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Bone marrow necrosis in two patients with neoplastic disorders.


Annales de Biologie Clinique. Volume 65, Number 6, 636-42, Novembre-Décembre 2007, pratique quotidienne

DOI : 10.1684/abc.2007.0173

Résumé   Summary  

Author(s) : J Gérard, B Berdin, G Portier, A Godon, A Tessier-Marteau, F Geneviève, M Zandecki , Laboratoire d’hématologie biologique, Centre hospitalo-universitaire, Angers, Département de biologie, Centre hospitalier, Laval, Service de chirurgie viscérale, Centre hospitalier, Laval.

Summary : Bone marrow necrosis is defined by extensive necrosis of the myeloid tissue and bone marrow stroma. Diagnosis is done on characteristic cytological pattern of the bone marrow aspiration and/or biopsy. We report two observations. The first patient, aged 75, has been hospitalized for fever, asthenia and lower back pain. An haematological malignancy was suspected after observation of a few peripheral blood blast cells, but necrosis was found on the bone marrow aspiration and could not lead to further haematological diagnosis. Within next days, the white blood cell count and the number of blasts increased, leading to the diagnosis of acute monoblastic leukaemia. A chemotherapy was started but the patient died 20 days after admission. The second patient, aged 28, has been hospitalized for severe bleeding a few days after the diagnosis of a metastatic gastric tumour. The bone marrow aspiration, made for the evaluation of a thrombocytopenia, showed a massive necrosis. The patient deceased shortly after hospitalization. According to literature, bone marrow necrosis is in most instances secondary to either an haematological malignancy (60%) or to a solid tumour (30%), but only at times observed with a non-malignant disorder. Bone pain, fever, cytopenias and elevated serum lactic dehydrogenase and alkaline phosphatase are frequently reported, but are mostly non specific of the diagnosis in these malignant conditions. Examination of the bone marrow leads to the diagnosis: cells are pycnotic, scarcely recognizable in a background of amorphous extracellular eosinophilic proteinaceous material, and histology shows disappearance of fat spaces with preservation of the bone tissue. Tissue hypoxemia due to microcirculation failure may be the main mechanism leading to the necrosis, whatever the related disorder. Supportive care together with specific therapy of the causal disease must be started promptly. The prognosis depends on the underlying illness and is generally very poor when extensive necrosis is observed.

Keywords : bone marrow necrosis, cellular lysis, pancytopenia, leukaemia, neoplasia

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ARTICLE

Auteur(s) : J Gérard1, B Berdin2, G Portier3, A Godon1, A Tessier-Marteau1, F Geneviève1, M Zandecki1

1Laboratoire d’hématologie biologique, Centre hospitalo-universitaire, Angers
2Département de biologie, Centre hospitalier, Laval
3Service de chirurgie viscérale, Centre hospitalier, Laval

Article reçu le 6 Juin 2007, accepté le 27 Juillet 2007

L’observation 1

Un homme de 75 ans est hospitalisé pour hyperthermie (38 °C), asthénie et lombalgies bilatérales. Il a comme antécédent notable une neurofibromatose de Recklinghausen diagnostiquée 20 ans auparavant. L’examen clinique est sans particularité et il n’y a pas de point d’appel infectieux évident. L’hémogramme montre une hyperleucocytose (25 G/L) avec polynucléose neutrophile (14 G/L), monocytose (3 G/L), érythromyélémie (3 % d’érythroblastes et 8 % de granulocytes immatures), 5 % de blastes et une thrombopénie (96 G/L). L’anémie est initialement absente (hémoglobine = 13,5 g/dL ; N = 13-17 g/dL). Dans les jours suivants, l’état du patient se dégrade et nécessite le transfert en réanimation médicale. On observe des crépitants bilatéraux des bases pulmonaires et une hépato-splénomégalie, et sur le plan biologique on trouve une augmentation des phosphatases alcalines sériques (PAL = 780 UI/L ; N = 33-125 UI/L), de la gamma glutamyl transpeptidase (880 UI/L ; N = 11-69 UI/L) et des lactates déshydrogénases (LDH = 2 800 UI/L ; N = 210-390 UI/L), avec une discrète cytolyse hépatique (ALAT = 88 UI/L ; N = 12-60 UI/L ; ASAT normales). Une anémie apparaît en quelques jours (hémoglobine = 9,4 g/dL) en partie liée à l’hémodilution secondaire au remplissage vasculaire. La ponction sternale est réalisée et le myélogramme montre des altérations morphologiques majeures des cellules myéloïdes, avec contour indistinct, taille réduite, noyau lytique et cytoplasme en dégénérescence (figure 1A et B). Les quelques cellules identifiables correspondent à des blastes d’aspect monocytoïde : l’aspect oriente vers un état de nécrose médullaire (NM) dans le cadre d’une probable leucémie aiguë monocytaire. L’évolution sur le plan hématologique est marquée par une augmentation rapide de la leucocytose (de 13 à 84 G/L en 6 jours), constituée majoritairement de monoblastes (figure 2), et d’une majoration des cytopénies. Un traitement par Hydrea® est débuté immédiatement, mais la détresse respiratoire s’aggrave et l’évolution devient progressivement défavorable avec décès 20 jours après le début de l’hospitalisation.

L’observation 2

Un homme de 28 ans, sans antécédent particulier, consulte un gastro-entérologue pour douleur épigastrique résistant aux inhibiteurs de la pompe à protons. Une gastroscopie et une biopsie gastrique sont réalisées et permettent le diagnostic d’adénocarcinome peu différencié à cellules indépendantes. L’examen clinique montre également de nombreuses adénopathies évocatrices de métastases ganglionnaires. L’hémogramme est normal. Un site implantable sous-cutané est installé en prévision d’une chimiothérapie. Trois jours plus tard, alors que la chimiothérapie n’a pas encore débuté, le patient est hospitalisé pour l’apparition d’un hématome au niveau du bras et de l’épaule gauches. L’hémogramme montre une anémie modérée (hémoglobine = 11,5 g/dL) et une thrombopénie (74 G/L ; N = 150-400 G/L). Les LDH sont très élevés (2 875 UI/L) et les PAL discrètement augmentés (146 UI/L). Le taux de prothrombine abaissé (38 %), le facteur V à 32 % (N = 70-130 %), et le fibrinogène à 0,6 g/L (N = 2-4 g/L) orientent vers une coagulation intravasculaire diffuse. Le myélogramme est richement cellulaire, mais toutes les cellules sont inidentifiables. L’aspect est celui d’une NM (figure 3A et B), probablement dans le cadre d’une dissémination de la maladie initiale, bien que l’examen attentif des frottis ne permette pas d’affirmer avec certitude la présence d’amas métastatiques. L’évolution est rapidement défavorable, avec défaillance polyviscérale et aggravation des cytopénies : malgré la mise en place d’une réanimation adaptée le décès du patient survient 7 jours après son admission au centre hospitalier.

Commentaires

La NM répond à la définition de « nécrose extensive du tissu myéloïde et du stroma médullaire dans de larges régions de la moelle osseuse hématopoïétique ». C’est sur l’examen de la moelle osseuse (ponction ou biopsie) que le diagnostic sera évoqué. Selon les séries, sa prévalence a été rapportée comme variant de 0,3 à 37 % [1-4], mais cette grande amplitude s’explique en premier lieu par les critères de définition retenus, et notamment l’importance de son extension au sein du tissu myéloïde. La première étude documentée sur le sujet avait montré que chez 316 patients décédés de leucémie aiguë l’interprétation initiale de la biopsie ostéomédullaire n’avait reconnu cette nécrose que dans 4 cas (1,3 %), mais que la relecture histologique retrouvait des foyers de nécrose dans 34 cas (10,7 %) [5]. La population étudiée a également son importance : les prélèvements autopsiques montrent plus fréquemment des images de nécrose, et les séries les plus anciennes s’adressent à des patients pour lesquels les ressources thérapeutiques contre la maladie sous-jacente étaient plus limitées qu’aujourd’hui (chimiothérapie anticancéreuse notamment). En ne retenant que les aspects typiques au myélogramme ou à la biopsie ostéomédullaire (voir plus loin) et en se limitant aux patients vivants il semble qu’une prévalence de 0,3-0,4 % doive être retenue [6].

La NM est secondaire à une maladie sous-jacente, presque toujours de nature cancéreuse (plus de 90 % des cas) [6] (tableau 1). Les hémopathies malignes sont au premier plan, correspondant à des leucémies aiguës lymphoïdes ou myéloïdes (tous types), à des syndromes myéloprolifératifs (essentiellement la leucémie myéloïde chronique) ou à des lymphomes (maladie de Hodgkin, ou lymphomes non hodgkiniens de faible ou forte malignité). La pratique fréquente de l’examen de la moelle osseuse (myélogramme ou biopsie ostéomédullaire) en situation hématologique est peut-être une explication de cette représentation élevée. L’existence d’une tumeur solide est la seconde situation fréquente de NM. La tumeur primitive n’est pas toujours identifiée, même après une recherche approfondie (25 % des cas), mais on remarque une surreprésentation des cancers gastriques (30 % des cas) [6], comme pour l’observation 2. Selon les cas, la NM est décrite au diagnostic de la maladie, après chimiothérapie ou à la rechute [6].

Dans quelques cas la NM s’observe au cours des maladies non cancéreuses (tableau 1). La drépanocytose a été la première décrite comme associée à la NM [7, 8]. Parmi les infections sévères, celle associée au VIH semble dominer actuellement [4]. Ponctuellement la NM a été rapportée au cours de traitements médicamenteux, notamment en contexte hématologique (interféron alpha, acide tout transrétinoïque ou ATRA, fludarabine), et dans d’autres pathologies, ayant un lien avec des anomalies de la microcirculation (microangiopathies thrombotiques, CIVD associée ou non à une maladie métastatique, syndrome des antiphospholipides) ou non (hyperparathyroïdie) (tableau 1). Au cours de l’anorexie mentale la NM est parfois rapportée, mais moins fréquemment qu’une situation proche et discutée plus loin, la transformation gélatineuse de la moelle osseuse [9].

Le point de vue du clinicien

Il n’existe pas de signes cliniques particuliers à la NM. Celle-ci survient en outre le plus souvent dans un contexte de maladies cancéreuses, avec leurs spécificités propres ou qui ont déjà bénéficié d’un traitement adapté. C’est dans ce contexte qu’il faudra savoir évoquer la possibilité d’une NM. Les douleurs osseuses sont retrouvées dans 80 % des cas, aiguës, intenses, disséminées ou localisées dans le bas du dos, et constituent la principale cause d’hospitalisation des patients [6]. Elles sont plus fréquentes quand la NM est secondaire à une leucémie aiguë, mais les douleurs osseuses sont en elles-mêmes fréquentes au cours des leucémies aiguës, notamment lymphoblastiques chez l’enfant, indépendamment d’une NM. La fièvre, retrouvée dans environ 70 % des cas, peut être reliée au processus de nécrose tissulaire aussi bien qu’à la neutropénie parfois observée [4]. La fatigue, souvent mentionnée, peut être reliée à l’anémie secondaire à la NM tout comme à la maladie préexistante. Finalement la pancytopénie est possible, mais ne permet pas d’orientation particulière dans un contexte où les maladies cancéreuses sont fréquentes. Tout signe hémorragique devra être recherché avec attention, la thrombopénie pouvant être aussi bien centrale (maladie initiale, nécrose) que périphérique (CIVD notamment), comme c’était le cas pour l’observation 2. La présence d’un ictère, clinique ou biologique, est également mentionnée dans 40 % des cas de la littérature, mais pas chez nos 2 patients. Quelques observations de la littérature signalent l’existence d’une embolie pulmonaire et d’une embolie graisseuse secondaires à la dégénérescence médullaire [6].

Le bilan étiologique des douleurs osseuses et de la fièvre amène à réaliser des explorations complémentaires, incluant l’imagerie et la réalisation d’un myélogramme après ponction sternale, éventuellement suivi d’une biopsie ostéomédullaire, qui va permettre le diagnostic : même en l’absence d’affirmation concernant la maladie causale, la recherche d’une maladie cancéreuse (tumeur solide, hémopathie) doit être privilégiée. L’imagerie conventionnelle peut montrer des anomalies osseuses en rapport avec une localisation tumorale, mais elle ne visualise pas l’existence de la NM, même étendue, car il n’y a pas de remaniement osseux, au moins les premiers temps. Si une scintigraphie osseuse est réalisée, elle montre une absence de fixation de l’isotope dans tous les espaces osseux nécrosés, visualisant l’extension de la nécrose et permettant d’apprécier l’existence de territoires encore hématogènes ; elle permettra d’observer la réapparition de l’hématopoïèse chez les patients évoluant favorablement. L’imagerie par résonance magnétique permet elle aussi d’évaluer l’étendue de la nécrose, par le changement de l’intensité du signal secondaire aux variations des proportions de lipides et d’eau contenus dans les éléments cellulaires : dans les NM extensives on peut observer au niveau des cavités osseuses hématogènes (vertèbres, pelvis) une image caractéristique correspondant à une zone centrale d’intensité variable entourée par une couronne périphérique distincte hyperdense [10].

Outre le traitement symptomatique, la transfusion de concentrés érythrocytaires et/ou plaquettaires est parfois nécessaire, avec une antibiothérapie adaptée devant toute suspicion d’infection. Selon l’étiologie le traitement spécifique sera instauré au plus vite, et concernant notamment les tumeurs malignes la chimiothérapie doit être débutée dès que possible. La survie des patients dépend essentiellement de la maladie primitive et aucune publication ne prouve statistiquement que la NM soit un facteur indépendant de mauvais pronostic [6]. Il apparaît cependant que le pronostic dépend principalement de la pathologie sous-jacente lorsque la NM est modérée, alors que l’issue est plus souvent fatale quand elle est étendue (plus de 50 % du tissu hématopoïétique atteint) [4, 6]. Dans les deux observations présentées l’évolution a été rapidement défavorable, mais il s’agissait pour un patient d’une leucémie aiguë monoblastique du sujet âgé, dont il n’existe pas actuellement de traitement efficace, et pour l’autre patient d’une tumeur maligne avec métastases multiples. Quand un traitement symptomatique et un traitement spécifique de la maladie causale se révèlent efficaces, la reconstitution du tissu hématopoïétique est observée et le pronostic général rejoint celui de la maladie initiatrice [4, 6].

Tableau 1 Maladies sous-jacentes ou associées aux nécroses médullaires. Les maladies cancéreuses (hémopathies et tumeurs solides) sont les plus fréquemment citées.

Pathologies malignes (90 %)

Maladies non cancéreuses (10 %)

  • Hémopathies (60 %)
  • Leucémies aiguës lymphoïdes
  • Leucémies aiguës myéloïdes (tous types)
  • Leucémie myéloïde chronique (plus rarement un autre syndrome myéloprolifératif)
  • Lymphomes (maladie de hodgkin et lymphomes non-hodgkiniens)


  • Drépanocytose (2 %)
  • Infections (3 %)
  • Sepsis sévère
  • Tuberculose
  • Virales (Parvovirus, VIH)


  • Tumeurs solides (30 %)
  • Tumeur primitive non identifiée (25 % des cas)
  • Tumeur gastrique (30 % des cas)
  • Autres types, avec métastases médullaires
  • (poumon, ovaires, autres…)


  • Divers (5 %)
  • Médicaments (interféron alpha, ATRA…)
  • Microangiopathies thrombotiques ou coagulation intravasculaire disséminée
  • Syndrome des antiphospholipides
  • Anorexie mentale


Le point de vue du biologiste

La NM correspond à diverses altérations cytologiques et histologiques de la moelle osseuse hématopoïétique. Elle est secondaire à une maladie cancéreuse (tumeur solide ou hémopathie) dans 90 % des cas : les anomalies hématologiques et biochimiques observées au niveau du sang périphérique sont autant celles de la maladie sous-jacente que liées à la NM en elle-même. L’anémie et la thrombopénie sont presque constantes (91 % et 78 % des cas, respectivement). L’anémie s’installe rapidement, souvent dans les jours qui suivent les douleurs osseuses : outre qu’elle peut être préexistante à la nécrose, elle sera souvent majorée par l’hémodilution en cours de réanimation. Le nombre des leucocytes est augmenté (25 % des cas), normal (40 % des cas) ou abaissé, et correspond souvent à des variations du nombre des neutrophiles, avec parfois neutropénie sévère [4]. Une érythromyélémie est rapportée dans la moitié des cas [6], mais il s’agit également d’un signe non spécifique d’une localisation métastatique osseuse. La présence de blastes est presque constante quand il s’agit d’une NM dans le cadre d’une leucémie aiguë (comme c’était le cas pour l’observation 1), ce qui justifie une étude attentive de l’hémogramme, même rétrospective, surtout lorsqu’une NM est diagnostiquée sans orientation concernant la maladie sous-jacente. Les anomalies biochimiques, essentiellement une augmentation des LDH, des PAL sériques ou/et des transaminases, sont retrouvées dans 40 à 50 % des cas, mais là encore elles peuvent correspondre à la NM aussi bien qu’à la maladie sous-jacente [6]. Un bilan d’hémostase doit être systématiquement réalisé car une CIVD est parfois retrouvée, primitive ou secondaire (à la dissémination métastatique en premier lieu), comme dans l’observation 2.

La ponction aspiration médullaire est parfois un échec (ponction « blanche ») et il peut être nécessaire de répéter le geste en changeant de site de ponction (sternum, crête iliaque). Elle ne ramène habituellement qu’un peu de liquide clair ou séro-sanguin ou aqueux de couleur rouge sombre, aboutissant à un étalement d’aspect inhabituel. L’examen microscopique après coloration au May-Grünwald-Giemsa (MGG) est souvent encore richement cellulaire, mais les cellules sont en cours de désintégration et entourées d’un matériel protéinacé, grisâtre ou légèrement orangé, parfois d’allure finement granulaire. Les cellules ont perdu leur affinité tinctoriale habituelle : la taille est réduite, le noyau est pycnotique, le cytoplasme est grisâtre, parfois vacuolisé, et le contour cellulaire est indistinct (figures 1 et 3). La recherche attentive de quelques cellules ou régions des frottis épargnées par la nécrose est impérative, en ayant à l’esprit que les hémopathies et les localisations métastatiques de tumeurs solides sont les deux causes majeures.

La pratique de la biopsie ostéomédullaire n’est pas systématique et sa réalisation est délicate chez des patients thrombopéniques et en situation de réanimation. Elle est réalisée notamment en fonction des habitudes locales ou quand l’aspect au myélogramme ne permet pas un diagnostic de maladie causale. L’histologie montre une destruction de l’architecture médullaire, avec diminution franche ou disparition des espaces graisseux, disparition des structures vasculaires et de la microcirculation, mais préservation de l’os cortical. Les cellules sont nécrotiques et peu identifiables, entourées de matériel amorphe et éosinophile [11]. Un aspect partiellement proche de la transformation gélatineuse est souvent décrit (voir plus loin). La quantification de la nécrose est nécessaire, car l’existence de quelques foyers de nécrose n’est pas rare sur les biopsies réalisées dans le cadre de l’hémato-cancérologie : la NM est dite extensive quand plus de 50 % de la biopsie est nécrotique (ce qui peut expliquer la variation de prévalence en fonction des articles de la littérature). La corticale osseuse est préservée mais elle peut être altérée lorsque l’évolution est prolongée au-delà d’une semaine [6]. Quand l’évolution est favorable et qu’elle a pu être explorée on observe un rétablissement de la microcirculation et la phagocytose des éléments nécrosés préalablement à la reconstitution du tissu hématopoïétique. Une fibrose médullaire résiduelle modérée est parfois signalée [4, 6].

Le diagnostic différentiel est cytologique et histologique. Le myélogramme n’est informatif que lorsque la NM est extensive et que la ponction a été réalisée en territoire nécrotique. La contamination d’un prélèvement médullaire par de l’héparine (aspiration couplée pour études cytogénétique, immunophénotypique et moléculaire) provoque un halo rosé autour des cellules à la coloration MGG, et les cellules sont plus délicates à identifier. Au cours de l’aplasie médullaire, la richesse cellulaire est plus ou moins franchement diminuée mais les cellules sont identifiables morphologiquement et il n’y a pas d’altération de la trame osseuse. L’aspect de la biopsie ostéomédullaire est différent dans l’amylose, mais il a été décrit des dépôts amyloïdes sur des étalements médullaires lors d’une amylose AL, prenant la forme d’amas de taille variable, colorés en rose au MGG et composés de chaînes légères d’immunoglobulines [12]. La nécrose septique de la moelle osseuse montre un aspect de NM, et des bactéries sont parfois retrouvées sur les étalements. La transformation gélatineuse de la moelle osseuse associe une hypoplasie médullaire focale avec raréfaction marquée des adipocytes et des cellules hématopoïétiques sans anomalies morphologiques de ces dernières, avec imbibition liquidienne interstitielle par une substance gélatineuse. Elle est associée dans la majorité des cas aux états de dénutrition sévère et principalement observée dans le cadre de l’anorexie mentale. Les étalements médullaires ne sont pas toujours anormaux (frottis de coloration orangée, avec rares cellules myéloïdes mais bien identifiables) et c’est alors la biopsie ostéomédullaire qui fait le diagnostic [9] (tableau 2).

La physiopathologie de la nécrose médullaire n’est pas totalement élucidée mais un défaut de la microcirculation est l’évènement déclenchant mis en avant. L’obstruction mécanique de la microcirculation est souvent avancée, par manque de déformabilité des hématies au cours de la drépanocytose, par formation de dépôts de fibrine au cours des CIVD, ou par des amas de cellules tumorales au cours des tumeurs solides ou des hémopathies [4, 6]. Des lésions vasculaires inflammatoires médiées par des complexes immuns ou liées à une infection sont aussi mentionnées [6]. Le dénominateur commun serait la toxicité due au relargage de toxines, de cytokines (dont le TNF) et de substances vasoactives liée à la lyse cellulaire [4, 6]. Au cours de la transformation gélatineuse de la moelle osseuse, le jeûne induit une stimulation de la synthèse de glycosaminoglycanes sulfatés et d’acide hyaluronique qui remplissent les espaces laissés libres par l’atrophie des adipocytes médullaires conférant un aspect orangé (éosinophile) [9].

Tableau 2 Principales différences entre nécrose médullaire et transformation gélatineuse de la moelle osseuse.

Nécrose médullaire

Transformation gélatineuse

Fréquence

0,3 à 0,4 % des prélèvements médullaires

Exceptionnelle

ARRAY(0x23734c)

Contexte

Hémopathies et tumeurs solides

États de dénutrition sévère (surtout anorexie mentale)

ARRAY(0x234a44)

Physiopathologie évoquée

Défaut de la microcirculation et de l’oxygénation du tissu myéloïde

Stimulation excessive de la synthèse d’acide hyaluronique

ARRAY(0x23951c)

Signes cliniques

Douleurs osseuses, fièvre

Amaigrissement, œdèmes, diarrhée

ARRAY(0x23a01c)

Signes biologiques

Anémie, thrombopénie, CIVD

Hypoalbuminémie, cytopénies modérées

ARRAY(0x23a2f8)

Myélogramme et biopsie ostéomédullaire

Richement cellulaire

Souvent hypoplasique

Les cellules sont lytiques

Absence de cellules lytiques

Coloration de fond violet-rose +/- granulaire

Coloration de fond éosinophile ou rosée

ARRAY(0x23b468)

Pronostic

Lié à la maladie initiale

Favorable après correction de la dénutrition

Très péjoratif quand la nécrose est étendue

Conclusion

La NM correspond à un aspect cyto-histologique particulier, le plus souvent secondaire à une maladie cancéreuse ou hématologique. Elle n’est associée à aucun signe clinique ou biologique spécifique. Les douleurs osseuses, la fièvre et les cytopénies motivent la réalisation d’un prélèvement médullaire, ponction ou biopsie, qui permet le diagnostic : le biologiste doit connaître l’aspect particulier du myélogramme et savoir rechercher les quelques cellules encore identifiables qui orienteront vers le diagnostic de la maladie causale (cellules cancéreuses ou leucémiques). Le tableau clinique nécessite souvent l’hospitalisation dans un service de soins intensifs et un traitement symptomatique efficient, mais le traitement adapté à la maladie sous-jacente doit être instauré le plus rapidement possible, en sachant que le pronostic reste globalement mauvais.

Références

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