avec certitude.Raymond Devos
( )2
F(X) = 1σ √2 π
e-1/2X - µ
σ
tn
Normaux = N
Trisomiques = T21
Thomas BAYES 1702-1761
β hCGs
Risque calculé = Risque âge* LR
XLR = t/n = F(X)T21 / F(X)N
LR = likelihood ratio = rapport de vraisemblance
Le résultat du dépistage
Le résultat du dépistage sera rendusous la forme d ’un risque de Trisomie
assorti de commentaires et depropositions.
Là où il y a un risque, il y a toujours une chance
Le poids des mots
Screening could seriouslydamage your health.
BMJ, 314:533, 1997
… et la réputation du médecin
Le prix de la métaphore est une éternelle vigilance.R.C. Lewontin (La triple hélice, 2003)
Avant : en très brefDépistage
⊕1/15 (1/3)
∅14/15
Diagnostic
Normal97/100
1/100
Trisomie2/100
?*
Après : le résultat
3%
Risque (ex.)à priori 1/500calculé 1/35
Dépistage positif97%
Là où il y a un risque, il y a toujours une chance
1/2
1/100
1/1 ’000
1/100 ’000
1/10
1/10 ’000
1/2
1/100
1/1 ’000
1/100 ’000
1/380
1/113
1/1400
1/7
35 ans
40 ans
20 ans
50 ans
30 ans 1/800
45 ans 1/28
1/10 ’000
1/10
1/10 ’000
1/10
DépistageLe thermomètre des risque
Ce qu’on voudrait atteindre
Trisomique DR :100%
Non trisomique FPR : 0%La perfection … être vide de toute idée
1. Taux de détection visé (DR)
2. L’acceptation d’un nombre de fœtus exposésau risque des prélèvements (FPR)
3. La capacité à assurer le DPN (FPR)(US, prélèvements, analyses génétiques)
4. La balance des coûts et de … tout (OAPR)
5. Normes et usages en vigueur (droits acquis)
Screening par le risque : le choix du seuil est un compromis qui dépend de
Dynamique et performance du dépistage par le risque
Seuil 1 1. Changer le seuil
2. Améliorer le test
Seuil 2Non trisomiques Sujets trisomiques
1: 1 ’0001: 1’000’000 1: 10’000 1: 100 1: 10
Risque de trisomie
Mesure de la performance du dépistage par le risque
Seuil
Test ⊕ = a
Test ∅ = c
Test ⊕ = b
Test ∅= d
Non trisomiques Sujets trisomiques
1: 1 ’0001: 1’000’000 1: 10’000 1: 100 1: 10
Risque
Les indicateurs de performance
FPR = taux de faux ⊕
= b : (b+d)DR = taux de détection
= a : (a+c)OAPR =a/b
ab
dc
5-7 %
80-90%
20-50
OAPR : exprime le nombre d ’amniocentèsespar cas de T21 diagnostiqué pour p. ex.
FPR = 5% et DR = 80OAPR85
25
35
45
55
65
75
1/10001/6251/500Prévalence
60
32
OAPR dépend de :DR, FPR et de la prévalence
Risque de T21 : âge maternel et chronologie de la grossesseCuckle et al, Br J Obst Gynaecol, 94, 397,1987
Morris et al, Prenat Diag, 23, 252, 2003
0.12
15 30 35 40 45
10 sem
16 sem
Terme
Mortalité sélective des fœtus trisomiques fait diminuer la prévalence avec l ’âge gestationnel
Age mat
0.10
0.08
0.06
0.04
0.02
Votre collectif (AMS 31.12.03, N = 10 ’156)
≥ 35 ans (1/380) 1 ’430 (14.1%)< 35 ans 8 ’726 (85.9%)
Total 10 ’156 (100%)
Votre collectif (AMS 31.12.03, N = 10 ’156)
Dépistage +≥ 35 ans (1/380) 1 ’430 191 (13.3%)< 35 ans 8 ’726 503 (5.7%)
Total 10 ’156 694 (6.8%)
Votre collectif (AMS 31.12.03, N = 10 ’156)
CN mesurée 9 ’266 (91.3%)CN non-mesurée ou ? 890 (8.7%)
Total 10 ’156 (100%)
Votre collectif (AMS 31.12.03, N = 10 ’156)
Dépistage +CN mesurée 9 ’266 608 (6.5%)CN non-mesurée ou ? 890 86 (9.6%)
Total 10 ’156 694 (6.8%)
Votre collectif (AMS 31.12.03, N = 10 ’156)
T 21 Sans T21 Total
Positifs 20 674 694
Négatifs 2 9 ’460 9 ’462
Total 22 10 ’134 10 ’156
Votre collectif (AMS 31.12.03, N = 10 ’156)
T 21 Sans T21 Total
Positifs 20 674 694
Négatifs 2 9 ’460 9 ’462
Total 22 10 ’134 10 ’156
Taux de détection = DR = 20/22 = 90%Taux de faux positifs = FPR = 674/10 ’134 = 6.6%
OAPR = 20/674 = 1 : 33
Anomalies prénatales (AMS: 2000-03) N = 149 (50 équil)
Age Triple Précoce AutresLA et PVC LA LA+PVC LA+PVC
T21 23 13 20 2T13 1 0 2 1T18 5 1 2 145,X 5 2 3 1Sexe 7 3 2 1Autres
déséq. 3 0 0 1équil. 22 8 8 12
Total 66 27 37 19
202232
08
37
.
1. Age gestationnel
2. Dépistage Ier sans CN
3.Que faire dans les cas limite
4. Dépistage, RedépistageDépistage positif itératif
5. Quid de l ’↑de la CN avec caryotype normal
6. Valeurs extrêmes des marqueurs
7. Grossesses gémellaires
8. Diagnostic avec liquide hématique
FAQ
Rôle de l’âge gestationnel
AnamnèseEchographie
PMA
Les menstruations sont les lamentations de l ’utérus frustré
78 81 84 87 90
fβhCG
CN
PAPP-A
Trisomie 21
A.G. (J)
Médiane
Médiane
Médiane
78 81 84 87 90
fβhCG
A.G. (J)
CN
PAPP-A
Médiane
Médiane
Médiane
DR (%)
30
40
50
60
70
80
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Double DDR
Double US Triple DDR
Triple US
Taux de positifs (%)
Performance pour âge gestationnel IIème
selon US ou selon DDR
Nb de *Centres 25*Grossesses 47 ’053
Temps alloué pr CN 20 min.Durée moyenne 4.7 min.Echec
Global 15%Opérateur ≥ 400 CN 14Opérateur < 200 CN 19
Source : SURUSS Wald et al, 2003
Valeur du dépistage sans CN
Mesure de la Clarté Nucale (données SURUSS Wald et al, 2003)
3930
11832
14947
8700
2372
20
40
60
80
% échec
CN non mesurableaprès 20 minutes
Images CN insuffisantes
Sem6-8 9 10 11 12 13 14 15-16
Performance avec et sans CN par rapport au triple
0
3
6
9
12
15
18
21
65 70 75 80 85 90 95
FPR sans CN
FPR avec CN
FPR Triple
FPR (%)
DR (%)
Performance IerT avec ou sans CN et IIèmeT Wald et al, 2003
Ier avec CN
Ier sans CNIIème Triple
IIème double(ss uE3)
FPR = 5%DR
83
7476
66
3.8
8.06.2
11.7
DR = 80%FPR
Que faire dans les cas limite?
Risque a priori : 1/1’600
Risque calculé : 1/400
Nihil
Amnio (PVC)
Triple test (16 sem)
Que faire ?
100 ’000
200 T21 (p=1/500)
5 ’000 Amnios (FPR 5%)
160 Dx (DR 80%)
OAPR =32
Epidémiologiste Nihil
Que faire ?
Epidémiologiste Nihil
95 ’000
40 T21 (p=1/2 ’500)
4 ’750 Amnios (FPR 5%)
32 dx (DR 80%)
OAPR = 148
Evolution des risques : Risque dû à l’âge/Risque calculé (N=10 ’156)
0.0001
0.001
0.01
0.1
1
10Ra:Rc (%)
3.3 %
1.1 %
0.1 %1.0
2.0
3.0
Même risque Risque 2x Risque 3x
Que faire ?
Clinicien
95 ’000
40 T21 (p= 1/2 ’500)
Triple chez négatives avec risque = ou ↑= 3’100 Triples tests (p=1/500)
150 Amnios (FPR 5%)
5 dx (DR 80%)
OAPR = 30
CN ↑, Caryotype normal, Malfo cardiaques
+ -M M
+T (≥3.5 mm) 20 295
-T 22 27 ’310
Makrydimas et al, Am J Obstet Gynecol 189 : 1330; 2003
CN ↑, Caryotype normal, Malfo cardiaques
Makrydimas et al, Am J Obstet Gynecol 189 : 1330; 2003
Risque de malformation cardiaquesi ≥ 3.5 mm CN
4-7 %(population générale 2-8 %o)
Les valeurs extrêmes
PAPP-A ↓ ↓
uE3 ↓ ↓
CN ↑ ↑
S De Lange
SLO, Ichtyose
Plusieurs S Malfo cardiaques
Les jumeaux
Mademoiselle Unetelle a accouché de deux enfants à la fois. Ainsi chaque père aura le sien.
DenisDiderot (1793-1784)
Bichoriale 8 semaines
Bichoriale 12 semainesEchographieProfil ADN
D’après Nicolaides et al.
Monochoriale 12 semaines Bichoriale 12 semaines
D ’après Nicolaides et al.
Les jumeauxChorion Sexe Zygotie
US ADN
MZ 1/3≡ SMCh
10%
≡ S≠S DZ 2/3DCh
Les jumeaux
1.862.10
MZ 1/3MCh 0.80
3.76
PAPP-AβhCG libre
Age maternelCN T21
1.332.93
DZ 2/3DCh 1.862.10
Wald et al, Pren Diagn 23: 588; 2003
Les jumeaux : performance du dépistage (DR pour FPR 5%)
MCh
DCh
CN seule Combiné
73 84
68 70
Tous les jumeaux 69 72 Fœtus unique 73 85
MZ 1/3
DZ 2/3
Wald et al, Pren Diagn 23: 588; 2003
Liquide hématiqueQF-PCR
AFP
FISH
Mère et fils
Mère et/ou fille
Culture +
caryotypeAllèles M+Fm M Fp
Liquide amniotique hématique
Magique ! Profil d ’ADN mère
Profil d ’ADN clone
Caryotype XX
Mère ou fille ?
Elémentaire mon cher Pescia,élémentaire !
L ’avenir
Autres marqueurs biochimiques sanguins* ADAM 12*
* Inhibine AMarqueurs biochimiques urinaires
Autres signes échographiques* Os du nez
* A Desintegrin And Metalloprotease(Laigaard et al, Prenat Diagn, 23, 1086, 2003)
Autres algorithmes* Test intégré
* Modification du seuilMéthodes de la Génétique
* FISH* PCR quantitative
L ’avenir est inévitable, mais il peut ne pas avoir lieu
L ’avenir
Intégré(Sans CN = Serum integrated)
AFP,uE3, fβhCG, Inhibine A
Clarté Nucale
10 11 12 13
Premier trimestre(β-Plus)
Combined
+ PAPP-A +
14 15 16 17
+ fβhCG
DoubleAFP+ fβhCG
TripleAFP+ fβhCG + uE3
QuadrupleAFP+ fβhCG + uE3+ Inhibine AClarté Nucale
10 11 12 13 14 15 16 17
FPR (%)0 | 2.5 | 5 | 7.5 | 10 |
DR (%)100
90-
80-
70-
60-
50-
40-
Test intégré
Test combinéQuadrupleTriple
69
76
85
94
46
54
72
85
59
39
80
71 Double
Stratégies et performances théoriques (Wald et al, 2003)
Principales molécules des dépistages et leurs commandes génétiques
1 3 5 6 7 8 11 12 13 14 15 16 17 18 20 21 22 Y2 4 9 10 19 X
INH A
AFP
PAPP-A
ADAM12
βhCG
uE3
Chromosome #
L’avenir
Marqueurs génétiques dans le sang maternel
Cellules fœtales
ADN libre
L’avenir ne sera plus ce qu ’il a été dans le passé
L’ADN libredans le sang maternel
Détermination par «Real-time Quantitative PCR»
Concentration augmente avec l’âge gestationnel
IIIème trimestre ∼ 10-12x > Ier
Y.M. Dennis LO et al The Lancet 350 : 485 ;1997
PCR quantitative en temps réel
Nb de cyclesPCR
0 10 20 30 40
Le nombre de cycles de PCR nécessaires (temps) pour atteindreun seuil cible est proportionnel à la concentration initiale d ’ADN.
Y.M. Dennis LO et al Am J Hum Genet 62 : 768 ;1998
ADN dans les sérum maternel et âge gestationnelLO et al Am J Hum Genet 62 : 768 ;1998
Nom
bre
de c
opie
s d
’AD
N/ m
l de
séru
m 300
8 12 16 20 24 28 32 36 40
Médiane
2 MoM
0.5 MoM
L ’ADN fœtal représente environ 3% (1-11%) de l ’ADN
non cellulaire dans le sérum maternel250
200
150
100
50
Age gestationnel (sem)
L ’ADN libre dans le sang maternelUtilité clinique potentielle
ADN libre total pour « dépistage » est augmentéPré-eclampsiePrétermeTrisomies
TrisomiesRhésus
Sexe (SRY) Maladies monogéniques
Séquences spécifiques diagnostic prénatal
SRY
Le casting
SRY
Marqueurs autosomiques
paternels
Héréditaire mon cher Pescia,héréditaire!
Ce qui fait le charme de l ’existence humainec ’est que les éléments qui la composent ne se produisent
qu ’une seule fois (M. Kundera)
Merci
