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Numéro
Med Sci (Paris)
Volume 22, Numéro 11, Novembre 2006
Page(s) 985 - 989
Section M/S revues
DOI https://doi.org/10.1051/medsci/20062211985
Publié en ligne 15 novembre 2006

© 2006 médecine/sciences - Inserm / SRMS

Hémostase et thrombose : un équilibre soumis à des variations individuelles

Les thromboses sont dues à un déclenchement anormal de l’hémostase à l’intérieur du système vasculaire. Dans les thromboses artérielles, la rupture de la monocouche de cellules endothéliales et le contact du sang avec une plaque d’athérome entraînent une activation intense des plaquettes et de la coagulation. Dans cette cascade rapide d’événements, les variations génétiques n’ont qu’un impact modeste. En revanche, les thromboses veineuses résultent d’une accumulation de facteurs activés de la coagulation, favorisée par la stase sanguine, aboutissant à la formation d’un thrombus fibrineux. Les variations génétiques des différents facteurs de la cascade d’activation de la coagulation contribuent fréquemment à la constitution d’une thrombose veineuse.

La coagulation met en jeu une série de protéines circulantes inactives − les facteurs (F) de la coagulation II, VII, IX, X et XI − qui développent une activité catalytique de type sérine-protéase en présence de deux cofacteurs (FV et FVIII). Le déclenchement se fait grâce au facteur tissulaire (FT), une protéine membranaire présente sur la plupart des cellules mais dont l’expression est réprimée dans les cellules du sang circulant et les cellules endothéliales vasculaires. Toute blessure vasculaire entraîne l’exposition du FT et la fixation du FVII activé (a) présent en petite quantité dans le sang circulant. Les complexes FT-FVIIa activent d’autres molécules de FVII et les FX et IX. Les premières traces de thrombine formée par l’action du FXa sur la prothrombine (FII) vont permettre la mise en place de plusieurs boucles d’amplification : (1) l’activation des plaquettes qui exposent des phospholipides anioniques procoagulants ; (2) l’activation du FV qui se fixe sur les phospholipides anioniques en même temps que le FXa, engendrant un complexe enzymatique - la prothrombinase - capable d’activer beaucoup plus efficacement la prothrombine ; (3) l’activation du FVIII qui s’assemble avec le FIXa et le FX sur les phospholipides anioniques pour accélérer la production du FXa ; (4) l’activation du FXI pour renforcer l’activation du FIX. Ce système d’interactions complexes permet la production d’une concentration élevée de thrombine capable de transformer le fibrinogène soluble en un réseau de fibrine polymérisée. L’intervention d’une transglutaminase, le FXIII activé par la thrombine, crée des liaisons de covalence entre les monomères de fibrine et stabilise le thrombus formé de cellules sanguines prisonnières d’un réseau de fibrine insoluble.

Le système de la coagulation, normalement destiné à colmater les blessures vasculaires, est contrôlé par plusieurs mécanismes inhibiteurs (Figure 1). L’antithrombine (AT) est une serpine (serine-protease inhibitor), qui forme avec la thrombine, le FXa et le FIXa des complexes inactifs de stœchiométrie 1:1. La vitesse de formation de ces complexes est fortement augmentée par l’héparine et les sulfates d’héparane des cellules endothéliales. La protéine C (PC) est activée par la thrombine fixée par la thrombomoduline, une protéine exprimée à la membrane des cellules endothéliales. L’activation de la PC est favorisée par sa fixation à l’EPCR (endothelial cell protein C receptor). En présence d’un cofacteur, la protéine S (PS), la PC activée (PCa) clive plusieurs ponts peptidiques du FVa et du FVIIIa. Ainsi, le complexe PCa-PS ralentit-il la production de thrombine par inactivation de ces deux facteurs.

thumbnail Figure 1.

Mécanisme de la régulation de la production de thrombine par l’antithrombine (AT), la protéine C (PC) et la protéine S (PS).

Un équilibre subtil maintient normalement la fluidité du sang circulant. Les concentrations circulantes des facteurs participant à la coagulation et à sa régulation présentent des variations inter-individuelles, l’hérédité contribuant de façon non négligeable à leur variance, comme cela a été observé par l’analyse de cohortes de jumelles homozygotes et l’étude de grandes familles [13]. Il existe donc un contexte génétique dont l’impact est, pour l’instant, difficile à définir chez un individu donné.

La thrombophilie héréditaire, une maladie rare due à un déficit en inhibiteurs de la coagulation

Les thromboses veineuses profondes (TVP) affectent le plus souvent les membres inférieurs, avec un risque de migration du thrombus qui conduit à l’embolie pulmonaire, les deux aspects étant regroupés dans le terme de maladie thrombo-embolique veineuse (MTEV). L’existence de MTEV familiales a été décrite depuis longtemps et la recherche d’anomalies de la coagulation dans ces familles dites thrombophiliques a permis d’identifier, en 1965 [4], le premier cas de déficit héréditaire en antithrombine : une diminution de 50 % de l’aptitude à neutraliser la thrombine est observée chez dix membres d’une famille dont six avaient souffert d’une MTEV, suggérant une transmission autosomique dominante et une pénétrance clinique incomplète. La MTEV peut survenir chez l’adulte jeune (le risque est de l’ordre de 1 % par an chez les hétérozygotes) en l’absence d’autres facteurs de risque. La prévalence est de l’ordre de 0,02 % dans la population générale.

Le gène de l’AT, AT3, est localisé sur le chromosome 1 et s’étend sur 1,3 kb. L’analyse des fondements moléculaires du déficit montre qu’il s’agit le plus souvent de mutations privées et ponctuelles réparties sur les sept exons, entraînant une perte de fonction [5]. Un groupe de mutations faux-sens affectant les exons 2 et 3 codant pour le site de fixation de l’héparine est associé à un phénotype biologique particulier dit type II HBS (heparin binding site) : la protéine a une aptitude normale à neutraliser la thrombine et les autres sérine-protéases de la coagulation, mais elle ne fixe pas l’héparine. Les sujets hétérozygotes pour ce type de mutation ne présentent pas de prédisposition à la thrombose veineuse. En revanche, une quinzaine d’homozygotes ont été décrits dans la littérature avec un phénotype clinique sévère associant des thromboses veineuses et artérielles qui peuvent survenir dès l’enfance [6].

Un petit nombre de mutations affectent la structure de la protéine qui a tendance à se polymériser. Ce phénomène, qui inactive la protéine, pourrait entraîner un effet dominant négatif chez les hétérozygotes, notamment lors d’épisodes fébriles. Nous avons eu l’occasion d’identifier, chez un enfant de 13 mois ayant présenté une thrombose veineuse cérébrale à l’issue d’un épisode infectieux, une mutation entraînant clairement la polymérisation in vivo. Cet enfant est homozygote [7], ses parents sont consanguins et asymptomatiques.

Les déficits en protéine C décrits quelques années plus tard [8] sont plus fréquents que le déficit en AT (0,2 % à 0,4 % dans la population générale). La pénétrance avec une incidence de MTEV de l’ordre de 0,5 % par patient-année est relativement faible : 50 % des patients sont asymptomatiques à l’âge de 45 ans. Dans cette forme classique du déficit en PC, la transmission est autosomique dominante. Il existe toutefois une forme à transmission récessive beaucoup plus sévère et précoce [8] dont l’incidence se situe entre 1/500 000 et 1/750 000 naissances. Les enfants homozygotes présentent, dans les jours qui suivent la naissance, des thromboses capillaires entraînant des nécroses cutanées étendues évoquant un purpura fulminans, associées à des thromboses veineuses et parfois même artérielles.

L’analyse du gène de la PC, PROC, qui s’étend sur 11 kb et comprend 9 exons, a permis d’identifier de nombreuses mutations, la plupart du temps ponctuelles et privées [9]. Il n’existe pas de mutations associées à des formes cliniques particulières, notamment à la transmission récessive. Beaucoup de mutations faux-sens n’annulent pas totalement l’expression du gène et leur caractère délétère est difficile à prouver compte tenu de la pénétrance faible. Il faut noter l’existence de familles avec des sujets hétérozygotes composites qui ont des concentrations diminuées (10 % à 50 %) et une symptomatologie qui peut être relativement sévère, avec une MTEV précoce avant l’âge adulte alors que les hétérozygotes, porteurs de l’une ou l’autre mutation, sont asymptomatiques et présentent des concentrations subnormales de PC [10].

Le déficit en protéine S se présente de la même façon que le déficit en PC [11]. Il est difficile à reconnaître sur le plan biologique car 60 % de la PS circule sous forme d’un complexe avec la chaîne β de la C4b binding protein et seuls les 40 % libres sont actifs. Le mécanisme d’action de la PS reste assez mystérieux. C’est un cofacteur peu puissant de la PCa, tout au moins in vitro. Le déficit en PS libre entraîne néanmoins dans les familles étudiées une MTEV chez l’adulte, avec une pénétrance de 50 % à l’âge de 45 ans. Il existe quelques cas publiés de transmission récessive avec le même tableau dramatique dans la période néonatale que celui observé dans les déficits homozygotes en PC.

L’analyse du gène de la PS, PROS1, qui s’étend sur 80 kb et comprend 15 exons, est compliquée par la présence d’un pseudogène. De nombreuses mutations ont été identifiées, mais aucune relation claire entre le type de mutation et la pénétrance clinique n’a pu être démontrée [12]. Les quelques cas (sept à ce jour dans la littérature) de présentation sévère néonatale avec des taux de PS indétectables sont homozygotes.

En pratique, le diagnostic de déficit en AT, PC et PS est fondé essentiellement sur un test fonctionnel évaluant l’activité biologique dans le plasma, principal phénotype intermédiaire. Le dosage immunologique permet de confirmer le diagnostic et de différencier les déficits quantitatifs (les plus fréquents) des déficits qualitatifs. L’analyse du gène est justifiée dans les cas d’homozygotie suspectée (activité biologique < 10 %) ou en cas de phénotype intermédiaire complexe et difficile à interpréter.

Le FV Leiden et le F2 g.20210A : deux facteurs génétiques fréquents de thrombophilie

À côté des mutations des gènes AT3, PROC et PROS1 qui sont rares et hétérogènes, deux mutations entraînant un gain de fonction sont observées avec des fréquences de l’ordre de 5 % pour le FV Leiden et 3 % pour F2 g.20210A [13]. Ces deux anomalies génétiques sont dues à un effet fondateur et la mutation, survenue il y a 20 000 à 30 000 ans, affecte les populations caucasiennes. Elles ont été découvertes grâce à un phénotype intermédiaire qui en explique l’association avec la MTEV [14, 15]. Dans le cas du FV Leiden, la mutation transforme l’Arg506 en Gln, l’un des sites de clivage du FVa par la PCa, et entraîne une résistance à l’effet anticoagulant de la PCa in vitro [14, 16]. Ce phénotype de résistance à la PC a pu être utilisé pour le diagnostic biologique. La mutation F2 g.20210 G>A affecte la région 3’ de l’ARN messager et augmente l’efficacité de la traduction du précurseur de la thrombine. On observe une légère augmentation de la concentration circulante de prothrombine, mais la variabilité inter-individuelle est trop importante pour que sa mesure soit un marqueur fiable de la mutation.

La prévalence de la mutation du gène du FV Leiden, identifiée en 1994, a permis de confirmer dans des études rétrospectives son association à un sur-risque de TVP. Le risque relatif est de l’ordre de 4,9 (IC 4,1-5,9) dans une méta-analyse de huit études cas-témoins totalisant 2 310 patients et 3 204 témoins [17]. Environ 20 % des patients ayant souffert d’au moins un épisode de TVP sont porteurs d’un FV Leiden. Ce risque est vérifié dans des études prospectives de cohortes [18] et de membres asymptomatiques de familles thrombophiliques porteurs de la mutation [19]. Les homozygotes (1 pour 2 500 sujets dans la population générale) ont un risque relatif plus élevé (de l’ordre de 20) mais présentent la même symptomatologie que les hétérozygotes, avec un début à l’âge adulte et une pénétrance qui reste incomplète [20]. Plusieurs études confirment une observation qui peut sembler paradoxale : l’embolie pulmonaire est deux fois moins fréquente chez les sujets symptomatiques porteurs d’un FV Leiden [21]. Une explication possible est la formation d’un thrombus plus solide et plus adhérent diminuant le risque de migration.

La mutation F2 g.20210 G>A, découverte en 1996, a également permis des études épidémiologiques nombreuses qui montrent un risque relatif de 3,8 (3,0-4,9) dans la méta-analyse citée précédemment. Environ 10 % des patients avec MTEV sont porteurs de cette mutation. L’homozygotie est rare et ne semble pas être associée à un risque beaucoup plus élevé.

Il n’existe pas de justification au diagnostic présymptomatique du FV Leiden ou de F2 g.20210A. La question se pose après un premier épisode de TVP. Les études épidémiologiques portant sur le risque de récidive chez les porteurs de l’une de ces deux mutations après un premier épisode de TVP ne montrent pas d’effet de ces mutations à l’état hétérozygote sur le risque de récidive, qui est important chez tous les patients, quel que soit leur statut génétique.

La thrombophilie : une maladie oligogénique et multifactorielle

L’analyse de nombreuses familles thrombophiliques porteuses d’anomalies des gènes AT3, PROC et PROS1 a permis de montrer que 10 % à 30 % des sujets symptomatiques étaient également porteurs du FV Leiden [2225]. De même, l’association du FV Leiden avec F2 g.20210A a un effet synergique dans la méta-analyse des études cas-témoins [17]. Les sujets porteurs de plusieurs allèles à risque sont ainsi, dans l’ensemble, les plus fréquemment symptomatiques. Cette complexité explique pourquoi l’histoire familiale n’est pas toujours informative quand on s’intéresse aux phénotypes cliniques. La perspective de découverte de nouveaux facteurs génétiques de risque de thrombose s’est révélée relativement décevante au cours des dix dernières années, pratiquement tous les gènes candidats ayant été criblés sans succès dans des familles thrombophiliques, avec ou sans anomalies identifiées. Une augmentation du FVIII circulant est clairement associée à la MTEV dans plusieurs études, sans que les fondements génétiques de cette augmentation n’aient été, pour l’instant, établis. Des polymorphismes modifiant la fonctionnalité du FXIII [26] ou de l’EPCR [27] sont faiblement associés à la MTEV dans certaines études, mais d’autres études ne retrouvent pas cette association.

L’utilisation de méthodes modernes de criblage du génome n’a pas, pour l’instant, permis de progrès décisif.

Conclusions

La MTEV est une maladie fréquente chez l’adulte (1 cas pour 1 000 par an). Les facteurs circonstanciels favorisant sa survenue sont nombreux : l’âge, la grossesse, l’immobilisation prolongée, la chirurgie (en particulier orthopédique). Les traitements hormonaux (contraceptifs oraux, traitement substitutif de la ménopause) sont également impliqués. L’exposition à ces facteurs de risque exogènes est un facteur déclenchant chez près de la moitié des sujets symptomatiques porteurs d’une anomalie génétique. Ainsi, dans les études portant sur le risque de MTEV chez des femmes utilisant des contraceptifs oraux, on observe un risque beaucoup plus élevé chez les femmes porteuses d’un FV Leiden, suggérant un effet synergique [28]. On connaît les effets des œstrogènes sur les protéines de la coagulation ; la modification de l’équilibre de la coagulation par un facteur exogène serait ainsi moins bien tolérée chez les sujets porteurs d’un facteur de risque génétique. Cette hypothèse est renforcée par des observations récentes. En effet, une augmentation des marqueurs d’activation de la coagulation s’observe principalement chez les femmes porteuses de la mutation Leiden du FV et/ou en association avec la prise d’une contraception œstroprogestative [29].

Ainsi, l’interaction de cinq facteurs de risque génétiques bien identifiés avec des facteurs de risque acquis, et éventuellement d’autres facteurs génétiques restant à découvrir, détermine l’apparition du phénotype thrombophilique.


Article reçu le 13 mars 2006, accepté le 30 juin 2006.

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Liste des figures

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Mécanisme de la régulation de la production de thrombine par l’antithrombine (AT), la protéine C (PC) et la protéine S (PS).

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