A Tamalet Dyskinésie Ciliaire Primitive: vers un nouvel algorithme diagnostic ? A quand le diagnostic de DCP sur simple bilan sanguin ( génétique ) ?

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1 A Tamalet Dyskinésie Ciliaire Primitive: vers un nouvel algorithme diagnostic ? A quand le diagnostic de DCP sur simple bilan sanguin ( génétique ) ?

2 Dyskinésie Ciliaire Primitive Un phénotype. Des examens, mais pas un Gold standard. – nasal NO (n NO) – Fréquence battement en microscopie optique – Video Microscopie Haute Fréquence ( VMHF) – Microscopie Electronique (ME) – Génétique plusieurs définitions – UK: Un phénotype typique + 2 tests anormaux ( ME, VMHF, nNO) – USA: 1 critère clinique majeur et 1 test anormal ( nNO, ME, génétique ou VMHF) – France: Sd Kartagener typique ou anomalie typique ME ou anomalie génétique avec mutations bi alléliques délétères dans un gène de DCP

3 Guidelines diagnostic PCD US 2015 : Genetic Disorders of Mucociliary Clearance Consortium « Diagnosis monitoring in PCD : PCD foundation consensus » Shapiro A et al. Ped Pulmonol, 2015 Europe : ERS Task force 2014 -2016 « diagnosis of primary ciliary dyskinesia ( PCD) in a molecular age: a practice guideline for diagnosing patients with PCD »

4 DCP: Phenotype clinique Patient avec des infections récurrentes voies aériennes respiratoires hautes et basses, ayant débutées précocement et – Situs inversus ou hétérotaxie ( 50 %) – DRNN inexpliquée ou rhinite à début néonatal – Histoire familiale de DCP – Stérilité masculine avec spermatozoïdes immobiles – Toux grasse quotidienne / DDB / Infections sévères VAS après avoir éliminé les diagnostics différentiels ( déficit immunitaire, mucoviscidose ) – OSM chronique avec otorrhée et infections VAI Lucas J, Arch Dis Child 2014 ( 99) 850-56

5 Critères cliniques majeurs DRNN inexpliquée avec trouble ventilation et/ ou CPAP et/ou O2 > 24 heures Anomalie de latéralité ( SI totatlis, SI ambigus ou hétérotaxie) Toux grasse quotidienne per annuelle ayant débutée < 1 an ou dilatations bronchiques au TDM Rhinite quotidienne per annuelle ayant débutée avant 1 an ou pansinusite TDM DCP Phenotype clinique Shapiro A. et al Ped Pulmonol 2015

6 DCP : Phenotype clinique Questionnaire diagnostic ? – Objectif: définir Valeur prédictive des éléments cliniques du diagnostic ( Situs inversus > otite …) – Outils: PiCaDar : questionnaire avec echelle de 0 à 14, valeur seuil > 5 prédictive de DCP. Behan L, abstact Bern 2015

7 nasal Nitric Oxyde (nNO) un bon screening test ? 6 % ( 3 / 49) de faux négatif ( seuil 274 ppb) Beydon et al, Ped Pulmonol 2015 Spécificité 100 % seuil à 175 ppb Sensibilité 91% : 6,8 % de faux négatif ( 4/ 59) Marthin JK et al Eur Resp J 2011

8 Mesures validées en chemiluminescence : – Cout ++ – Hand-held electrochimique *** » La boite noire … » Si n NO effondré, poursuivre investigations. Seuil – 77 nl/min ( 256 ppb) sensibilité 98% et spécificité 99% * – 30 nl/min ( 100 ppb) sensibilité 91% ** Apnée contre résistance – < 5 ans ? – En volume courant ( tidal breathing) nNO bon screening test ? Quelle technique ? *Leigh MW et al. Ann Am Thorac Soc 2013 ** Jackson C, Eur Resp J, in press *** Harris A BMC Pulmonary Med 2014

9 n NO un bon screening test ? mesure en Volume Courant ( TB) Bonne valeurs prédictive négative Mauvaise valeur prédictive positive Problème de seuil ? Normes de nNO chez l enfant ? Faible spécificité avec 39 % faux positifs Marthin JK et al Eur Resp J 2011

10 n NO un bon screening test ? Normes nNO chez l’enfant Sujet sain : nNO augmente jusqu’à l'âge de 8 – 12 ans Normes avant l'âge de 1 an * Adams P, Respiratory med 2015 Evolution nNO chez 39 enfants malades non DCP Beydon N Ped Pulmonol 2015

11 n NO un bon screening test ? Seuils en volume courant ?

12 n NO un bon screening test? OUI Oui mais Confronter le résultat à la clinique et après avoir éliminer le diagnostic de mucoviscidose Oui ++ si bas : seuils 274 ppb ( 77 nl/min) en apnée ou 134 ppb ( 40 nl/min) en volume courant ( TB) – Contrôlé à deux reprises – En l’absence d’obstruction nasale – ? NO ambiant ( n NO = n No mesuré – x % NO ambiant). mais Si n NO normal et forte suspicion clinique ( 6% de faux négatif) poursuivre les investigations Test Diagnostic

13 Le battement ciliaire ( FBC) en MO – Fréquence normale 8 à 11 hz – Bonne valeur prédictive uniquement si cils immobiles. – Si hétérogène: intérêt de VMHF

14 8 paramètres simples Longueur du cils angle Fréquence ( globale, phase active, passive) Pauses ( golabe, aller, retour) 4 paramètres complexes Distance parcourue ( avec ou sans ponderation / % de c. battantes) Surface couverte par seconde (avec ou sans pondération / % de c. battantes Papon JF Orph J rare disease 2012 VMHF analyse qualitative du battement

15 VMHF :corrélation entre type de battement et DCP confirmée Papon JF Orph J rare disease 2012

16 corrélation entre battement, anomalie ultra structurale et génétique BDE BDE/ BDI ME normale BDI CC/ PR Raidt J Eur Resp J 2014 La fréquence du battement n’est pas un bon outil pour le diagnostic sauf si FBC = O

17 La qualité du battement (CBP) corrélation avec ME et/ou génétique ? 2BD: aucun mouvement (KTU/ DNAF2, LRCC50/DNAAF1, LRRC6) BDE: peu d'amas battant, FBC diminuée, amplitude normale (DNAH5) BDI: peu d'amas battant, FBC normale, amplitude diminuée (CCDC 39, CCDC 40) Complexe Central : mouvement assez conservé: majorité d'amas battant, FBC normale, amplitude normale, parfois mouvement rotatoire Ponts radiaires: Absence de coordination, diminution amplitude, qq cils immobiles, + mouvement rotatoire (Hydin, RSPH1 RSPH4) Ultrastructure normale: résultats très hétérogènes, la particularité étant la FBC augmentée ( DNAH 11) Raidt J Eur R J 2014 ; Blanchon S in press

18 VMHF: test diagnostic ? OUI mais… Fréquence ( FBC) seule NON sauf si cils immobiles Analyse du Type de battement en VMHF (CBP) OUI – Un battement normal en VMHF permet d’éliminer DCP ( sensibilité 100% spécificité 93 % (Jackson C. in press) – Mais Faux positifs ++ Cout +, Expertise ++ L’ avenir : Logiciels d’analyses automatisées ++

19 Microscopie électronique Gold standard ? Bonne spécificité - Si anormale : DCP + MAIS - Problème / prélèvement (nombre suffisant de cils) - Résultat quantitatif -Nb de cils -% d’anomalie ciliaire -anomalie dominante etc.. - Expertise ( complexe central, BDI, pont radiaire +/- désorganisation - Cout

20 Papon et al., 2010 absence of outer dynein arms (ODA) 30% absence of both dynein arms (DA) 30% absence of inner dynein arms (DA) 15% abnormal central complex (CC) 15% PCD with « normal » cilia and other complex > 10%

21 Gènes impliqués en pathologie absence of outer dynein arms (ODA) 30% absence of both dynein arms (DA) 30% absence of inner dynein arms (DA) 15% abnormal central complex (CC) 15% PCD with « normal » cilia and other complex > 10% Sensibilité 79 % Et Spécificité de 100%

22 Non car 20 à 30 % de faux négatif – DCP à cils normaux Intérêt + Très bonne spécificité Expertise ++ Exportable Microscopie électronique : Gold standard ?

23 Jackson C,Eur Resp J, in press

24 40% DCP non diagnostiqué

25 Hétérogénéité génétique DNAI1 Pennarun et al., Am. J. Hum. Genet. 1999 DNAH5 Olbrich et al., Nat. Genet. 2002 DNAI2 Loges et al., Am. J. Hum. Genet. 2008 TXNDC3 Duriez et al., PNAS, 2007 DNAL1 Mazor et al., Am. J. Hum. Genet. 2011 CCDC114 Onoufriadis et al., Am. J. Hum. Genet. 2012 Knowles et al., Am. J. Hum. Genet. 2012 ARMC4 Hjeij et al., Am. J. Hum. Genet. 2013 NME8( TXNDC3), CCDC 103, CCDC 151, DNAAF1 Duquesnoy et al., Am. J. Hum. Genet. 2009 DNAAF2 Omran et al., Nature, 2008 RPGR Moore et al., J. Med. Genet. 2006 DNAAF3 Mitchison et al., Nat.Genet. 2012 CCDC103 Panizzi et al., Nat. Genet. 2012 HEATR2 Harani et al., Am. J. Hum. Genet. 2012 LRRC6 Kott et al., Am. J. Hum. Genet. 2012 DYX1C1 Tarkar et al., Nat. Genet. 2013 SPAG1 Knowles et al., Am. J. Hum. Genet. 2013 ZMYND10 Moore et al., Am. J. Hum. Genet. 2013 Zariwala et al., Am. J. Hum. Genet. 2013 C21orf59 Austin-Tse et al., Am. J. Hum. Genet. 2013 DNAH11 Bartoloni et al., PNAS, 2002 DRC1 Wirschell et al., Nature Genetics, 2013 CCDC65 Horani et al., PLoS One, 2013 CCDC39 Merveille et al., Nature Genetics, 2011 CCDC40 Becker-Heck et al., Nature Genetics, 2011 CCDC 65 CCDC 164 RSPH4A Castelman et al., Am. J. Hum. Genet. 2009 RSPH9 HYDIN Olbrich et al., Am. J. Hum. Genet., 2012 RSPH1 Kott et al., Am. J. Hum. Genet., 2013 32 mutations permettent identifier 60 % patients

26 Génétique : test diagnostic? Génétique guidée par le type de l’anomalie ultra structurale identifiée, Sauf qq cas particuliers FBC 0 et identification mutation biallelique gène BDE + BDI ME normale, et mutation DNAH11 Fratrie symptomatique d’un patient DCP confirmé 40 % patients non identifiés par génétique Gold standard :2 mutations non ambiguës dans un gène de DCP Stricte concordance entre gène muté et l’anomalie ultra structurale ! Interprétation des variants.

27 Génétique A venir ….NGS ( Next Generation Sequencing) – 32 gènes – Positif si 2 anomalies évidentes dans 1 gène DCP – Confirmé par séquençage classique – Si douteux : à confronter à ME

28 Tableau clinique évocateur nNo FBC en MO FBC 0 FBC ≠ 0 normal effondré DCP 0 VMHF normale DCP 0 Tableau clinique évocateur ++ Anormale ME normale DCP 0 Génétique Mutations causales Absence Mutations causales DCP Anormale DCP suspectée

29 Syndrome sino-pulmonaire et anomalie fonctionnelle cils nNO bas et/ ou VMHF et/ou FBC 0 Analyse moléculaire ( NGS ) Abs de mutation dans un gène connu de DCP Identification de mutations causales (ex: FBC 0 et gene 2 BD ( DNAAF 5, DNAAF1 ME : confirmation du diagnostic