Dossier scientifique Colloque national des biologistes des hepitaux - Cannes 1998

INTI RI T DES DOSAGES D'INSULINE, PEPTIDE C ET HI MOGLOBINE GLYQUEE DANS LE SUIVi DES PATIENTS DIABI TIQUES

Michele Bordas-Fronfrede a,* Didier Chevenne b

R ( ~ s u m 6

Les criteres de diagnostic du diabete sucre etablis par FOMS en

1985 ont ete revus par un comite d'experts en 1997. Du fait de

I'abaissement du seuil de glycemie ~. jeun & 7 mmol/L (1,26 g/L)

pour le diagnostic, le hombre de diabetiques va probablement

connaftre une augmentation rapide au cours des prochaines

annees. Les complications tiees& t'hyperglycemie chronique repre-

sentent 93 % du coQt du diabete. De I'avis de cliniciens, I'insuline

et le peptide C, dont l'interpretation ne peut se fake qu'avec la valeur de la glycemie, n'ont aucun interet dans la surveillance du

diabetique. Uhemogtobine glyquee (HbAlc), marqueur de la glyca-

tion & long terme, represente un indicateur objectif et sans complai-

sance des moyennes glycemiques. Les resultats du Diabetes

Control and Complications Trial Research Group (DCCT) ont mon-

tre sans equivoque un lien entre I'hyperglycemie chronique objecti-

vee par l'HbA~c et les complications microangiopathiques.

Actuellement, i 'HbAlc est un parametre indispensable au diabeto- Iogue qui fixe avec son patient un chiffre optimum pour la sur-

veillance de f'equilibre glycemique.

D i a b e t e s u c r e - s u r v e i l l a n c e - h ( ~ m o g l o b i n e A l c - i n s u l i n e

- p e p t i d e C.

S u m m a r y

The diagnosis of diabetes mellitus was estab/ished by WHO in 1985 and was reviewed by an international Expert Committee in 1997. The revised criteria of fasting plasma glucose for the diagno- sis has been based on 7 mmot/L (1,26 g/L). Prevalence of dia- betes mellitus should be enhanced in the next few years. Cost of diabetes due to its complications is about 93% of the total cost.

~Laboratoire de biochimie - H6pital de la Salp~triere 47, bd de I'H6pital - 75651 Paris cedex 13 bLaboratoire de biochimie - HepitaI Saint-Joseph 185, rue Raymond-Losserand - 756?4 Paris cedex 14

* Correspondance.

Atelier A3 avec la collaboration d'Eurogenetics-Tosoh Moderateur : C. Morin (Calais).

article regu le 7 septembre, accepte le 7 decembre 1998.

(c~ Elsevier, Paris.

Insulin and peptid C do not have any interest in diabetes mellitus

survey. Glycated hemoglobin (HbA i~) which reflects tong term gfy-

cation is an objective and commonly used parameter for monitor- ing diabetes. DCCT results have shown the association between

chronic hyperglycemia (tested with HbA lc) and microangiopathies.

Its utilization is a major part of the care of patients with diabetes melfitus.

D i a b e t e s m e l l i t u s - m o n i t o r i n g - h e m o g l o b i n A l c - i n s u l i n

- C - p e p t i d e ,

1. Introduction

L e diabete sucre, dont la frequence augmente par vieillissement de la population, represente en 1998 un probleme majeur de sante

publique. Les criteres de diagnostic etablis par I'OMS en 1985 ainsi que la classification ont et6 recemment revus par un comite d'experts [8, 11 ]. Uancienne classification prenait en compte le type de traite- ment: type I insulino-dependant (DID), type 11 non insulino-dependant (DNID), diabetes secondaires. La nouvelle classification repose sur des bases etiologiques : type 1 diabete autoqmmun ou idiopathique avec insulinop(mie due & une rarefaction des ilets de Langerhans, type 2 diabete caracterise par une insulinoresistance accompagnee ou non d'insulinopenie, autres diabetes et diabete gestationneL La nouvelle proposition de criteres de diagnostic est presentee dans le tableau I, La valeur de la glyc6mie & jeun reste un element de diagnostic mais le seuil est abaisse & 7 mmol/L (1,26 g/L) au lieu de 7,7 mmol/L (1,40 g/L). Au cours d'une charge orale en glucose de 75 g, seule est prise en compte la glyc6mie & la deuxieme heure dont la valeur seuil est inchangee (11,1 mmol/L).

II existe actuellement environ 20 millions de diabetiques en Europe. En 1994, on estimait & 110 millions le nombre de diabetiques dans le monde, population evaluee a 240 millions pour 2010. Le coot prin- cipal du diabete est dQ aux complications macro et microangiopa- thiques qui representent 93 O/o du coQt du traitement [16]. IJobjectif du traitement est la normalisation de la glycemie afin de retarder I'ap- parition de ces complications [14] et la surveillance du diabetique est axee sur trois points :

- evaluer I'equilibre glycemique,

- depister les complications chroniques,

- evaluer I'adaptation au traitement.

Dans cette triade, I'insuline et le peptide C ont une place minime, leur interet etant essentiellement physiopathologique ou dans les rares cas de diagnostic difficile [21 ]. En revanche, I'hemogtobine gtyquee a une place majeure dans la surveillance de t'equilibre glycemique & long terme des diab~tiques.

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Glyc~mie

TO

Valeurs normales

< 6,1 mmol/L (< 1,10 g/L)

Impaired fasting

glucose

_> 6,1 - < 7 mmol/L

Diab~te sucr~

_> 7 mmol/L (> 1,26 g/L)

T1 20 min < ?,8 mmol/L >_ 11,1 mmol/L (< 1,40 g/L) (>_ 2 g/L)

2. Insuline - Peptide C

Un syst~me enzymatique complexe genere I'insuline et le peptide C & partir de la pro-insuline [20]. La pro-insuline est un peptide lineaire de 86 acides amines dont la structure tertiaire est conso- lidee par trois ponts disutfures. Les clivages enzymatiques suc- cessifs conduisent & la formation du peptide C contenant 31 acides amines et de I'insuline formee de deux chaTnes : la cha?ne A contenant 21 acides amines et la chafne Ben contenant 30. Deux ponts disulfures fient la chaTne A A la chafne B (f igure 1). Uinsuline et le peptide C sont secretes en quantite equimolecu- laire dans le plasma. Le peptide C n'est pas metabolise et la quan- tite eliminee dans les urines de 24 heures est un reflet de I'acti- rite du pancreas.

Uinsuline, premiere hormone dosee par radio-immunologie (RIA), et le peptide C sont doses par des techniques RIA, immunoenzy- mologiques (Elisa), immunoradiometriques (Irma). Les valeurs plas- matiques de base de I'insuline sont inferieures #. 15 mUI/L pour les techniques specifiques et inferieures & 25 mU/L pour les techniques non specifiques [6, 9] ; celles du peptide C sont de 1,1 & 3,3 ng/mL dans le plasma et de 40 & 120 tag/24 heures dans les urines [5, 24].

Dans la majorite des cas, pour les cliniciens, les dosages d'insuline et de peptide C n'ont d'interet ni dans le diagnostic du diabete, ni dans son suivi [4, 22]. Dans certains cas, ils peuvent 6tre une aide au diagnostic mais I'interpretation des resultats ne peut se faire qu'en fonction de la glycemie concomitante. Ce sont les tests de charge et de stimulation per os ou par vole intraveineuse qui apportent le plus de renseignements. Chez tes diabetiques insulino-traites pour iesquels le dosage de I'insuline, m6me apres elimination des anticorps, est sou- vent ininterpretable, le dosage du peptide C plasmatique et urinaire permet d'apprecier la secretion de base et la reserve fonctionnelle du pancreas [3, 25].

L'insuline et le peptide C sont surtout interessants dans le cadre de protocoles ctJniques [1]:

- soit comme facteur predictif du passage de I'etat intolerant au glu- cose & celui de diabete [15] ; dans ce cas, c'est I'insuline specifique &jeun qui est la plus discriminante ;

- soit comme facteur associe & la difficulte d'assurer un equilibre gly- cemique correct chez des diabetiques insulino-traites [3] ; dans ce cas, la concentration en peptide C 2 heures apres un petit dejeu- her permet une classification des sujets puisqu'elle est plus basse chez les sujets difficites & equilibrer que chez les sujets bien equi- libres ;

- soit comme aide au traitement [23] ; le peptide C a et6 trouve signi- ficativement different dans un groupe de DNID chez qui le traitement par les sulfonylurees a 6te inefficace.

o o O O O O O O O ~ ( ~ 3 ~ ~ . _ C-peptide

A2 J t ~ ' ' ' - Insulin

B

3. Hemoglobine glyquee

Uhemoglobine glyquee est formee par condensation non enzymatique entre un -NH2 libre de la chafne de globine et la fonction aldehydique d'un ose (figure 2). Plusieurs -NH2 libres sont accessibles sur les chaTnes o~ et ~ (en position N-terminale ou en position ~ sur les tysines intrachaTnes), et plusieurs hemoglobines glyquees peuvent se former (tableau II). Une des principales difficultes d'interpretation de I'he- mogtobine glyquee reside dans le fait que plusieurs principes de dosages existent avec des valeurs usuelles differentes. La chroma- tographie d'echange d'ions et 1'61ectrophorese separent une hemo- globine glyquee dont la charge est differente de I'hemoglobine A, la chromatographie d'affinite separe I'hemoglobine glyquee totale, les methodes immunochimiques dosent une fraction 15 glyquee & l'aide d'anticorps monoclonaux ou polyclonaux diriges contre les derniers acides amines de la cha~ne [3 glyquee de l'hemoglobine A. Une stan- dardisation du dosage en cours d'aboutissement preconise d'adop- ter le terme d'HbAlc pour exprimer les resultats [13]. UHbAlc est la cetoamine stable resultant de la fixation du glucose sur la valine N- terminale des chafnes 13. Les valeurs usuelles sont de 4 & 5,6 %. Une correlation empirique entre pourcentage d'HbAlc et moyenne gly- cemique a ete etablie. Si I'on considere qu'un pourcentage d'HbAlc & 5 % correspond & une moyenne glycemique de 4,95 mmol/L, chaque - point~ supplementaire d'HbAlc correspond & une augmen- tation de 1,7 mmol de glucose.

Revue Franoaise des Laboratoires, avri11999, N ° 312 53

Dossier scientifique Cot loque nat ional des b iotogis tes des hSpitaux - Cannes I 9 9 8

HbA Tetramere c~2~2. HbA 1 Hemoglobine(s) rapide(s) en chromatographie

d'echange d'ions ou electrophor~se. HbAlc Hemeglobine formee par fixation du glucose

s u r l'extremit6 N-terminale des chatnes ~3 de I'HbA.

Hb glyquee Caracterise toute fixation d'oses s u r I'hemoglobine. Separee par chromatographie d'affinite.

H Hb- NH2 + O = CH Hb- N = CH Hb- N-CH2

HC-OH HC-OH C = 0 I I I

HO-CH HO-CH HO-CH

HC-OH *- HC-OH HC-OH I t I

HC-OH HC-OH HC-OH I I I CH2OH CH=OH CH~OH

Hemeglobine + glucose -4. Aldimine -+ Cetoamine (base de Schiff)

Indicateur sans complaisance et objectif de I'equilibre gtycemique [2], I'HbAlc est devenue indispensable au diabetologue ainsi que le men- trent plusieurs etudes Iongitudinales. Larsen et al. [19] ont montre I'in- teret de la prise en compte du resultat pour I'amelioration de I'equi- libre glycemique chez les DID. Lorsque le resultat d'HbA~c est connu, que I'equivalent des moyennes glycemiques des 2 mois precedents est communique au clinicien et que le traitement est adapte en fonc- tion du resultat, on assiste sur une annee & une diminution de I'HbAlc (10,1 + 1,9 % vs 9,4 _-+ 1,4 0/o, p < 0,1) alors que le groupe temoin pour lequel aucun resultat n'a ete communique ne presente pas d'amelioration (9,9 + 1,8 O/o vs 10,0, _+ 1,7 o/0). L'etude du Diabetes Control and Complications Trial (DCCT), publiee quelques annees plus tard [10], a etabti le lien entre complications microangiogra- phiques du diabete et equilibre glycemique, celui-ci ayant ete suivi par tes resultats d'HbA 1 c" Dans le groupe traite de fagon intensive pen- dant 9 ans, la reduction des complications microangiopathiques a ete concomitante d'une diminution significative de t'HbAic (11,6 0/o vs 8,3 O/o), ators que darts te groupe traite de fagon conventionnelle I'evo- lution de la retinopathie et de la nephropathie debutante se faisait de fa9on classique et que I'HbAlc ne variait pas. Une valeur decision- nelle& 7 O/o a ete proposee. Les resultats de cette etude ayant porte sur 1 441 sujets ont ete recemment discutes par Singh et al. [25]. Ces auteurs ont rapporte des variations intra-individuelles de grande amplitude mettant en cause les resultats globaux du DCCT. II faut tou- tefois remarquer que c'est I'HbA 1 qui a 6re mesuree et que le coef- ficient de variation de la technique etait de 7 %. La standardisation devrait permettre de confirmer les resultats des differentes etudes & long terme.

Si ces trois etudes montrent I'interet de I 'HbAlc dans te suivi de diabetiques insulino-dependants, peu d'etudes Iongitudinales ont ete reafisees chez les DNID dent le diabete est plus stable. ,/k I'heure actuelle, ce marqueur est probablement sous-utiIise chez les DNID.

Par ailleurs, la majorite des travaux portant sur HbAlc et diabete (DID ou DNID) a ete realisee chez des sujets ayant une hemo- globine normale et sans nephropathie patente. Moyennant I'utili- sation de methodes presentant des criteres analytiques particuliers et malgre le peu d'etudes prospectives, I 'HbAlc peut 6tre un mar- queur utile dans le suivi de sujets avec insuffisance renale ou pre- sentant une hemogtobinopathie. Enfin, il peut egalement 6tre une aide dans le suivi de grossesse des femmes diabetiques.

Ainsi, dans le cas des hemoglobinopathies, en raison de la demi- vie modifiee des hematies, de I'hemolyse, du manque de connais- sance sur la glycation des cha~nes mutees, les resultats des dia- betiques avec hemoglobine anormale ne peuvent ~tre compares aux autres et les valeurs de decision sent probablement differentes de celles decrites dans I'etude du DCCT. Plusieurs etudes transver- sates ont revele des discordances de resultat en fonction des tech- niques utilisees [26]. Notre experience nous a montre qu'une tech- nique CLHP permettant de depister une hemoglobine anormale et de calculer le pourcentage d'HbAlc par rapport & I 'hemoglobine A et non par rapport & l 'hemogtobine totale est I'une des methodes les plus appropriees pour le suivi de sujets diabetiques avec hemo- globinopathie.

Apres 15 & 20 ans de diabete, 40 o/0 des DID ont une insuffisance renate. L'accroissement de la duree de vie fait qu'il existe mainte- nant des DNID avec insuffisance renale. Le suivi de ces sujets est rendu delicat par le fait que I'uremie chronique conduit & la forma- tion d'hemogtobine carbamylee dent le pHi est tres voisin de celui de I'HbA1 c. La plupart des methodes chromatographiques ou elec- trophoretiques ne separent pas I 'hemoglobine carbamylee de I 'HbAlc dent le pourcentage est alors surestime, donnant un mau- vais refiet de I'equifibre glycemique [12]. Avec des methodes per- mettant un dosage sans interference [7], des travaux comme ceux d'lfudu et al, [17] chez des diabetiques traites par hemodialyse devraient trouver une application plus importante. Ces auteurs ont en effet montre qu'il existait une relation entre le pourcentage d'HbAlc mesure avant dialyse et la prise de poids entre d e u x seances, et preconisent la prise en compte de ce marqueur pour ameliorer le suvi des diabetiques en hemodialyse.

Enfin, dans le suivi de grossesse, le dosage de f'HbAlc a Iongtemps ete refute du fait de sa trop grande inertie de reponse face & des mar- queurs plus preooces tel le dosage des fructosamines qui appreoie la glycation des proteines plasmatiques - et principalement I'albumine - et qui est un refiet des moyennes glycemiques de deux semaines. Une etude recente [18] a montre que le resultat d'HbAlc etait correle avec les moyennes glycemiques preprandiales alors que les fructosamines etaient correlees avec les moyennes glycemiques postprandiales. Uassociation des deux marqueurs est donc utile au suivi glycemique des femmes enceintes diabetiques.

4. Conclusion

nsuline, peptide C et hemoglobine glyquee sont trois mots-cles du diabete sucre. Si I'insuline et le peptide C n'ont que peu d'interet dans

le suivi de I'equilibre metabolique, I'hemoglobine glyquee, temoin de la glycation & long terme, est un parametre de reference. Les nom- breuses etudes Iongitudinales et transversales le prouvent. La stan- dardisation de son dosage va probablement augmenter son utilisation puisque des bornes de suivi - et peut-¢tre de diagnostic - pourront etre definies.

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