Le dosage de la créatinine et l estimation du débit de filtration glomérulaire

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1 Le dosage de la créatinine et l estimation du débit de filtration glomérulaire N. Gillain-Martin Symposium ABTL/BVLT Fleurus, 21 mai CCL 2011

2 Daniel Fries Le but de cette présentation est de rappeler comment l introduction de formules pour estimer le débit de filtration glomérulaire sur base de la créatinine sérique a permis une amélioration notable de la qualité de ce dosage utilisé depuis presque 100 ans pour contrôler le fonctionnement rénal

3 L insuffisance rénale chronique et les règles de bonnes pratiques pour dépister et traiter la maladie rénale afin de ralentir sa progression

4 L insuffisance rénale chronique (IRC) est responsable de graves problèmes de santé chez le patient qui en est atteint: anémie (EPO), problèmes osseux, troubles endocriniens, maladies infectieuses et problèmes cardiovasculaires sévères L évolution de l IRC peut être ralentie, mais lorsqu elle a atteint un certain stade, elle ne peut plus être traitée que par dialyse ou par une greffe rénale L IRC est responsable d un coût très élevé pour la société Le nombre de patients atteints d IRC augmente dans le monde entier (diabète, hypertension, âge avancé ) Des règles de bonne pratiques ont été définies au niveau mondial de manière à prendre en charge cette maladie de manière optimale

5 Les règles de bonnes pratiques ont été élaborées par Une association américaine, la National Kidney Foundation (NKF) qui publie les Kidney Disease Outcomes Quality Initiative (K/DOQI) en 2002 (Am. J. Kidney Dis 2002 ; 39 (suppl) : S1 266). Un consortium international de spécialistes créé en 2004 qui publie les Kidney Disease : Improving Global Outcomes (KDIGO) en 2013 (Kidney International 2013, Suppl3 : 1-150). Leur objectif: S assurer que les néphrologues du monde entier parlent le même langage et puissent échanger leur expérience pour définir: la maladie rénale chronique les différents stades de l IRC le traitement des patients en fonction du degré de leur IRC Et pour prédire l évolution de la maladie et évaluer le risque cardiovasculaire de ces patients

6 Les manifestations précoces de la maladie rénale qui permettent son dépistage Altération du débit de filtration glomérulaire (DFG) Protéinurie et/ou hématurie Document Beckman

7 Les différents stades de la maladie rénale (K/DOQI 2002) Ils sont basés sur la valeur du DFG et l existence d une lésion rénale (protéinurie, hématurie ou anomalie rénale observée à la radiologie ) Stade I : DFG 90ml/min/1,73 m 2, DFG normal ou augmenté, mais présence de lésions rénales Stade II : DFG : ml/min/1,73 m 2 mais lésions rénales Stade III : DFG : ml/min/1,73 m 2 On parle d IRC lorsque le DFG est < 60 ml/min/1,73m 2 KDIGO définit D3a, DFG : ml/min/1.73 m 2 D3b, DFG : ml/min/1.73 m 2 Stade IV: DFG : ml/min/1,73 m 2 Stade V: DFG <15 ml/min/1,73 m 2. Lésion rénale: albumine/créatinine urinaire (sur échantillon) > 30 mg/g KDIGO définit 3 stades: <30 mg/g, mg/g et >300 mg/g Ces anomalies doivent persister pendant trois mois ou plus

8 Comment déterminer le débit de filtration glomérulaire? Les méthodes de référence On injecte des substances «exogènes» qui sont entièrement filtrées au niveau glomérulaire et ne sont ni réabsorbées ni secrétées au niveau tubulaire: inuline, 51 Cr EDTA, 125 I iothalamate, iohexol On mesure la rapidité avec laquelle elles disparaissent du sang, c est-à-dire leur clairance Ceci nécessite souvent plusieurs prises de sang, des recueils d urines donc des procédures assez lourdes La méthode de «routine» C est pour cette raison que l on utilise une molécule «endogène» qui se comporte «plus ou moins» comme une molécule exogène, la créatinine

9 La créatinine, un marqueur imparfait de l insuffisance rénale chronique

10 Origine de la créatinine La créatinine est la forme anhydre de la créatine qui sert de réserve énergétique dans le muscle sous sa forme phosphorylée. La catabolisation de la créatine en créatinine (1 à 2%) est constante. La production de créatinine dépend de la masse musculaire et est stable à l état d équilibre

11 Créatininémie et créatininurie sont dépendantes de la masse musculaire donc de l âge* avt 5a: 0,17-0,47 mg/dl, avt 9a: 0,32-0,6, avt 15a: 0,39-0,87 mg/dl du sexe* Sérum: H: 0,70-1,20 mg/dl, F: 0,50-0,90 mg/dl 1 ière Urine du matin: H: mg/dl, F: mg/dl Urine de 24H: H: mg/24h, F: mg/24h du poids et de la taille de l ethnie La créatinine sérique et sa concentration urinaire sont donc constantes chez un même individu et proportionnelles à sa masse musculaire La créatinine sérique augmente en cas d atteinte glomérulaire (*normes Roche, technique de Jaffé)

12 Mais Rupture possible de l équilibre musculaire: - pathologies musculaires (auto-immunes, génétiques), rhabdomyolyse, - corticothérapie, anorexie, cirrhose, amputation, patient paraplégique, cancer - patient obèse - très grand sportif La créatinémie du patient n est pas celle qu on devrait observer en fonction de son âge, sa taille et son sexe La créatinine est faiblement secrétée au niveau tubulaire: - cette sécrétion est variable d un individu à l autre et d une ethnie à l autre - elle est nettement accrue en cas d insuffisance rénale Modification physiologique au cours de la grossesse: augmentation du DFG (augmentation du débit plasmatique rénal)

13 La créatinine n est pas un marqueur sensible : 50% des néphrons peuvent être altérés et la créatinine sérique être toujours normale! Marc Froissart zone grise: les valeurs normales de créatinine points rouges: DFG observés chez 95% des patients de plus de 65 ans points noirs: DFG observés chez 95% des patients de moins de 65 ans (multiplier 1 µmol/l par 0,113 pour convertir en mg/l)

14 L estimation du débit de filtration glomérulaire sur base de la créatinine

15 La clairance de la créatinine. On la mesure à l aide des urines de 24H Clairance en ml/min = U x V / P U et P représentent respectivement la concentration urinaire et plasmatique exprimées dans la même unité V le débit urinaire exprimé en ml/min. Idéalement la clairance devrait être rapportée à la surface corporelle idéale de 1,73 m 2 MAIS Problème pré-analytique: la récolte des urines! Problème physiologique: la clairance de la créatinine est supérieure à la clairance de l inuline en raison de la sécrétion tubulaire de la créatinine Cette sécrétion augmente avec le degré d insuffisance rénale chronique

16 On estime la clairance de la créatinine à l aide de formules mathématiques La formule de Cockcroft et Gault pour l adulte: 140-âge (année) x poids (kilo) Clairance (ml/min) = x créatinine (mg/dl) valeur à multiplier par 0.85 s il s agit d une femme La formule de Schwartz pour l enfant Clairance (ml/min) = k x taille (cm)/créatinine (mg/dl) k est un facteur qui varie en fonction de l âge

17 En1999: la formule MDRD (Modification of the Diet in Renal Disease) Elaborée sur base de la créatininémie de 1628 patients et de leur DFG déterminé par une méthode de référence (I 125 iothalamate) Ces patients déjà atteints d une maladie rénale participaient à une étude destinée à prouver l intérêt d une diminution de l apport alimentaire en protéines Elle permet de calculer un DFG estimé (edfg)*: edfg en ml/min/1.73 m 2 = x (S cr ) x (Age) x si femme x si Afro-Américain (créatinine exprimée en mg/dl) (*Levey A.S., Ann Intern Med 1999 ; 130(6) : )

18 Le succès rapide de la formule MDRD En 2002, K/DOQI impose la formule MDRD pour estimer le DFG (edfg) La formule a rapidement été utilisée par la majorité des laboratoires qui disposent de tous les éléments pour l appliquer La possibilité de déterminer sans coût supplémentaire une IRC (edfg est < 60 ml/min/1,73m 2 ) a favorisé un dépistage de masse MAIS Mise en évidence de discordances inter-laboratoires ayant un impact important sur l épidémiologie de la maladie et la définition du stade de l IRC chez les patients Mise en évidence d un manque de reproductibilité des tests et de fluctuations dues à des problèmes de calibration dans un même laboratoire

19 En 2002*, une étude épidémiologique révèle l impact des dosages sur les edfg Le laboratoire qui a effectué les dosages pour l étude de la NHANES (National Health and Nutrition Examination Survey) a utilisé une méthode Jaffé cinétique de Boehringer (Roche) sur Hitachi dont les résultats sont en moyenne 0,23 mg/dl plus haut que ceux du laboratoire qui a permis d établir la formule MDRD, une méthode Jaffé cinétique de Beckman réalisée sur CX3 L impact des problèmes analytiques est d autant plus marqué que la concentration en créatinine est faible donc pour les edfg estimés élevés Dans la zone de concentration en créatinine de 1,5 mg/dl qui correspond à un DFG de l ordre de 60 ml/min/1.73 m 2, le edfg peut varier de 42 à 78 ml/min/1.73 m 2 *Coresh J. et col., Am J Kidney Dis 2002; 39(5):

20 LES DOSAGES DE LA CRÉATININE AVANT 2000

21 Les dosages de la créatinine avant 2000 Les laboratoires utilisent tous la technique colorimétrique de Jaffé (1886); les techniques enzymatiques sont confidentielles La réaction de Jaffé: formation d un complexe coloré en rouge en présence d acide picrique en milieu alcalin Nombreuses interférences, les pseudo-chromogènes: protéines, glucose, corps cétoniques, pyruvate, certains médicaments, l alimentation parentérale Un interférence négative: la bilirubine

22 Pour minimiser l impact des «pseudo-chromogènes»: mesurer l augmentation de la coloration sur un mode cinétique (document Roche)

23 Pour minimiser l impact des pseudo-chromogènes, Roche introduit en 2002 les «méthodes compensées» Le dosage de la créatinine est effectué normalement et une valeur fixe de 0,3 mg/dl est soustraite systématiquement pour «compenser» l effet des pseudo-chromogènes: la créatininémie est plus basse, la clairance et le edfg plus élevés Cette correction est imparfaite puisque la concentration de pseudo-chromogènes varie d un patient à l autre La correction crée des problèmes lorsque la créatinine est basse, notamment chez l enfant (Delanghe J.R. 2008, Scand J Clin Lab Invest 2008, S241 : 46-51)

24 Jusqu en 2006, beaucoup de problèmes pour le dosage de la créatinine La concentration de pseudo-chromogènes varie d un patient à l autre et la correction de leur interférence d une technique à l autre: l effet «matrice» est celui qui a le plus d impact sur les dosages Le nombre de standards utilisés et leur concentration a un impact sur la reproductibilité à long terme Les méthodes sont biaisées et imprécises: l erreur totale est donc très élevée document Roche

25 En 2006*, le Working Group de la National Kidney Disease Education Program (NKDEP), Myers G et ses collaborateurs préconisent: Une méthode de référence, l IDMS (isotope dilution gas chromatography/mass spectrophotometry) réalisée par un petit nombre de laboratoires Un standard international: SRM 967 reconnu par l IRMM (Institute for Reference Materials and Measurements), européen, et le NIST(National Institute of Standards and Technology), américain Les méthodes doivent être «traçables» vis-à-vis de la méthode de référence et du standard international *Clin Chem 2006 ; 52 (1) : 5-18.

26 Une précision minimale doit être atteinte: Les K/DOQI considèrent le edfg comme acceptable lorsqu il ne s écarte pas de plus de 30% du DFG mesuré; il ne faut pas que les problèmes analytiques soient responsables de plus de 10% de cet écart Pour que l erreur totale soit acceptable, le CV interlaboratoire devrait être < 8% et le biais par rapport à une technique IDMS <5% pour une concentration de l ordre de 1.0 mg/dl Les techniques enzymatiques sont sujettes à moins d interférences que la méthode de Jaffé, mais ne sont pas parfaites

27 Schéma réactionnel des techniques enzymatiques Roche, Siemens et Abbott: créatininase et réaction de Trinder La créatine et la sarcosine endogènes sont dégradées lors de l addition du premier réactif SOD: sarcosine-oxydase Dérivé phénol utilisé: HTIB, acide hydroxy-3 triodo-2,4,6 benzoïque

28 Conséquences des améliorations techniques, l équipe MDRD revoit sa formule sur base de dosages réalisés avec une technique enzymatique Roche IDMS «traçable», en 2007* la formule devient: 175 x (S cr ) x (Age) x si femme ( x si Afro-Américain) (créatinine en mg/dl) * Clin Chem 2007 ; 53(4) :

29 Un autre problème de la formule MDRD: une très grande imprécision pour les DFG élevés et une sous-estimation fréquente de ces DFG Ne pas renseigner une valeur de edfg >60 ml lorsqu il est calculé avec MDRD! Levey A.S., Ann Intern Med ; 150 :

30 En 2009, la formule CKD-EPI pour les DFG > 60 ml/min/1,73m 2 L équipe MDRD revoit sa formule et publie la formule CKD-EPI (Chronic Kidney Disease Epidemiology Collaboration) Levey A.S., Ann Intern Med ; 150 :

31 La formule CKD-EPI et les DFG > 60 ml/min/1,73m 2 Elle est basée sur la relation de type exponentielle existant entre le créatininémie et le DFG; relation qui peut se résumer à deux pentes différentes. Créatinine (mg/dl) L équation pour calculer le DFG Femme x(Scr/0.7) x âge (x si Afro-Am) > x(Scr/0.7) -1,209 x âge (x si Afro-Am) Homme x(Scr/0.9) x âge (x si Afro-Am) > x(Scr/0.9) -1,209 x âge (x si Afro-Am)

32 La formule CKD-EPI ne résout pas tous les problèmes Le manque de précision des edfg autour de 60 ml/min/1,73m 2 Les biais importants pour le calcul des edfg des patients obèses ou ayant une masse musculaire anormalement faible Les edfg des patients âgés: En 2010, la Berlin Initiative Study décide d élaborer sa propre formule pour les plus de 70 ans: BIS1: 3736 x creatinine x âge x 0.82 (si femme) Schaeffner E.S., Ann Intern Med 2012 ; 157 :

33 Un autre marqueur est disponible: la cystatine C * C est une petite protéine filtrée au niveau glomérulaire, ni réabsorbée ni secrétée au niveau tubulaire Sa concentration est peu influencée par l âge, le sexe et pas du tout par l ethnie C est un meilleur marqueur du risque cardiovasculaire que la créatinine Seules quelques situations cliniques modifient sa concentration (p. thyroïdiens, corticothérapie, certains syndromes inflammatoires) *Grubb A., Adv Clin Chem ; 35 :

34 Les KDIGO reconnaissent son utilité et recommandent la formule CKD-EPI Cystatine quand on sait que la créatinine sera un mauvais marqueur Cystatine (mg/l) L équation pour calculer le DFG F ou H x (Scys/0.8) x âge (x si Femme) F ou H > x (Scys/0.8) x âge (x si Femme) MAIS La cystatine est dosée par néphélométrie (PENIA) ou turbidimétrie (PETIA) Elle est rarement accessible 24H sur 24 Le dosage est beaucoup plus coûteux que celui de la créatinine Il n est pas encore remboursé par l INAMI Le dosage est moins reproductible

35 Ou en sommes nous en 2016?

36 Concernant le dosage de la créatinine

37 L erreur aléatoire du dosage de la créatinine a un poids plus grand dans le calcul de l erreur totale que les biais dus à des fluctuations de calibration Les erreurs aléatoires: Fluctuations de lot à lot de calibrant et de réactif Variabilité des calibrations Performances variables de l automate en raison de sa vétusté et de la qualité de son entretien Effet matrice: présence plus ou moins grande de substances interférentes document Roche Delanaye P. J nephrol 2014 ; 27(5) :

38 Les études* belges, françaises, hollandaises démontrent que les techniques basées sur la réaction de Jaffé peinent à atteindre les objectifs de qualité définis par la NKDEP en 2006 surtout lorsque la concentration est basse La qualité des techniques enzymatiques est nettement supérieure : bonne traçabilité vis-à-vis des techniques IDMS, meilleure précision (problème avec les techniques en chimie sèche) Actuellement, malgré les efforts de l industrie du diagnostic, l écart entre la valeur la plus faible et la plus élevée obtenue pour un même échantillon dans différents laboratoires est encore si importante qu elle peut être responsable d une mauvaise définition du stade de l IRC (*Hoste et al, BMC Nephrology 2015:16:21)

39 Concernant la formule de calcul la plus efficace

40 C est l utilisation conjointe de la créatinine et de la cystatine qui permet la calcul du edfg le plus efficace et la meilleure estimation du risque cardiovasculaire Créatinine (mg/dl) Cystatine (mg/l) L équation pour calculer le DFG: La formule CKD-EPI créatinine-cystatine Femme x(Scr/0.7) x(scys/0.8) x0.995 âge (x 1.08 si Afro-Am) > x(Scr/0.7) x(scys/0.8) x0.995 âge (x 1.08 si Afro-Am) Femme > x(Scr/0.7) x(scys/0.8) x0.995 âge (x 1.08 si Afro-Am) > x(Scr/0.7) x(scys/0.8) x0.995 âge (x 1.08 si Afro-Am) Homme x(Scr/0.9) x(scys/0.8) x0.995 âge (x 1.08 si Afro-Am) > x(Scr/0.9) x(scys/0.8) x0.995 âge (x 1.08 si Afro-Am) Homme > x(Scr/0.9) x(scys/0.8) x0.995 âge (x 1.08 si Afro-Am) > x(Scr/0.9) x(scys/0.8) x0.995 âge (x 1.08 si Afro-Am)

41 Pour les plus âgés aussi BIS II : 767 x cystatine C x creatinine x âge -057 x 0.87 (si femme) Mais Il n y a pas de formule idéale pour calculer le edfg quel que soit l âge, le sexe, la surface corporelle, l ethnie et la fonction rénale du patient On doit avoir recours à des techniques de référence lorsqu on souhaite connaitre le DFG de manière précise (calcul des doses de médicaments)

42 Conclusions: que faire dans l immédiat? Les laboratoires doivent utiliser : - les techniques enzymatiques malgré leur coût - la formule CKD-EPI créatinine conseillée par les néphrologues

43 Merci pour votre attention