TRAVAUX ORIGINAUX M#dec ine e t Maladies In fect ieuses - - 1 9 8 9 - - 19 -- 6 / 7 - - 3 6 7 & 3 7 1

APPORT DU DOSAGE RADIOIMMUNOMETRIQUE DES ANTICORPS IgG, IgA et IgE AU DIAGNOSTIC

ET A LA SURVEILLANCE DE L'HYDATIDOSE HUMAINE. A PROPOS DE 75 CAS*

par M. de L. SAMPAIO SILVA", J. DAVID MORAES*'*, P. W A T T R E .... et M.L. BERMONTE**

avec la col laborat ion technique de J.L. N E Y R I N C K

R E S U M E Une m6thode radio immunom6trique (RIM) est d6crite et utilis6e pour le dosage des anticorps IgG, IgA et IgE anti Echinococcus granulosus et les r6sultats

compares a i'lmmuno6iectropnorese ti~e) e t a lnemagglutmatlon mmrecte tHAi) aans /3 cas d'hydatidose humaine (55 h~patiques, 7 pulmonaires, 8 multiples et 5 divers) versus 78 sujets t6moins, 34 atteints d'autres helminthiases et 33 d'affections diverses non parasitaires. La sensibilit6 et la sp6cificit6 de la RIM sont respectivement pour les IgE de 69 et 83,3 %, pour les IgG de 47,9 et 70 % et pour les IgA de 21 et 100 %. Seule I'HAI a une sensibilit6 proche de la RIM-IgE. La sp6cificit6 est ldg~rement inf6rieure h celles de rHAI et de rlEP. Le dosage des IgE est d'une bonne sensibilit6 dans les kystes h localisation h6patique ou multiples et les IgG dans les localisations pulmonaires. Les IgA inexistantes dans les localisations h6patiques ou multiples primitives (4,6 et 0 %) sont pr6sentes dans 18,2 et 50 % des kystes r6cidivants correspondants. A l'inverse pour les IgG les pourcentages passent respectivement de 36,4 h 27,3 % et de 75 h 25 %. Chez les op6r6s de kystes h6patiques ou multiples on note en 6 mois h 2 ans une chute des anticorps en HA1 et IEP alors que les taux des IgG et des IgE diminuent peu.

Mots-cl~s : Kyste hydatique - M6thode radioimmunom6trique - IgE, IgA, IgG sp6cifiques - H6magglutination indirecte - Immuno61ectrophorSse.

De nombreuses m6thodes immunologiques ont 6t6 d6crites pour 6tablir le diagnostic et assurer la surveillance post-th6rapeutique de l'6chinococcose h Echinococcus granulosus. L'immuno61ectrophorSse (IEP), rimmuno- fluorescence indirecte (IFI) et l'h6magglutinafion indirecte (HA1) ont une grande valeur dans le diagnostic des kystes fertiles h6patiques, pulmonaires ou multiples mais sont de moindre int6r~t dans la surveillance en raison de la persistance prolong6e des anticorps ainsi d6tect6s. Les m6thodes immunoenzymatiques ou radioimmunologiques d'6valuation globale des anticorps, plus sensibles, n'ap- portent pas de renseignements suppl6mentaires sur la nature du kyste ou sur une 6ventuelle complication (5, 7, 9, 13). Par contre le dosage des IgE sp6cifiques dirig6es contre un allergSne identifi6 h la fraction 5 rend parfai-

tement compte d'une 6ventuelle diffusion tissulaire du liquide hydatique (1, 4, 12). R6cemment le dosage des immuns complexes et de l'antigSne circulant (3, 6, 10) ont 6t6 rapport6s ainsi que l'analyse par ELISA des diff6rents isotypes anticorps (2, 8, 11). La sp6cificit6 et la sensibilit6 obtenues sont fonction des antigSnes et des m6thodes employ6s.

Ce travail a pour but l'6valuation d'une m6thode de dosage radioimmunom6trique des anticorps IgE, IgG et IgA dans 75 cas d'hydatidose humaine en fonction de la localisation des kystes, de leur nature primitive ou secondaire et de l'6volution post chirurgicale.

PATIENTS, M A T E R I E L ET METHODES

* Re~u le 12.1.1989. Acceptation d6finitive le 28.3.1989. ** Instituto Nacional de Saude do Dr Ricardo Jorge, Laboratorio de Parasitologia, Porto 4000, Portugal. *** Servi~o de Medicina II, Hospital de Evora, Portugal. **** Service de Bact6riologie VirologieB du C.H.U., Batiment I.R.F.P.P.S., F-59037 Lille cedex.

Patients

75 patients atteints de kystes hydatiques ont 6t6 6tudi6s : 55 kystes h6patiques, 7 pulmonaires, 8 multiples et 5 de localisations diverses. Parmi eux 28 ont 6t6 suivis

367

T A B L E A U I

P e r f o r m a n c e s des diff~rentes m~thodes de diagnost ic des hydat idoses h E.

Sensibilit6

Sp6cificit6

Faux positifs

Faux n6gatifs

M~thode s6ro log ique

HAI ~)

63

93,3

6,7

37

IEP (~

56,6

93,3

6,7

43,4

Ant icorps anti E.

IgE IgG (%) (%)

69 47,9

83,3 70

16,7 30

31 52,1

granulosus

granulosus

IgA (%)

21,I

I00

0

78,9

TABLEAU II

R~sultats en fonct ion de la iocal isat ion du kyste (exprim6s en %)

H~pat ique P u l m o n a i r e

IgE sp. 52,7 40

IgG sp. 34,6 42,9

M u l t i p l e s A u t r e s

87,5 60

50 60

IgA sp. 7,3 14,3 25 20

HAI 61,8 57,1 100 80

IEP 60 57,1 85,7 80

pendant un d61ai de 6 mois ~ deux ans et ont bgn6fici6 de plusieurs 6tudes s6ro-immunologiques. Les kystes hyda- tiques ont 6t6 confirm6s par les examens radiographiques ou lors de l'intervention chirurgicale dans le service du Docteur David de Mora~s h l'H6pital d'Evora capitale de la province de Baixo Alentyo (Sud du Portugal), zone d'end6mie importante.

Par ailleurs ont 6t6 analys6s les s6rums de : - - 78 patients exempts de toute affection cliniquement et biologiquement d6celable ; ils correspondent au groupe t6moin de r6f6rence T1. - - 34 patients atteints d'helminthiase autre que l'hyda- tidose (toxocarose, filariose, distomatose et bilharziose) (groupe T2). - - 33 patients atteints d'affection g6n6rale non para- sitaire (lupus, polyarthrite, n6oplasie, dysglobulin6- mie .... ) (groupe T3).

Ces deux derniers groupes permettent l'6tude d'6ventuelles r6actions crois6es.

A n t i g ~ n e s

Le sable et le liquide hydatique obtenus st6rilement par ponction de kystes fertiles de mouton sont employ6s

comme mltig~nes sp6cifiques d'Echinococcus granulosus dans toutes les m6thodes immunologiques (14).

M ~ t h o d e s

- - M6thodes s~rologiques classiques : tous les s6rums ont 6t6 analys6s simultan6ment en h6magglutination indirecte (HAl) et en immuno61ectrophor~se (IEP) selon les techniques d6crites pr6c6demment (4, 15). Les valeurs seuils retenues sont de 320 pour I'HAI. En IEP la pr6sence de l'arc 5 sp6cifique seul ou de plusieurs arcs confirme le diagnostic.

- - Dosage des anticorps lgE, lgG et lgA : le dosage des anticorps IgE, IgG et IgA sp6cifiques d'Echinococcus granulosus est r6alis6 par une m6thode immunoradio- m6trique en phase solide. L'antig~ne hydatique est fix6 par simple absorption sur des billes de polystyrene pendant 3 ~ 5 heures ~ temp6rature ambiante puis pendant une nuit [a +4°C en tampon carbonate bicarbonate; apr~s 3 lavages en tampon phosphate (PBS) additionn6 de tween 20, les sites de liaison rest6s libres sont satur6s pendant 2 heures h temp6rature ambiante par du s6rum albumine bovine (BSA) h 3 % en PBS. Les s6rums dilu6s au 1/5 en PBS-Tween sont mis en incubation pendant 5 heures avec l'antig~ne ; apr~s 3 nouveaux lavages on ajoute le traceur. Apr~s une nuit h temp6rature

3 6 8

ambiante et trois lavages, la radioactivit6 est mesurte l'aide d'un compteur b scintillation gamma (L.K.B.).

Les rtsultats sont exprimts par le rapport B/T x 100 (B =nombre de c.p.m, de rtchantillon ; T =nombre de c.p.m, de la radioactivit6 totale). La valeur est considtrte comme significative lorsqu'elle est sup&ieure h une valeur seuil dtterminte au 95 eme percentile (X + t E : X = valeur moyenne de la population T1 ; t = student ; E = 6cart-type h la moyenne de la population ttmoin T1). Les traceurs utilis6s sont respectivement : pour les IgE un anticorps polyclonal anti-IgE (M.I.A.B. Uppsala) marqu6

l'iode 125 et dilu6 au 1/60 ~me en PBS ; pour les IgG et les IgA, les anticorps polyclonaux anti-IgG et anti-IgA (M.I.A.B. Uppsala) marquts b l'iode 125 sont utilists h la dilution de 1/100 ~me en PBS.

R E S U L T A T S

Les valeurs limites au 95 ~me percentile 6tablies h partir de la population T1 sont respectivement pour les IgE, les IgG et les IgA sptcifiques, de 1.69, 8.88 et 23.42. Dans le groupe T2 il n'y a pas de variation significative des valeurs moyennes observtes confirmant l'absence d'anti- corps anti E. granulosus, Dans le groupe T3 seul le taux d'IgG sptcifiques est 16g~rement suptrieur h la valeur seuil mais de faqon non significative (9.7 versus 8.88).

La valeur respective des diverses mtthodes a 6t6 6valu6e en fonction de la sensibilitt, de la sp6cificit6 et des faux r6sultats positifs et ntgatifs (Tableau I). Pour le diagnostic de l ' tchinococcose, parmi les dosages d'immunoglobulines sptcifiques 6tudits, celui de l'IgE donne la meilleure sensibilit6 (69 %) et une excellente sp6cificit6 (83.3 %) avec un taux de faux positifs de 16.7 % et de faux ntgatifs de 31%. Parmi les techniques immunologiques classiques, I'HAI est la plus sensible (63 %) avec un taux de 37 % de faux n6gatifs. L'IEP a une sensibilit6 inftrieure (56.6 %) avec 43.4 % de faux ntgatifs. En ce qui concerne la sp6cificit6 on obtient des valeurs de 93.3 % avec les mtthodes classiques et de 70 t00 % par le dosage des immunoglobulines sptcifiques. Le tableau II exprime la sensibilit6 des difftrentes mtthodes en fonction de la localisation des kystes. L'htmagglutination apparait comme la mtthode la plus sensible quelle que soit la localisation. Elle est suivie de pros par rlEP. En ce qui concerne les immunoglobulines sptcifiques le dosage des IgE donne une bonne sensibilit6 dans les localisations htpatiques et surtout multiples alors que dans les formes pulmonaires ce sont les IgG. Dans les localisa'tions multiples les mtthodes traditionnelles et le dosage des IgE donnent une sensibilit6 comparable de 87.5 ~ 100 %. Par contre le dosage des IgA sptcifiques est ici de peu d'inttr&. Une 6tude analogue rtaliste dans les localisations htpatiques et multiples ne montre pas de difftrences significatives entre les rtsultats obtenus dans les kystes primitifs et dans les rtcidives sauf pour les IgA et les IgG. Dans ces cas les IgA sp6cifiques pratiquement inexistantes dans les localisations primitives (4.6 et 0%)

FIGURE 1

Evolution des anticorps en 5 patients porteurs de kystes

operas H , A , I , I.E,P. I , G . E ,

TAUX NB } IT~ d 'becs

80 ,I ,

I---I avant intervention • 1 an apr~s intervention HA1 H~magglutination indirecte ]EP Immunotlectrophorase

1 an chez h~patiques

I.G.G,

I! i

B / T ~

atteignent des pourcentages de 18.2 et de 50% dans les r6cidives. A l'inverse, les IgG sp6cifiques diminuent et passent de 36.4 h 27.3 % et de 75 h 25 % respec- tivement. Les difftrents param~tres immunologiques pr6ctdents ont 6t6 controlts dans un dtlai de 6 mois 2 ans chez 5 patients porteurs de kystes htpatiques optrts et chez 4 patients porteurs de kystes multiples optrts parmi les 28 patients suivis. Dans les kystes h6patiques on a not6 une diminution tr~s nette des anticorps dtcelts par toutes les mtthodes classiques alors que dans les kystes multiples seule rlEP donne un rtsultat analogue. Par contre en ce qui concerne les anticorps E et G la diminution est beaucoup moins nette dans les deux 6ventualitts (Figure 1).

D I S C U S S I O N

Les rtsultats obtenus chez les 75 patients atteints d'6chinococcose ~ E. granulosus permettent d'apprtcier la valeur des dosages radioimmunomttr iques dans l'tvaluation des isotypes anticorps comparativement aux autres mtthodes et en fonction de la forme clinique. Des 6tudes anttrieures ont montr6 que les difftrenLs antig~nes utilists ---liquide hydatique, sable hydatique, antig~nes purifi6s, fraction 5 - - n'influent pas de faqon significative sur les rtsultats (1, 2, 5, 8, 13).

Les dosages radioimmunomttriques sur billes d6veloppts dans cette 6tude ont une sensibilit6 analogue au test ELISA mais une sptcificit6 suptrieure (de 70 h 100 %). Ces r6sultats ne sont pas en accord avec ceux de Afferni et coll. (1) qui obtiennent de meilleurs rtsultats en ELISA qu'en RAST. Comparte ~ l'ttude globale des anticorps par immunodiffusion et htmagglutination qui, quel que soit l'antig~ne utilist, permettent d'obtenir une sensibilit6 moyenne respectivement de 56 b 67.4 % et de 60.5 72 % avec une sp6cificit6 de plus de 90 % (1, 2, 13, 14),

369

l'6tude analytique des anticorps par ELISA ou radioimmunologie montre :

- - une sensibilit6 moyenne sup6rieure au niveau de la d6tection des IgE (59 h 90 %) (1, 4, 11, 12) et des IgG (47.9 ~ 100 %) (2, 13) mais infdrieure au niveau des IgA (21.1 ~ 53 %) (2, 8) ; - - une excellente sp6cificit6 pour les IgA (100 %), moins bonne pour les autres isotypes 6tudi6s.

En fonction de la localisation habituelle unique ou multiple du kyste on constate que I'IEP et rHAI sont gdn6ralement les mdthodes de choix pour effectuer un diagnostic global. Par contre l'6tude des isotypes anticorps montre que la prdsence d'IgE sp6cifiques h un taux 61ev6 exprime le plus souvent une diffusion du liquide hydatique hors du kyste par fissuration ou rupture et plaide aussi pour les formes h localisations multiples (87.5 % versus 40 ou 52.7 %) (1, 2, 4). De m~me un taux 61ev6 d'IgA sp6cifiques sup6rieur au taux d'IgG a 6t6 rapport6 pr6f6rentiellement dans les kystes pulmonaires (8) : nous n'avons pas retrouv6 cet 616ment aussi nettement, bien que le pourcentage d'IgA 61ev6es soit sup6rieur dans les formes pulmonaires par rapport aux formes hdpatiques (14.3 versus 7.3 %). L'6tude de ces mame param~tres selon le stade 6volutif de la maladie ---kyste primitif ou r6cidive-- montre toujours les bonnes performances de I'IEP et de I'HAI et fait 6galement apparaitre une

diminution de la frdquence des IgG dans les r6cidives alors que celle des IgA au contraire augmente. Ces r6sultats rejoignent les observations d'autres auteurs et sont h prendre en consid6ration (2, 8).

Dans la surveillance des patients op6r6s de kystes h6patiques, nous observons aprbs un an une diminution nette des anticorps en IEP, en HA1 et, ~un moindre degr6, de la fr6quence des IgG et des IgE sp6cifiques. Dans les kystes multiples opdr6s, on note une diminution sensible des anticorps ddcel6s en IEP, faible pour les anticorps d6cel6s en HAI ainsi que pour les IgG et des IgE spdcifiques. Les rdsultats obtenus chez nos patients ne rejoignent pas les conclusions classiques indiquant une diminution assez lente des anticorps r6v616s par IEP ou HAI, mais par contre une disparition plus rapide des IgG et surtout des IgE sp6cifiques, leur persistance plaidant pour une r6cidive (3, 13).

En conclusion, les dosages radioimmunom6triques des isotypes anticorps IgG, IgE, IgA, et 6ventuellement IgM, ne remplacent pas les m6thodes classiques dans le diagnostic et la surveillance habituelle des kystes hydatiques, mais permettent d'obtenir une sensibilit6 sup6rieure dans les cas douteux, de donner des 616ments d'orientation sur une localisation pulmonaire grfice aux IgA, sur une 6ventuelle fissuration grfice aux IgE ou sur r6volution post th6rapeutique.

1.

S U M M A R Y : VALUE OF ISOTYPIC CHARACTERIZATION OF ANTIBODIES BY A RADIOIMMUNOMETRIC ASSAY IN DIAGNOSIS AND SURVEILLANCE OF HUMAN HYDATIC DISEASE

A radioimmunometric assay (RIMA) for the detection of specific IgG, lgA and IgE in human hydatic disease is presented and the results compared with indirect haemagglutination test (HA1) and immunoelectrophoresis (IEP ). Sera from 75 patients with hydatidosis to Echinococcus granulosus (hepatic cysts : 55 ; lung cysts : 7 ; multiple cysts : 8 ; other localisations : 5), 78 healthy patients as control, 34 patients with other helminthic diseases, and 33 patients with nonparasite diseases were tested. Sensitivity and specificity were respectively of 69 and 83.3 % for IgE- RIMA, 47.9 and 70 % for IgG-RIMA, 21 and 100 % for IgA-RIMA, 63 and 93.3 % for HA1 and 56.6 and 93.3 % for IEP. An upper specificity was found for IgE in patients with hepatic and multiple cysts and for IgG in patients with lung cysts. Specific IgA were increased in recurrent rather than in primitive hepatic or multiple cysts (18.2 and 50 % versus 4.6 and 0 %) whereas specific IgG in above conditions were decreased (27.3 and 25 % versus 36.4 and 75 %). During a period from 6 to 24 months after surgery for hepatic or multiple cysts, antibodies detected by HAl and IEP decreased whereas lgE and IgG-RIMA were not very modified. I f lEP and HA1 remain the most common and classical serological methods, the determination of lgE specific antibodies in multiple and broken cysts and of lgA specific antibodies in pulmonary localisations should be considered as useful additions to the range of tests available for the diagnosis of hydatic disease.

Key-words : Hydatic disease - Radioimmunometric assay - Specific lgA, IgE, IgG - Haemag- glutination test - Immunoelectrophoresis.

B I B L I O G R A P H I E

AFFERNI C., PINI C., MISITI-DORELLO P., BERNARDINI L., CONCHEDDA M., VICARI G. - Detection of specific IgE antibodies in sera from patients with hydatidosis. Clin. Exp. Immunol., 1984,

2. 55, 587-592. CANDOLFI E., KIEN T., CHAKER E., FOURATI M., BENYOUNES A . - Int&~t de l'antig6n6mie et des anticorps IgG, IgM, IgA et IgE darts l'immunologie du

3 7 0

kyste hydatique. Rgsultats de l'immunoenzymologie. A propos de 87 cas. Bull. Soc. Path. Ex., 1985, 78, 700- 706.

3. CANDOLFI E., MOLET B., KIEN T. - L'antig6n6mie et les complexes immuns cireulants sp6cifiques dans l '6chinococcose hydatique humaine. A p r o p o s de 16 cas. Mdd. Mal. Infect., 1986, 16, 5bis, 369-373.

4. DESSAINT J.P., BOUT D., WATTRE P., CAPRON A. - Quantitative determination of specific IgE antibodies to Echinococcus granulosus and IgE levels in sera from patients with hydatic disease. Immunology, 1975, 29, 813-823.

5. FARAG H., BOUT D., CAPRON A. - Specific immunodiagnosis of human hydatidosis by the enzyme linked immunosorbent assay (ELISA). Biomedicine, 1975, 23, 276-278.

6. GOTrSTEIN B. - An immunoassay for the detection of circulating antigens in human echinococcosis. Am. J. Trop. Med. Hyg., 1984, 33, 1185-1191.

7. IACONA A., PINI C., VICARI G. - Enzyme linked immunosorbent assay (ELISA) in the serodiagnosis of hydatic disease. Am. J. Trop. Med. Hyg., 1980, 29, 95- 102.

8. MARY C., DUMON H., QUILICI M. - Int6r&t du d6pistage des IgA spgcifiques dans le diagnostic immunologique de l'hydatidose par ELISA. Bull. Soc. Frang. Parasitol., 1983, 1, 115-117.

9. MUSIANI P., PIANTELLI M., ARRU E., POZZUOLI R.A. - Solid phase radioimmunoassay for the diagnosis of hydatidosis. J. Immunol., 1974, 112, 1674.

10. PINI C., PASTORE R., VALESINI G. - Circulating immune complexes in sera of patients infected with Echinococcus granulosus. Clin. Exp. Immunol., 1983, 51, 572-578.

11. PINON J.M., POIRRIEZ J., LEPAN H., GEERS R., PENNA R. , F E R N A N D E Z D . - Value of isotypic characterization of antibodies to Ech inococcus granulosus by enzyme linked immunofiltration assay. Eur. J. Clin. Microbiol., 1987, 6, 291-295.

12. VERVLOET D., DUMON H., QUILICI M., CHARPIN J. - Les IgE spgcifiques dans l'hydatidose. Rev. Franf. Allergol., 1976, 16, 73.

13. WATI'AL C., MALLA N., KHAN I.A., AGARWAL S.C. - Compara t ive eva lua t ion of Enzyme l inked immunosorbent assay for the diagnosis of pulmonary echinococcis. J. Clin. Microbiol., 1986, 24, 41-46.

14. WAqTRE P., CAPRON M., BEKHTI A., CAPRON A. - Diagnos t ic immunolog ique de l ' hyda t i do se : 139 observations. Nouv. Presse Mdd., 1980, 9, 305- 309.

15. WATTRE P., CAPRON M., DESSAINT J.P., CAPRON A. - Apport de l 'immunologie au diagnostic et au traitement des maladies parasitaires. Rev. du Prat., 1980, 30, 969-978.

3 7 1