Introduction
La trisomie 21, ou syndrome de Down, est l'anomalie chromosomique la plus fréquente, touchant environ un fœtus sur 700. Elle est caractérisée par la présence d'un chromosome 21 supplémentaire et peut entraîner de multiples malformations anatomiques, un phénotype particulier et une déficience intellectuelle de sévérité variable. Le diagnostic de la trisomie 21 est et reste cytogénétique. Cet article explore les différentes techniques de diagnostic cytogénétique utilisées pour détecter la trisomie 21, tant en période prénatale que postnatale.
Contexte historique
Caractérisée par son phénotype particulier au milieu du XIXe siècle, ce n’est que 100 ans plus tard qu’une hypothèse proposant une origine cytogénétique a été formulée, notamment par Raymond Turpin en 1956. Sous son impulsion, Marthe Gautier a mis au point les techniques de culture cellulaire et de préparation cytogénétique, aboutissant à la mise en évidence d’un compte chromosomique à 47 chez les patients dénommés alors «mongoliens» en 1958. C’est à partir de ces préparations que Jérôme Lejeune a identifié le chromosome surnuméraire comme étant un chromosome 21. Le terme de trisomie 21 a, dès lors, été adopté à partir de 1960.
Dépistage prénatal de la trisomie 21
Le dépistage prénatal vise à fournir aux femmes enceintes qui le souhaitent, les éléments d’information les plus fiables sur le niveau de risque de trisomie 21 fœtale de la grossesse en cours. Il comprend l’ensemble des techniques qui permettent de distinguer les femmes à risque élevé, à qui un geste à visée diagnostique sera proposé, des femmes à bas risque. Un résultat supérieur au seuil de risque choisi n’indique pas la présence d’un fœtus atteint mais ouvre la possibilité, dans le cadre de la prise en charge par l’Assurance maladie, de réaliser le diagnostic par l’étude du caryotype fœtal, à partir des cellules fœtales prélevées par amniocentèse, choriocentèse ou cordocentèse.
En France, depuis 1997, le dépistage prénatal de la trisomie 21 fait l’objet d’un encadrement réglementaire. Le dosage d’au moins deux marqueurs sériques (l’hCG ou la sous-unité libre β-hCG et l’AFP ou l’oestriol) doit être proposé systématiquement à toute femme enceinte. Il ne peut être réalisé qu’entre les 15e et 18e semaines d’aménorrhée et uniquement dans des laboratoires autorisés. Lorsque le risque estimé de trisomie fœtale est au-delà du seuil de risque fixé à 1/250 au moment du dépistage, une amniocentèse pour caryotype fœtal est proposée à la femme (prise en charge par l’Assurance maladie). Les pratiques de dépistage de la trisomie 21 se sont progressivement diversifiées au-delà du cadre défini par la réglementation. En effet, parallèlement aux marqueurs sériques du 2e trimestre, l’échographie du 1er trimestre s’est imposée progressivement comme un test de dépistage des aneuploïdies, dont la trisomie 21, par la mesure de la clarté nucale. La coexistence de ces stratégies de dépistage conduit, en France, à un taux d’amniocentèses de l’ordre de 11 %.
En parallèle et alimentant l’évolution des pratiques, de nouvelles stratégies de dépistage de la trisomie 21 ont été envisagées, étudiées et proposées depuis le milieu des années 1990. L’objectif partagé par ces nouvelles approches était d’améliorer la performance du dépistage prénatal de la trisomie 21, c’est-à-dire d’obtenir des taux de détection plus élevés tout en limitant les taux de faux positifs, de façon à réduire le nombre d’actes invasifs nécessaires. Ces avancées rendent plus complexe le choix offert aux femmes et aux couples. Il apparaît nécessaire de clarifier la situation actuelle afin que soient maintenues les conditions d’un consentement libre et éclairé au dépistage de la trisomie 21.
Lire aussi: Tout savoir sur le test de trisomie pendant la grossesse
Dépistage prénatal non invasif (DPNI) ou test ADNlc T21
Le DPNI, également appelé test ADN libre circulant (ADNlc) pour la trisomie 21 (ADNlc T21), est une méthode de dépistage prénatal qui analyse l'ADN libre circulant d'origine fœtale présent dans le sang maternel. Dans le cas du test ADNlc T21, les données générées par le séquençage permettent le dépistage de la trisomie 21 mais aussi d’autres anomalies chromosomiques fœtales. Ce test est fondé sur la présence d’ADN libre circulant d’origine fœtale dans le sang des femmes enceintes. Ses conditions de prescription et de réalisation sont encadrées par l’arrêté du 14 décembre 2018 définissant les conditions de réalisation du dépistage et du diagnostic prénatal en France.
En 2017, la HAS recommande de proposer le dépistage par NIPT (Non-Invasive Prenatal Testing) de la trisomie 21 aux femmes dont le niveau de risque estimé est compris entre 1 sur 1 000 et 1 sur 51 par le dépistage classique. Tout dépistage par NIPT anormal doit être confirmé par caryotype fœtal qui seul permet de poser un diagnostic de certitude.
En 2020, 117 756 femmes ont eu un examen de l’ADNlc. ). Les marqueurs sériques constituent l’indication de plus de 80% des examens par ADNlc. En 2020, 78,6% des examens ADNlcT21 ont été réalisés après marqueurs sériques du premier trimestre (dépistage combiné, 67%) ou du 2ème trimestre (33%) indiquant un risque compris entre 1/50 et 1/1 000. Les autres indications retenues représentent une part beaucoup plus faible du total des indications (grossesses multiples 9% et anomalie chromosomique parentale ou antécédent pour le couple de grossesse avec caryotype anormal 1,6%). En 2020, parmi les 117 756 ADNlc examinés, 1421 (1,2%) étaient positifs, dont 1041 (0,9% du total ; 73% des positifs) étaient positifs pour la trisomie 21. L’indication « marqueurs sériques » rend compte de près de 90% (932 sur 1041) des examens de l’ADNlc positifs pour la trisomie 21. En considérant les 92 534 examens de l’ADNlc réalisés en raison d’un risque après marqueurs sériques compris entre 1/50 et 1/1 000, 657 examens (0,7%) ont dépisté une trisomie 21. ) continue de décroitre au fil du temps, avec une diminution de 64,3% entre 2013 et 2020. Cette diminution est toutefois moins marquée au cours des 2 dernières années, de 16,3% entre 2018 et 2020. met en évidence la montée en charge des examens ADNlcT21 comme indication conduisant au diagnostic de la trisomie 21. montre qu’en 2020 le diagnostic (caryotype fœtal) de la trisomie 21 a été posé dans 37% des cas après un dépistage utilisant l’examen de l’ADNlc positif et dans 15,9% sur l’indication de l’examen de dépistage « MSM à risque ≥1/50 ». ). montrent également l’existence de faux négatifs et en 2020, 6 examens sur ADNlc sont rapportés négatifs, alors que le résultat du caryotype fœtal, réalisé pour d’autres indications, établit le diagnostic de trisomie 21. Un cas de trisomie 21 a été diagnostiqué par le caryotype alors que l’examen de l’ADNlc indiquait une trisomie 13 et parmi les caryotypes réalisés suite à des examens ADNlc non exploitables, 3 ont montré une trisomie 21.
Le plasma contient de l’ADN libre circulant (ALC), constitué de très petits fragments, provenant principalement de la dégradation des cellules endothéliales. Durant la grossesse, dès la 7e semaine, la destruction des cellules placentaires fœtales au contact de la circulation maternelle constitue une deuxième source d’ALC (5 à 10 % du total). Sa demi-vie ne dépasse pas 2 jours.Ces techniques permettent d’établir en quelques jours, en un seul temps analytique, la séquence individuelle de plusieurs dizaines de millions de fragments d’ADN isolés du sang maternel, afin d’en déterminer l’origine chromosomique.
Techniques invasives de diagnostic prénatal
Seul un caryotype fœtal obtenu par un diagnostic prénatal (DPN) invasif permet toutefois de poser un diagnostic de certitude. Si le dépistage indique qu’une femme a un risque de trisomie 21 supérieur au seuil admis, un DPN est proposé.
Lire aussi: Interruption de Grossesse : Trisomie 21
Deux méthodes de prélèvement sont possibles : la choriocentèse ou biopsie de trophoblaste (BT) pour étude des villosités choriales, et l’amniocentèse ou ponction de liquide amniotique (PLA). Le recueil du consentement éclairé écrit de la mère est indispensable.
L’article L. 2131-1 du code de la santé publique précise que le « diagnostic prénatal s'entend des pratiques médicales, y compris l'échographie obstétricale et fœtale, ayant pour but de détecter in utero chez l'embryon ou le fœtus une affection d'une particulière gravité. […] En cas de risque avéré, de nouveaux examens de biologie médicale et d'imagerie à visée diagnostique peuvent être proposés par un médecin, le cas échéant membre d'un centre pluridisciplinaire de diagnostic prénatal, au cours d'une consultation adaptée à l'affection recherchée. Les examens de dépistage et de diagnostic prénatal sont listés à l’article R.
Techniques cytogénétiques
Concernant le diagnostic génétique, si l’anomalie génétique est visible au niveau du chromosome, les techniques utilisées seront le plus souvent des techniques de cytogénétique (caryotype), y compris de cytogénétique moléculaire (FISH ou hybridation in situ en fluorescence). Si l’anomalie est trop petite pour être visible au microscope ou s’il s’agit d’une variation ponctuelle, une technique de génétique moléculaire sera nécessaire. Cette frontière autrefois franche entre cytogénétique et génétique moléculaire tend à disparaitre avec l’avènement de techniques qui permettent d’analyser des remaniements chromosomiques au niveau moléculaire (analyse chromosomique par puce à ADN ou ACPA). L’activité de biologie prénatale reste une activité très spécialisée soumise à autorisation des laboratoires.
Caryotype
S’il est une notion fondamentale lorsqu’on aborde le sujet de la trisomie 21, c’est que le diagnostic est et reste cytogénétique. Pour identifier les fœtus atteints de trisomie 21, le diagnostic prénatal, fondé sur l’établissement du caryotype fœtal à partir du prélèvement de cellules fœtales, s’est développé il y a une trentaine d’années. La confirmation diagnostique de la trisomie 21 requiert un caryotype sanguin, même si le diagnos-tic clinique paraît évident.
Le caryotype est l'analyse chromosomique de référence. Il consiste à observer les chromosomes d'une cellule au microscope après les avoir colorés. Cette technique permet de visualiser le nombre et la structure des chromosomes, et ainsi de détecter les anomalies chromosomiques telles que la trisomie 21 (présence de trois chromosomes 21 au lieu de deux). En cas de prélèvement fœtal (villosités choriales, liquide amniotique, sang fœtal) réalisé, nous recherchons en priorité les trisomies 13, 18 ou 21 et les anomalies des chromosomes sexuels par une technique rapide appelée QF PCR (PCR quantitative fluorescente), qui permet de rendre un premier résultat rapide en 48 h. Ce résultat sera ensuite confirmé par une analyse de cytogénétique conventionnelle (caryotype).
Lire aussi: Diagnostic de la trisomie 21
Analyse chromosomique par puce à ADN (ACPA)
En période anténatale, en cas de prélèvement de villosités choriales, de liquide amniotique ou de sang fœtal, une analyse chromosomique par puce à ADN (ACPA) peut être réalisée. Son indication principale est la présence de signes d’appel échographiques. Cette technique d’étude des chromosomes, pangénomique, permet de détecter des déséquilibres chromosomiques de petite taille, difficiles ou impossibles à voir sur un caryotype. Ces déséquilibres en gain (duplication, triplication,…) ou en perte (délétion) de matériel génétique sont appelés CNV (Copy Number Variation). Le laboratoire Eurofins Biomnis est équipé d’une technologie de type SNP-array (Single Nucleotide Polymorphism), qui en plus de la détection de CNV, permet la détection de régions de perte d’hétérozygotie (LOH). La technique SNP-array permet également la détection de triploïdies ; elle peut donc être utilisée pour l’étude génétique des morts foetales.
Analyse de l'exome en prénatal
Devant des malformations découvertes durant la grossesse, l’identification d’une cause génétique permet de préciser le pronostic de l’anomalie fœtale observée et de donner un conseil génétique pour le couple et leurs familles, le cas échéant. Proposée en prénatal au laboratoire Eurofins Biomnis depuis 2022, cette technique permet de séquencer simultanément les régions codantes des gènes, qui contiennent plus de 95 % des mutations connues à ce jour. L’analyse de l’exome peut être prescrite devant des signes cliniques fortement évocateurs de maladies géniques telles que les anomalies rénales, cérébrales, osseuses, ou encore les hyperclartés nucales persistantes au second semestre. La recherche de contamination du tissu maternel par du tissu fœtal est systématiquement réalisée.
Diagnostic postnatal
Bien que le dépistage prénatal soit largement répandu, il arrive que le diagnostic de trisomie 21 soit posé après la naissance. Pour la période 2016 à 2020, on peut noter une tendance à la diminution du nombre des enfants chez lesquels le diagnostic de trisomie 21 est posé après la naissance, passé de 488 en 2016 à 389 en 2020 (cf rapport génétique postnatal). Parmi ces naissances, le parcours prénatal des femmes est inconnu pour près de 29% (n= 114) d’entre elles. Parmi celles dont le parcours est connu, 24,5 % (n= 96) des femmes n’avaient pas réalisé de dépistage par marqueurs sériques maternels. Le parcours prénatal révèle que 46% des femmes (179 sur les 389) avaient une classe de risque de marqueurs sériques maternels connu, dont 56 avaient un risque inférieur à 1/1000 (faux négatif) soit 31,6%. Dans ce cas, le diagnostic est confirmé par un caryotype réalisé à partir d'un prélèvement sanguin.
Manifestations cliniques et diagnostic
Le tableau clinique ne comporte aucun signe pathognomonique. Le phénotype de la trisomie 21 est variable. Les malformations sont souvent identifiées avant la naissance. À l’hypotonie néonatale quasi constante succède un retard des acquisitions psychomotrices, avec un retard de langage marqué. Le déficit cognitif est très variable. Si le QI moyen se situe autour de 45, il peut varier entre 25 (déficience intellectuelle sévère) et 80 (niveau normal faible). De nombreuses complications peuvent survenir, notamment des maladies auto-immunes. Les sujets trisomiques 21 ont des difficultés à décrire leurs symptômes ou à localiser et quantifier leurs douleurs. Le diagnostic des complications peut donc être retardé ou négligé et les bilans systématiques sont importants.
Conseil génétique
Le conseil génétique s’adresse aux couples ayant un risque accru d’avoir un fœtus atteint de trisomie 21 et aux couples ayant eu un fœtus ou un enfant atteint de trisomie 21 ou des antécédents familiaux de trisomie 21. Une trisomie 21 libre est due à une non-disjonction méiotique accidentelle. L’examen des caryotypes parentaux est inutile. Pour un couple ayant eu un fœtus ou un enfant atteint d’une trisomie 21 libre, le risque de récurrence pour un nouvel enfant est de 1 %. Dans le cas d’une trisomie 21 par translocation, le caryotype des parents est indispensable. Si les caryotypes des parents sont tous les deux normaux (translocation de novo), le risque de récurrence est de 1 %. Si l’un des parents a une translocation équilibrée, le risque de récurrence varie de 10 % à 100 % (dans le cas exceptionnel d’un parent porteur d’une translocation robertsonienne impliquant ses deux chromosomes 21). Il est plus élevé si c’est la mère qui porte la translocation. Lorsqu’un parent porte une translocation équilibrée, les apparentés majeurs de cette personne doivent être informés de leur risque d’être porteurs.
Accompagnement et prise en charge
L’annonce d’un diagnostic de trisomie 21 est toujours délicate, car c’est une affection que « tout le monde connaît », ce qui signifie beaucoup de préjugés et de figurations erronées. Il est inutile d’inonder les parents d’informations médicales complexes à ce stade et il faut éviter les affirmations péremptoires sur le pronostic ou le devenir : l’avenir d’un enfant atteint de trisomie 21 est aussi imprévisible que celui de tout enfant. Une présentation positive de la prise en charge est in-dispensable. En période anténatale, l’IMG doit être envisagée et discutée au cours de la consultation. Il faut tenir compte de la culture et des positions éthiques, philosophiques ou des convictions religieuses des parents.
La prise en charge médicale est pluridisciplinaire et à vie. Dès l’âge de 3 à 6 mois, une rééducation en psychomotricité peut être prescrite dans le cadre d’une prise en charge dans un CAMSP (jusqu’à l’âge de 6 ans), un SESSAD, ou par un praticien libéral formé. Les personnes trisomiques ont pour la plupart la capacité de mener une vie affective normale et peuvent être sexuellement actives.
La naissance d’un enfant atteint de trisomie 21 est source d’un bouleversement au sein des fa-milles. L’accompagnement d’un enfant trisomique et de sa famille doit être assuré dès le diagnostic (anténatal ou postnatal), ainsi qu’à l’occasion du conseil génétique. L’aide des associations de parents peut être utile pour ces familles. La guidance parentale est indispensable tout au long de l’enfance, pour investir les potentialités des enfants sans nier le handicap, pour accompagner les familles dans l’autonomisation de leur enfant.
tags: #trisomie #21 #diagnostic #cytogénétique #techniques