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màj : 22/07/98

Inflammation bronchique dans l'asthme : son approche par l'expectoration induite

Ph. Tarodo de la Fuenrte, M. Romagnoli, I. Vachier, J. Bousquet, Ph. Godard, P. Chanez

Inflammation bronchique dans l'asthme :
son approche par l'expectoration induite

I/ INTRODUCTION (Bibliographie: cliquez ici)
Traduction (partielle) en : | Anglais/English | :-)

Il est admis aujourd'hui que l'inflammation bronchique représente une part importante de la physiopathologie de la maladie asthmatique (1).

Cette inflammation fut découverte au début du siècle grâce à la pratique d'autopsies. Ce concept à été remis au premier plan dans les années 1980-1990 grâce à l'utilisation de l'endoscopie bronchique souple permettant la réalisation de lavages broncho-alvéolaires et de biopsies bronchiques.

Mais si l'endoscopie rigide était une méthode invasive, l'endoscopie souple, bien que mieux supportée, reste un examen impossible à proposer dans le suivi régulier du patient asthmatique.

Il fallait donc mettre au point un examen simple, élégant, reproductible permettant le suivi de cette inflammation et l'ajustement de son traitement.

On savait déjà utiliser l'expectoration comme moyen diagnostic de certaines pathologies respiratoires comme la tuberculose et d'autres maladies infectieuses bactériennes du poumon.

Dans l'asthme, ou l'expectoration fait partie du tableau clinique de la maladie (cf. Laennec, XVIIIème siècle), son analyse dans l'étude de l'inflammation éosinophilique remonte aux années 1979 et 1980.

A l'époque, une équipe française étudie la présence de polynucléaires eosinophiles dans les sécrétions bronchiques d'enfants atteints d'asthme, de bronchites "asthmatiformes" ainsi que d'affections bronchiques récidivantes. Ils démontrent que la présence de polynucléaires eosinophiles dans les expectorations de ces enfants peut aider au diagnostic d'asthme lorsque celui-ci est difficile et ils concluent à la nécessité d'inclure, dans le bilan des affections bronchiques récidivantes de l'enfant, l'analyse cytologique des crachats (2).

Gibson en 1989 compare les différentes caractéristiques cellulaires de l'asthme et de la bronchite chronique. Il a ainsi pu montrer que le comptage cellulaire dans l'expectoration est reproductible, que l'inflammation dans l'asthme est caractérisée par une hyperéosinophilie et par la présence de nombreuses cellules métachromatiques et que, en définitive, l'analyse de l'expectoration représente un excellent moyen d'étude cellulaire de l'inflammation bronchique (3).

Or nous avons pu montrer dans une étude préliminaire que seulement 22% des patients asthmatiques expectorent spontanément (Tarodo, DEA, 1996). Il fallait donc trouver un moyen permettant de provoquer l'expectoration de façon à pouvoir l'analyser au laboratoire, sans que les résultats puissent être faussés par cette induction.

Le sérum salé hypertonique (SSH) comme inducteur de l'expectoration a déjà été utilisé dans des pathologies telle que le cancer bronchique et la pneumocystose (4)(5)(6).

Dans l'asthme, il faut attendre 1992 pour voir la première description d'une méthode d'induction de l'expectoration par le SSH. I. Pin obtient un taux de réussite, c'est à dire l'obtention d'une expectoration de qualité, de 76%, taux que nous approchons dans notre étude préliminaire (74,3%)(7).

Il existe donc un moyen simple, non invasif, permettant l'obtention de matériel biologique susceptible de permettre l'étude de l'inflammation bronchique chez l'asthmatique.

Une multitude de travaux a été publiée dans la littérature depuis 1992 concernant sa méthodologie et les moyens de l'améliorer, mais aussi concernant les résultats obtenus en matière d'inflammation bronchique chez l'asthmatique.

Nous nous proposons donc d'exposer ici l'évolution méthodologique qu'a connu cette technique en cinq ans d'existence. Nous verrons ensuite la place qu'elle peut prendre dans l'acquisition des connaissances en matière d'asthme et de corticothérapie. Nous verrons comment elle se situe par rapport à la fibroscopie bronchique et terminerons par une revue des principaux résultats obtenus par les différents auteurs internationaux concernant l'analyse des taux de la protéine cationique dérivée de éosinophiles ou ECP par cette méthode.

Comme nous l'avons vu dans l'introduction, l'induction est devenue indispensable grâce à la conjonction de deux éléments:

Il faut remonter en 1958 pour voir apparaître l'utilisation de l'induction comme méthode d'obtention d'une expectoration en pneumologie.(4)

Depuis cette date d'autres auteurs ont utilisé cette même méthode comme nous l'avons déjà vu dans l'introduction.(5)(6)

Pour tous, cette technique repose sur l'inhalation d'une solution de sérum salé hypertonique ( SSH ) à 3, 5, 10 ou 15%, produite par un appareil pour aérosol ultrasonique, pendant 10 à 20 minutes selon les études.

Chez l'asthmatique, de nombreux protocoles ont vu le jours depuis 1992, mais il s'agit pour la plupart, de variantes de deux méthodes, l'une décrite par I. Pin en 1992 (7) (protocole Hamilton) et l'autre décrite par J.V. Fahy en 1993 (8)(9)(protocole San Francisco).

Le tableau I reprend, en les résumant, ces deux méthodes ainsi que leurs nombreuses variantes.

Depuis 1992, l'évolution de la méthode a surtout portée sur l'augmentation des doses de Salbutamol donné en guise de prémédication et sur les moyens de surveillance de la procédure qui font appel, de plus en plus, au débit expiratoire de pointe (DEP).

Les mécanismes potentiels de l'induction de l'expectoration sont encore mal connus.

La toux provoquée par l'inhalation d'eau distillée et par la même de SSH comme l'a montré Sheppard et Eschenbacher semble jouer un rôle important (10)(11).

Tout aussi important semble être, pour Fahy, la stimulation par le SSH de la sécrétion de mucus par l'épithélium des voies aériennes (9).

En 1995, Popov et col. publient une étude capitale de méthodologie concernant l'influence de l'induction de l'expectoration par les facteurs suivants: le type d'appareil utilisé pour la nébulisation du SSH, la concentration du SSH et la prise ou non d'un bétamimétique avant toute inhalation.

L'ultime étape de l'induction est représentée par le recueil de l'échantillon qui doit être le plus strict possible pour éviter un des fléaux de l'induction de l'expectoration qu'est la contamination salivaire.

Cette étape conditionne la qualité de l'échantillon et donc son analyse ultérieure. I. Pin l'avait parfaitement compris lors de sa publication princeps en 1992 puisque déjà elle avait élaboré un score de qualité de l'échantillon incluant comme critère majeur la contamination salivaire représentée par la présence des cellules épithéliales buccales.

Certes, comme nous l'avons suggéré plus haut, l'utilisation d'appareils ultrasoniques au dépends des appareils mécaniques et celle du sérum salé hypertonique au dépends du sérum physiologique participent à l'amélioration de la qualité des échantillons.

Mais le plus important reste, semble-t-il, de limiter la contamination salivaire par l'amélioration des techniques de recueil de l'échantillon.

Jusqu'à présent, lors de ce recueil, les patients devaient se rincer consciencieusement la bouche et la gorge avec de l'eau avant de tenter d'expectorer. Les échantillons étaient alors, pour certaines équipes seulement, examinés à l'oeil nu ou au microscope optique, et ceux qui étaient retenus comme étant de bonne qualité, étaient analysés tels quels (18) Les critères majeurs permettant la sélection était déjà le degré de contamination salivaire et la présence de bouchons muqueux. Les autres équipes n'avaient aucun critère de qualité immédiat mais conscient du fait qu'il fallait tenir compte de cette contamination, réalisait une sélection à posteriori, au vu du comptage cellulaire, en éliminant les échantillons trop contaminés ou en procédant à une correction de ce comptage par élimination mathématique des cellules buccales (9).

Il y a là un biais méthodologique énorme dans la mesure ou si un prélèvement n'est pas jugé de bonne qualité lors de son émission, car trop contaminé par les cellules épithéliales buccales, il ne peut devenir adéquat après une simple opération mathématique une fois l'analyse cytologique réalisée.

C'est ainsi que les auteurs ont plutôt orienté leurs recherches sur les techniques de séparation salivaire de manière à limiter cette contamination à la phase initiale, immédiatement après l'émission de l'échantillon.

Selon Pizzichini (19),on obtient alors un meilleurs comptage cellulaire, une meilleure viabilité cellulaire et l'obtention de lames de cytocentrifugation de meilleure qualité.

Enfin, quant aux rares équipes qui continuent à analyser les échantillons obtenus de façon directe, sans séparation salivaire, il semble que la filtration cellulaire sur filtre nylon permette de réduire suffisamment la contamination salivaire pour pouvoir obtenir des résultats satisfaisants. Mais aucune étude n'a, pour l'instant, comparé la qualité des lames de cytocentrifugation avec et sans filtration.

La palme de la qualité de l'échantillon semble revenir à Pizzichini qui est le seul à utiliser la séparation des bouchons muqueux de la salive et la filtration sur nylon. Il a également élaboré un score de qualité arbitraire ayant comme critères:

Ce score reste imprécis, et ne témoigne que de la rigueur avec laquelle la collection de l'échantillon doit être faite. Le terme fléau utilisé plus haut pour désigner la contamination salivaire ne semble donc pas trop fort.

L'évolution des critères de qualité de l'échantillon est résumé dans le tableau I.

Quel que soit le prélèvement obtenu, cette étape est primordiale car elle va permettre la séparation des cellules du mucus contenu dans l'expectorât.

Plus cette séparation sera grande, plus le comptage cellulaire total et différentiel sera précis.

La majorité des équipes termine l'homogénéisation par un passage de l'échantillon au bain marie à 37°C pendant 15 minutes environ puis centrifuge le prélèvement à 1500 tours/min. pendant 10 minutes à 4°C. Le surnageant est alors prélevé et placé au congélateur à -80°C pour analyses ultérieures.

Le culot cellulaire obtenu après centrifugation est mis en suspension dans une solution de PBS. Quelques microlitres sont alors prélevés pour le comptage cellulaire total réalisé grâce à un hémocytomêtre. La viabilité cellulaire peut être évaluée par coloration au bleu trypan.

Le reste de la solution est utilisé pour la réalisation de lames de cytocentrifugation. Ces lames ainsi obtenues sont fixées et colorées en fonction des études réalisées.

Comme nous l'avons déjà évoqué plus haut, dans le chapitre collection de l'échantillon, certaines équipes utilise la filtration sur nylon qui a l'avantage de réduire considérablement la contamination salivaire pour une analyse cellulaire plus fine. Le plus souvent, ceux qui l'utilisent ne prennent aucune précaution particulière lors de la collecte de l'échantillon. Seul Pizzichini associe à la sélection des bouchons muqueux la filtration cellulaire. Il la réalise immédiatement après la phase d'homogénéisation. Cette pratique semble réduire la contamination par les débris cellulaires et les cellules buccales mais ne semble pas influencer le comptage cellulaire différentiel Là encore, aucune étude n'a été publiée jusqu'à présent, comparant l'intensité de la contamination salivaire et la qualité de l'échantillon avec et sans filtration (25).

La figure 1 reprend les étapes successives de la méthode de manière synthétique, sans prétendre à un quelconque caractère consensuel.

Ce qui fait l'attrait de l'analyse de l'expectoration induite dans l'asthme est sa relative innocuité. On peut ainsi espérer pouvoir comprendre les mécanismes de l'inflammation de l'asthme grâce à l'obtention de matériel endobronchique quelque soit l'état de stabilité et de sévérité de la maladie.

Il faut néanmoins rester prudent lorsque l'on utilise le terme d'innocuité. En effet, le SSH est utilisé au même titre que le CARBACHOL ou la METHACHOLINE dans certains tests de provocation bronchique (26)(27)(28)(29).

La surveillance de la fonction respiratoire pendant toute la durée du test est donc indispensable. Jusqu'en 1996, la plupart des auteurs utilisaient le VEMS comme moyen de surveillance, associé ou non à la clinique. C'est ainsi que I. Pin publie en 1992 les recommandations suivantes:

Depuis 1996 on assiste à l'apparition du suivi du débit expiratoire de pointe comme outil de surveillance. Twaddell l'utilise chez des enfants de la manière suivante:

Pour Fahy, le DEP est utilisé, chez l'adulte comme méthode de dépistage d'une éventuelle mal tolérance. Il l'utilise toutes les 4 minutes durant la nébulisation et s'il chute en dessous des 80% de la valeur initiale, il se sert alors du VEMS comme outil de surveillance avec des critères proches de ceux utilisés par I. Pin (20).

Enfin, Louis utilise le DEP de la manière suivante, sans jamais avoir recours au VEMS:

La précision de ces critères de surveillance témoigne de la prudence avec laquelle les différents auteurs utilisent cette méthode. En contre partie, elle s'avère être un facteur limitant, notamment pour les patients les plus sévères qui ne remplissent pas ces critères.

Quoi qu'il en soit, les résultats recueillis dans la littérature et mentionnés ci-après prouvent cette relative innocuité que l'on évoquait au début de ce chapitre:

lorsque Bacci étudie la tolérance de la méthode en comparant l'utilisation du SSH versus celle du sérum salé isotonique (SSI), il démontre que la chute moyenne du VEMS dans le groupe SSH (29,4%) est significativement plus importante que dans le groupe SSI (12%). Si le SSI permettait d'obtenir une qualité d'échantillons égale à ce que l'on obtient avec le SSH, il serait préférable de n'utiliser que lui. Or, comme nous l'avons vu plus haut, cela n'est pas le cas (33).

pour Keatings, tous les sujets tolèrent parfaitement l'épreuve avec une chute maximale du VEMS de 300ml, et une parfaite récupération de la fonction respiratoire après inhalation de Salbutamol chez tous les patients. A noter ici que tous les patients étudiés étaient en parfaite stabilité de la maladie au moment de l'épreuve (34).

Iredale étudie pour sa part la tolérance de la méthode chez l'asthmatique selon deux critères, la chute du VEMS et l'acceptabilité subjective ressentie par le patient, qu'il tente de chiffrer à l'aide d'une échelle analogique allant de 0: pas du tout déplaisant à 100mm: extrêmement déplaisant.

Les périodes d'inhalation du SSH à 4,5% sont croissantes (0,5, 1, 2, 4, 8 et 16 minutes) de telle sorte qu'il réalise un véritable test de provocation bronchique

La chute moyenne du VEMS est de 24,5%. Il ne retrouve aucune corrélation entre la chute du VEMS et le VEMS initial. Il note également un retour quasi parfait de la fonction respiratoire après inhalation de Salbutamol.

Enfin, il ne retrouve aucune relation entre l'acceptabilité de la méthode et la durée de celle-ci, le volume cumulé de SSH inhalé et la chute du VEMS (35).

Cette étude doit donc nous inciter à la plus grande prudence car aucun critère ne permet de prédire une évolution défavorable de la fonction respiratoire tout au long de l'inhalation du SSH, qu'il s'agissent de critères fonctionnels respiratoires ou de critères subjectifs comme les symptômes supportés par le malade lui-même.

Enfin, Pizzichini étudie la tolérance de la méthode chez des patients en exacerbation. Il ne retrouve aucune corrélation entre la chute du VEMS et le VEMS initial, la durée de l'inhalation, le pourcentage d'eosinophiles, le taux d'ECP ou de fibrinogène dans le surnageant. Il démontre, par contre, une relation entre la consommation de bronchodilatateurs le jour précédent l'induction et la chute du VEMS. Il s'agit là de la seule étude étudiant la tolérance de la méthode chez des patients asthmatiques adultes en exacerbation avec un VEMS moyen initial aussi bas (48%) (36).

Les études décrites ci-dessus ont toutes portés sur des populations d'asthmatiques non sévères.

Fahy a récemment publié une étude comparant la tolérance de la méthode et le VEMS initial. Il démontre que la chute du VEMS pendant l'induction est corrélée au VEMS initial mesuré avant la prémédication par salbutamol habituelle dans cette méthode. En effet, le VEMS initial moyen des sujets qui présentent une chute de leur VEMS de plus de 20% pendant l'induction est de 61,5% des valeurs prédites alors que pour tous les autres, le VEMS initial moyen est supérieur à 80% des valeurs prédites. Il exclut néanmoins de l'étude les patients ayant un VEMS après prémédication inférieur à 60% des valeurs prédites (37).

Bien que l'étude de Fahy est portée sur un groupe d'asthmatiques sévères (VEMS initial à 61,5% des valeurs prédites), aucune étude n'a été publiées sur l'utilisation de l'expectoration induite dans une population d'asthmatiques corticodépendants. Avant de pouvoir l'utiliser dans le suivi en routine de ces patients, il nous a paru important d'étudier leurs tolérance vis à vis de cette technique. Nous avons donc mené une étude ayant pour but de comparer la tolérance de l'induction de l'expectoration par le SSH chez des patients atteint d'un asthme peu sévère et chez des patients porteurs d'un asthme corticodépendant. Nous avons également étudié le comportement de nos deux populations vis à vis de cette induction selon l'état de contrôle de la maladie.

comme Iredale et contrairement à Fahy, nous n'avons retrouvé aucune corrélation entre la chute du VEMS et le VEMS initial quelque soit la population étudiée. Le suivi précis de cette chute du VEMS montre qu'elle se fait de manière toujours progressive et surtout qu'elle reste toujours réversible après inhalation de bronchodilatateur. Toujours pour ces même populations, nous n'avons pas retrouvé de corrélation entre la chute du VEMS et le score clinique. Nous avons démontré que la chute du VEMS pendant l'induction était plus importante dans le groupe corticodépendant que dans le groupe peu sévère. Enfin nous n'avons pu montrer de corrélation entre la chute du VEMS ou le score clinique et le contrôle de la maladie défini par les critères du GINA (38).

Dans notre population de corticodépendants, nous avons volontairement exclu les patients dont le VEMS initial était inférieur à 1 litre car une étude préliminaire nous avait montré la grande fréquence d'incidents survenant lors de l'induction dans cette sous-population.

Nous avons donc conclu qu'il était possible d'utiliser cette méthode chez l'asthmatique corticodépendant, sous couvert d'une surveillance rigoureuse, clinique mais surtout paraclinique tout au long de l'épreuve (VEMS), la clinique étant souvent prise en défaut.

Le tableau I récapitule les différents modes de surveillance retrouvés dans la littérature.

La reproductibilité d'une méthode est une question capitale en matière d'analyse biologique, mais également dans toutes les disciplines scientifiques. Dans le domaine qui nous intéresse, cette reproductibilité est indispensable pour espérer mettre en place un programme de suivi régulier des patients et pour pouvoir comparer différents traitements étudiés.

En matière d'expectoration induite, elle est assujettie à la qualité du recueil de l'échantillon. L'étude de la littérature le montre bien en indiquant une amélioration croissante des scores de reproductibilité au fur et à mesure de l'acquisition des progrès fait dans le domaine de la collection des expectorâts (séparation des recueils salivaires et des bouchons muqueux, filtration des échantillons). Gibson, en 1989, l'avait déjà évoqué puisque, pour lui, la reproductibilité de l'analyse cytologique de l'expectoration passait avant tout par la sélection des bouchons muqueux (3).

Jusqu'en 1995, les résultats concernant la reproductibilité de la méthode sont aléatoires. C'est ainsi par exemple qu'I. Pin, utilisant les frottis cellulaires comme support du comptage total, retrouve une reproductibilité médiocre sur deux prélèvements réalisés le même jour chez la même personne (7). L'année suivante, Fahy retrouve une reproductibilité satisfaisante grâce, dit-il, à l'utilisation de la cytocentrifugation, mais, là aussi, il s'agit de prélèvements réalisés le même jour. Par contre la reproductibilité du comptage cellulaire différentiel reste mauvaise, probablement en rapport avec l'absence de prise en compte de la qualité du recueil (9). La même année, Iredale trouve lui une bonne reproductibilité inter-observateurs du comptage différentiel alors qu'il utilise la sélection des bouchons muqueux, mais des résultats moyens concernant le comptage cellulaire total (35).

Il faut attendre 1996 pour voir apparaître la première étude spécifique sur la reproductibilité de la méthode. Elle est publiée par in't Veen qui utilise le seuil de 80% de cellules squameuses comme critère de qualité de l'échantillon. Au delà de 80% de cellules squameuses, les prélèvements sont refusés. Aucune méthode spécifique permettant de minimiser la contamination salivaire n'est utilisée ici. Il étudie cette reproductibilité au sein de deux groupes de patients, l'un constitué d'asthmatiques peu sévères et l'autre associant des asthmatiques modérés et sévères. Il réalise pour chaque patient deux prélèvements, avec un intervalle médian entre chaque prélèvement de 4 jours. La reproductibilité statistique est supportée par le coefficient de corrélation intraclasse (r) Les résultats de cette étude sont les suivants:

Pour l'auteur, ces résultats sont bons, lui permettant de conclure en une reproductibilité satisfaisante de la méthode permettant un suivi de l'inflammation bronchique chez l'asthmatique. Il souligne simplement les meilleurs résultats obtenus dans le groupe modéré à sévère et tente de les expliquer par les traitements anti-inflammatoires des patients de ce groupe qui minoreraient les fluctuations de l'inflammation bronchique et par la plus grande familiarité de ces patients à l'expectoration spontanée engendrant une contamination oropharyngée moindre en facilitant l'expectoration induite (39).

La même année, Pizzichini publie une étude similaire permettant de conclure à la bonne reproductibilité de la méthode chez des asthmatiques en état stable, avec séparation des bouchons muqueux lors du recueil de l'échantillon. Le coefficient intraclasse est en effet > 0,7 pour les eosinophiles, les neutrophiles et les macrophages. Il est par contre mauvais pour le comptage cellulaire total (r=0,35) et pour les lymphocytes (r=0,25). En ce qui concerne les marqueurs de l'inflammation, les résultats sont excellents pour l'ECP (eosinophil cationic protein)(r=0,85), la MBP (major basic protein)(r=0,80), l'EDN (eosinophil-derived neurotoxin)(r=0,86), l'albumine (r=0,94), le fibrinogène (r=0,86). Il en déduit que cette méthode d'examination des expectorats approche les conditions optimales et que son utilisation dans l'amélioration des connaissances de l'inflammation bronchique et de ses traitements sera un atout capital dans l'avenir (40).

Quant aux lymphocytes dans l'asthme, une étude récente prouve que leur comptage, sur deux prélèvements réalisés à quelques jours d'intervalle, parait parfaitement reproductible, qu'ils sont plus nombreux que chez des sujets témoins non fumeur, et qu'en plus il existe une corrélation entre les lymphocytes B et les eosinophiles dans des prélèvements réalisés chez des asthmatiques en état stable. Cette corrélation pourrait être expliquée par une réponse similaire de ces cellules aux cytokines libérées par les lymphocytes TH2 tel que l'IL4 (41).

Au vu des chapitres précédents, il semble que l'expectoration induite s'avère être une méthode de plus en plus fiable et reproductible, parfaitement tolérée, susceptible d'être utilisée en recherche clinique et fondamentale, dans l'espoir de comprendre encore davantage les bases de l'inflammation bronchique chez l'asthmatique. De plus cette méthode semble pouvoir permettre d'étudier les différents traitements proposés dans l'asthme et plus particulièrement les glucocorticoides.

Plusieurs auteurs se sont penchés sur la question depuis 1993, mais les travaux publiés jusqu'à présent ne font que confirmer ce qui été déjà connu grâce à l'analyse du lavage broncho-alvéolaire ou ne font qu'apprécier la faisabilité d'une telle évaluation.

Virchow, en 1993, compare les taux d'ECP dans l'expectoration de sujets asthmatiques et bronchiteux chroniques, retrouvant ainsi des taux supérieurs dans le groupe asthme. Il démontre également l'existence d'une corrélation entre ces taux et le degré de l'obstruction bronchique chez l'asthmatique mais pas chez le BPCO.

Après traitement par 20 mg/j de méthylprednisolone pendant 7 jours, il observe une décroissance des taux d'ECP dans l'expectoration des patients asthmatiques. Cette décroissance n'est pas notée chez le seul patient BPCO étudié.

Il conclu en la supériorité des taux d'ECP dans l'expectoration des sujets asthmatiques et plus encore en la valeur prédictive d'une réversibilité de l'obstruction bronchique post-corticothérapie chez les patients ayant des taux élevés d'ECP dans leur expectoration avant traitement (42).

Un an plus tard, Clamann étudie les effets de la prednisone sur l'inflammation bronchique chez l'asthmatique en comparant les comptages cellulaires totaux et différentiels, ainsi que les taux d'ECP, d'albumine et de MLG (mucin-like glycoprotein) dans l'expectoration de 24 sujets asthmatiques. Il s'agit d'une étude randomisée, utilisant la prednisone à la dose de 0,5 mg/Kg/jour pendant 6 jours versus placebo.

Le groupe prednisone voit son pourcentage d'eosinophiles et son taux d'ECP diminuer significativement par rapport au groupe placebo. Le groupe prednisone améliore son DEP de manière significative avec une corrélation parfaite avec le pourcentage d'éosinophiles. Par contre, il n'y a pas de différence pour les concentration d'albumine et de MLG dans les deux groupes.

Cette étude montre que l'expectoration induite est une méthode simple et non invasive d'étude de l'effet des thérapeutiques de l'asthme sur l'inflammation éosinophilique (43).

Schoonbrood, l'année suivante, tente d'apporter un début d'explication à cette différence en analysant les protéines rencontrées dans l'expectoration de patients asthmatiques et BPCO.

Il démontre que la fuite des protéines plasmatiques vers la lumière bronchique est plus importante chez l'asthmatique que chez le BPCO (albumine, IgG, alpha2macroglobuline), comparé aux protéines sécrétées localement par les cellules épithéliales bronchiques qui sont moins importantes dans le groupe asthme que dans le groupe BPCO (lactoferrine, IgA).

De plus, il retrouve une réduction du taux des protéines plasmatiques dans l'expectoration par rapport aux protéines sécrétées localement chez des patients atteint d'une obstruction bronchique (asthme et BPCO) après traitement par corticothérapie inhalée à la dose de 800 mg de béclométhasone pendant 4 semaines. Le mécanisme de cet effet n'est pas encore connu mais il semble qu'il s'agisse d'un effet inhibiteur sur les processus inflammatoires cellulaires plutôt que d'une action directe sur la micro circulation bronchique comme le montre une étude récente sur la fuite protéique plasmatique induite par l'histamine au niveau de la muqueuse nasale et non influencée par les stéroides (44).

Enfin il trouve un taux de Tryptase plus important dans le groupe asthme que dans le groupe BPCO. Il confirme ainsi le rôle important que jouent les mastocytes dans l'inflammation bronchique chez l'asthmatique en s'appuyant sur une étude de Ollerenshaw et col. qui avaient montré sur des biopsies bronchiques, une infiltration plus importante de mastocytes dans les voies aériennes des asthmatiques comparés aux bronchiteux chroniques (45)(46).

Un an plus tard, Clamann étudie les effets de la prednisone sur l'inflammation bronchique chez l'asthmatique en comparant les comptages cellulaires totaux et différentiels, ainsi que les taux d'ECP, d'albumine et de MLG dans l'expectoration de 24 sujets asthmatiques. Il s'agit d'une étude randomisée, utilisant la prednisone à la dose de 0,5 mg/Kg/jour pendant 6 jours versus placebo.

Cette étude montre que l'expectoration induite est une méthode simple et non invasive d'étude de l'effet des thérapeutiques de l'asthme sur l'inflammation éosinophile (43).

Gauvreau met en application ce concept en se proposant d'étudier comment un traitement par glucocorticoïdes inhalés à la dose de 400 mg/j pendant 7 jours modifie la réponse inflammatoire éosinophilique dans l'expectoration survenant après un test de provocation allergénique chez des patients asthmatiques sensibilisés. Cette étude est une étude randomisée, un groupe de patients étant traité par budesonide, l'autre prenant un placebo. Il démontre que ce type de traitement permet, non seulement d'atténuer l'hyperréactivité bronchique non spécifique et la bronchoconstriction immédiate et retardée, mais aussi limite la migration éosinophilique et l' activation de ces cellules habituellement présentes après un tel test. Il suggère donc que l'effet inhibiteur des glucocorticoïdes inhalés sur la bronchoconstriction survenant après un test de provocation allergénique chez l'asthmatique est due à l'inhibition de la migration éosinophilique et à une moindre activation de ces cellules (47).

Enfin, plus récemment, Keatings publie en 1997 une étude sur l'effet des glucocorticoides inhalés ou per os chez l'asthmatique et le BPCO sur différents indices d'inflammation bronchique que sont les polynucléaires eosinophiles, le TNF (tumor necrosis factor) alpha, l'ECP (eosinophil cationic protein), l' EPO (eosinophil-derived enzyme eosinophil peroxidase), la MPO (myeloperoxidase) et la HNL (human neutrophil lipocalin) analysés dans l'expectoration.

On sait grâce à Ronchi que le profil cellulaire dans l'expectoration d'asthmatiques et de patients porteur d'une BPCO n'est pas le même. En effet il existe une prédominance de polynucléaires neutrophiles dans l'expectoration des sujets BPCO et une majorité de polynucléaires eosinophiles dans celle des asthmatiques (48).

Keatings montre que dans le groupe BPCO, les corticoïdes inhalés n'entraînent aucune modification des indices de l'inflammation mesurés dans l'expectoration par rapport au placebo, les patients étant traités pendant 15 jours à la dose de 1600 mg par jour de Budesonide.

Il démontre également l'absence de modification de ces paramètres, toujours dans le groupe BPCO, après 15 jours de traitement par prednisolone à 30 mg par jour.

Chez l'asthmatique, il ne retrouve pas de différence significative en ce qui concerne les taux de base d'ECP et de EPO par rapport au groupe BPCO. Par contre, les taux de base de MPO et de HNL sont significativement moins important que chez le bronchiteux chronique.

Toujours dans l'asthme, il retrouve une différence significative sur les taux des indices de l'inflammation éosinophilique après 15 jours de traitement par prednisolone à 30 mg par jour par rapport aux taux initiaux (eosinophiles, ECP, EPO).

Il confirme donc, dans cette étude, que les mécanismes de l'inflammation chez l'asthmatique sont différents de ceux observés chez le BPCO car ils semblent médiés par deux lignées cellulaires différentes.

Il en conclu que l'étude de cette inflammation, par l'analyse de l'expectoration induite, dans les pathologies obstructives chroniques des voies aériennes peut parfois aider au diagnostic différentiel souvent difficile entre asthme et BPCO (49)(50).

Il faut mettre un bémol à cette affirmation dans la mesure ou certains patients porteurs d'une broncho-pneumopathie chronique obstructive ont des éosinophiles sanguins et tissulaires parfois activés qui pourraient être des marqueurs prédictifs de réponse aux cortico-stéroïdes dans cette pathologie (51).

La validation d'une nouvelle technique d'étude en pathologie humaine passe obligatoirement par sa comparaison avec une méthode connue, dite de référence.

Il est donc naturel de trouver dans la littérature internationale plusieurs études comparant les résultats obtenus par l'expectoration avec ceux obtenus par le lavage broncho-alvéolaire.

C'est ainsi que Fahy publie en 1995 une étude comparant les marqueurs de l'inflammatoin obtenus par l'analyse de l'expectoration induite, du lavage bronchique (LB; 50 ml instillation) et du lavage broncho-alvéolaire (LBA; 4x60 ml instillation) chez 10 sujets sains et 10 asthmatiques. Le temps séparant l'expectoration induite de la fibroscopie était de une semaine.

Quelques soient les sujets, il trouve des quantité de cellules non squameuses ainsi que des taux d'ECP, d'albumine et de MLG plus important dans l'expectoration que dans le LB ou le LBA. Le pourcentage d'eosinophiles semble être mieux corrélé aux taux d'ECP dans l'expectoration et le LB que dans le LBA.

Lorsqu'il compare les asthmatiques aux sujets sains, il montre qu'il existe un pourcentage d'eosinophiles plus important dans l'expectoration, le LB et le LBA chez l'asthmatique, un taux d'ECP plus important dans le LB et le LBA chez l'asthmatique. Dans l'expectoration, le taux d'ECP tend à être plus important chez l'asthmatique sans qu'il puisse le prouver statistiquement (p=0,09), peut être à cause de la nature peu sévère de l'asthme des patients étudiés.

En conclusion, l'expectoration semble être plus concentrée en cellules et marqueurs de l'inflammation que ne le sont le LB et le LBA, et plus particulièrement chez l'asthmatique ou ces marqueurs sont préférentiellement retrouvés dans les sécrétions bronchiques par rapport aux sécrétions alvéolaires. Cette caractéristique constitue un avantage lorsque les concentrations des composés chimiques à doser sont faibles, notamment chez les asthmatiques peu sévères. Qualitativement, il ne trouve pas de différence entre expectoration, LB et LBA (52).

Maestrelli, la même année, compare le profil cellulaire de patients asthmatiques et bronchiteux chroniques dans l'expectoration, le LBA et la muqueuse bronchique obtenue par biopsie.

Chez l'asthmatique et le bronchiteux en état stable, le nombre de neutrophiles est plus important dans l'expectoration que dans le LBA, l'inverse étant vrai pour les macrophages et les lymphocytes. Le nombre d'eosinophiles retrouvé dans le LBA des sujets asthmatiques et des bronchiteux en exacerbation semble corrélé au nombre d'eosinophiles retrouvé dans la muqueuse bronchique et l'expectoration.

En conclusion, même s'il existe des différences concernant la distribution des cellules inflammatoires dans l'expectoration, le LBA et la muqueuse bronchique, probablement expliquées par le territoire étudié qui diffère selon la technique utilisée (alvéolaire pour le LBA, bronchique proximal pour la biopsie et bronchique distal pour l'expectoration), il existe une bonne concordance entre ces trois techniques pour le comptage éosinophile suggérant que l'expectoration induite peut être une bonne méthode d'analyse cellulaire de l'inflammation éosinophilique (53).

Cette étude reste critiquable dans la mesure ou elle compare des prélèvements biologiques de nature très différente. En effet, si l'expectoration et le LBA permettent le recueil de cellules et de médiateurs provenant de la lumière bronchique, reflêt de l'activation cellulaire passée et de mort cellulaire, les biopsies, quant à elles, permettent le recueil de tissu bronchique, lieu de recrutement et d'activation cellulaire.

En 1997, Grootendorst publie une étude allant dans le même sens que les études précédentes, à savoir qu'il confirme la relation entre le comptage éosinophile dans l'expectoration induite et dans le LBA. Il suggère que l'expectoration induite peut être utilisée pour suivre l'inflammation bronchique éosinophile chez l'asthmatique (54).

La même année, Keatings en comparant le profil cellulaire dans les bronches de l'asthmatique par les trois méthodes que sont l'expectoration induite, le lavage bronchique et le LBA, trouve des résultats différents de ceux déjà publiés.

Son étude est basée sur l'analyse cellulaire bronchique de 16 asthmatiques peu sévères, subissant à 12 jours d'intervalle, une expectoration induite et une fibroscopie bronchique avec LB et LBA.

Il retrouve dans l'expectoration induite un pourcentage plus important de neutrophiles et d'eosinophiles que dans le LBA. La proportion de cellules obtenue par l'expectoration induite est corrélée avec celle obtenue par LB mais non corrélée avec celle obtenue par LBA.

A contrario, l'expectoration induite est pauvre en lymphocytes et en macrophage par rapport au LB et au LBA, sans aucune corrélation.

Il conclu en suggérant que le matériel obtenu par expectoration induite provient des bronches proximales comme celui obtenu par LB, et que par conséquent l'expectoration induite semble être une excellente technique de détection de l'inflammation bronchique chez l'asthmatique (55).

Il semble, en fait que cette vision des choses soit quelque peu simpliste dans la mesure ou Kraft et col. ont publié une étude analysant les marqueurs inflammatoires dans des biopsies trans-bronchiques de patients asthmatiques, révélant la présence de stigmates d'inflammation éosinophilique dans ces territoires distaux (56).

La protéine cationique dérivée de l'éosinophile (ECP) est une protéine présente dans les granules des eosinophiles, libérée lors de l'activation de ces derniers, responsable de dommage dose-dépendant sur l'épithélium trachéal de cochon-d'Inde in vitro. (57). On retrouve des taux élevés d'ECP dans le sérum de patients porteurs d'un asthme allergique avec une bonne corrélation avec la chute du VEMS suivant une épreuve d'hyperréactivité bronchique (58). Les taux d'ECP sont également corrélés à la sévérité de l'asthme (1). Dans le LBA, les taux d'ECP de patients asthmatiques décroissent avec les traitements par les glucocorticoïdes (59). L'ECP serait donc un excellent marqueur de l'activité inflammatoire éosinophilique dans l'asthme, témoignant de son caractère délétère et permettant d'appréhender son intensité et son évolution sous traitement. Il était donc logique de penser pouvoir associer ce marqueur à une technique non-invasive d'exploration de l'inflammation bronchique qu'est l'expectoration induite.

La méthode utilisée pour le dosage de l'ECP est une méthode de radio-immunologie décrite en 1977 par Venge et al.. Elle est d'ailleurs toujours utilisée aujourd'hui (60).

De nombreux auteurs depuis 1992 s'y sont essayés. Le premier fut Virchow qui démontra le rôle de marqueur de la dégranulation éosinophile que pouvait jouer l'ECP dans l'expectoration avec une bonne corrélation avec l'obstruction bronchique. Il ne retrouva pas de corrélation entre le pourcentage d'eosinophiles dans l'expectoration et le taux d'ECP. Il démontra également la supériorité de l'ECP mesurée dans l'expectoration par rapport à l'ECP du sérum pour apprécier la fonction respiratoire chez l'asthmatique (22).

Un an plus tard, le même auteur tente de comparer les taux d'ECP mesurés dans l'expectoration d'asthmatiques et de BPCO. Il montre que l'obstruction bronchique chez l'asthmatique est associée avec des taux élevés d'ECP dans l'expectoration se qui n'est pas le cas chez le BPCO. Ces taux élevés d'ECP chez l'asthmatique décroissent après traitement par corticostéroïdes se qui ne semble pas être le cas chez le BPCO et se qui peut vouloir dire que des taux initiaux élevés d'ECP dans l'expectoration peuvent être un facteur prédictif de réponse au traitement cortisonique et pourquoi pas un indice diagnostique (42).

Il faut attendre 1993 pour voir Fahy comparer les taux d'ECP obtenus dans l'expectoration de sujets asthmatiques par rapport à ceux obtenus chez les sujets sains. Il démontre la faisabilité d'une telle mesure dans ces deux populations et retrouve des chiffres beaucoup plus élevés chez l'asthmatique (142,6 ng/ml versus 26,1 ng/ml (p<0,006)). Il insiste également sur le fait que ces résultats sont similaires à ceux obtenus par l'analyse du LBA (9).

En 1994, il réalise une étude où cette fois-ci le dosage, chez l'asthmatique, de l'ECP dans l'expectoration survient après un test de provocation bronchique par la métacholine. Il montre alors que le pourcentage de cellules inflammatoires (eosinophiles et neutrophiles) ainsi que les taux des marqueurs de l'inflammation bronchique que sont l'ECP et l'histamine augmentent de manière significative après provocation, et ce de manière similaire à ce que l'on peut observer lorsque l'on étudie les même paramètres dans le LBA après un même test de provocation bronchique. Il conclu à nouveau au caractère utile et sûr de l'expectoration induite dans l'analyse de l'inflammation bronchique dans l'asthme allergique (61).

La reproductibilité de la mesure de l'ECP dans l'expectoration induite a été étudiée par in't Veen en 1996 et semble parfaite puisque si l'on compare les résultats obtenus chez 12 asthmatiques peu sévères et chez 9 asthmatiques modérés à sévères, à 2 jours d'intervalle, on obtient un coefficient de corrélation intraclasse de 0,82. Bien que l'intervalle entre les deux prélèvements soit un peu court, l'auteur conclu en la validité de la méthode pour monitorer dans le temps l'inflammation bronchique chez l'asthmatique (39).

Pizzichini, en 1996, confirme ces résultats en retrouvant un coefficient de corrélation intraclasse de 0,85 entre deux mesures de l'ECP faite à 6 jours d'intervalle chez 19 asthmatiques en état stable. Il retrouve, contrairement à Virchow initialement, une corrélation entre les taux d'ECP et le pourcentage d'eosinophiles dans l'asthme (40).

La variation du taux d'ECP lors d'exacerbation de la maladie asthmatique semble se faire vers l'ascension comme le montre une étude de Konno et al. de 1996, réalisée chez 12 asthmatiques symptomatiques et 8 asthmatiques asymptomatiques et dont les résultats sont respectivement 16,5 et 9 microg./ml (62). Pizzichini en 1997 retrouve des résultats identiques en montrant une élévation des taux d'ECP dans l'expectoration de sujets asthmatiques en pleine exacerbation. De plus, il suit le taux d'ECP de ces patients, grâce à l'expectoration induite, pendant 3 semaines après leur présentation initiale. Il démontre que le taux d'ECP mesuré dans l'expectoration, après traitement, décroît moins vite que l'ECP du sérum. De plus, l'ECP dans l'expectoration reste élevé bien après la disparition de la symptomatologie. Il conclu en la supériorité de l'expectoration dans l'évaluation de l'efficacité thérapeutique par rapport à la clinique et au sérum (36).

Le même auteur publie très récemment une étude ayant pour but de comparer, dans l'appréciation de l'inflammation bronchique chez l'asthmatique, le pourcentage d'eosinophiles et l'ECP dans le sang et l'expectoration. Pour cela, il étudie 19 patients asthmatiques qu'il compare à 20 sujets témoins. Il retrouve une proportion plus importante d'eosinophiles dans le sang et l'expectoration chez l'asthmatique, des taux d'ECP plus élevés uniquement dans l'expectoration chez l'asthmatique. Il démontre la supériorité des résultats dans l'expectoration par rapport à ceux du sang en retrouvant de meilleures corrélations avec des marqueurs cliniques et physiologiques d'activité et de sévérité de l'asthme (score clinique, VEMS, rapport de Tiffenau, hyperréactivité bronchique). C'est ainsi que l'ECP dans l'expectoration est corrélé au pourcentage d'eosinophiles dans l'expectoration et inversement corrélé au score clinique et au rapport de Tiffenau. L'ECP dans le sérum n'est corrélé qu'au pourcentage d'éosinophiles du sang. Il conclu en la supériorité de l'expectoration, concernant notamment le pourcentage d'eosinophiles mais avec une tendance pour l'ECP, dans l'appréciation de l'inflammation bronchique chez l'asthmatique par rapport au pourcentage d'eosinophiles et au taux d'ECP du sérum (63).

Une étude très proche sur le plan méthodologique, réalisée chez l'enfant amène à des conclusions similaires quant à la supériorité de l'ECP dans l'expectoration par rapport au sérum pour apprécier l'inflammation bronchique chez l'asthmatique et surtout son évolution sous traitement (64).

Même si l'expectoration induite est une technique toute récente d'exploration de l'inflammation bronchique chez l'asthmatique, il n'en reste pas moins que d'énormes avancées ont été réalisés depuis 1992, tant sur le plan méthodologique qu'en matière de recherche clinique et fondamentale dans l'asthme.

Il est actuellement reconnu que cette méthode s'avère parfaitement bien tolérée, susceptible d'être utilisée chez tous les asthmatiques quelque soit leur état de sévérité et d'activité de la maladie à une seule exception prés, à savoir un VEMS initial < 1 litre.

L'activation éosinophilique présente dans l'asthme est parfaitement mise en évidence par l'analyse cellulaire et biochimique de l'expectoration. Cette analyse permet même d'apporter des arguments biologiques au tableau clinique lors d'exacerbation de l'asthme. L'évolution de cette activité sous l'effet de traitement glucocorticoïdes peut être objectivé par un support biologique grâce à cette nouvelle méthode. Enfin, certains auteurs en font une méthode d'aide au diagnostic parfois difficile entre asthme et BPCO (48)(49)(50).

Asmanet

Congrès Conçue et réalisée par: Michel Godard (at)

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Date de création: August 1996- Dernière mise à jour: 22/07/98
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