ARTICLE
Auteur(s) : Thierry Burnouf
Human Plasma Product Services (HPPS), 18 rue Saint-Jacques,
59800 Lille
Le plasma humain contient un nombre important de protéines qui
se révèlent essentielles à la régulation et à l’équilibre des
processus physiologiques de l’organisme. La fonction de certaines
de ces protéines est apparue clairement quand un lien de cause à
effet a été établi entre l’existence d’un déficit congénital ou
acquis et la survenue d’une pathologie. Parmi les plusieurs
centaines de protéines identifiées dans le plasma, plus d’une
vingtaine sont aujourd’hui extraites industriellement et utilisées
comme médicament, en particulier à titre de thérapeutique
substitutive consistant à restaurer chez le malade un taux
circulant plasmatique normal. La figure 1 est une
représentation de la composition protéique du plasma humain ;
elle illustre la diversité tant qualitative que quantitative du
plasma, mais aussi le défi technologique présenté par l’extraction
de certaines de ces protéines présentes à l’état de traces.
Au fil des 15 dernières années, le fractionnement plasmatique a
poursuivi sa mutation et son évolution, tout particulièrement pour
assurer au mieux la sécurité virale et, plus globalement, la
qualité des produits [1]. Aujourd’hui, il s’inscrit, sans conteste,
parmi les disciplines les plus avancées et les plus exigeantes de
l’industrie biopharmaceutique. Cet article fait le point sur le
mode de production et sur les caractéristiques de ces produits
essentiels, de même que sur l’état des connaissances et sur les
progrès accomplis dans la maîtrise des risques de transmission de
virus et de prions.
Fractionnement plasmatique
Situation mondiale
Le processus industriel complexe permettant l’extraction des
produits plasmatiques est appelé « fractionnement
plasmatique ». Le volume de plasma fractionné se monte à
environ 25 millions de litres à l’échelle mondiale, dont environ
600 000 litres en France. Les phases d’extraction des protéines
sont réalisées à grande échelle dans des usines de haute
technologie dénommées « centres de fractionnement ». On
dénombre environ 70 centres dans le monde, dont 3 en France, 2
d’entre eux étant localisés aux Ulis et à Lille et regroupés au
sein du Laboratoire français du fractionnement et des
biotechnologies (LFB).
La plupart des centres de fractionnement se trouvent dans des
pays industrialisés ou émergents [2]. Dans l’Union européenne, on
trouve des centres de fractionnement en Allemagne, en Angleterre,
en Autriche, en Belgique, en Espagne, en Hollande, en Hongrie, en
Italie, et en Suède. Ailleurs, des centres de fractionnement
existent en Australie, en Chine, aux Etats-Unis, au Japon, et en
Suisse. Le Brésil, l’Iran, la Russie et l’Inde envisagent la
construction d’un centre de fractionnement afin de subvenir au
moins partiellement à leurs besoins en produits plasmatiques.
L’insuffisance de production et le coût conduisent à une disparité
marquée dans l’usage clinique de ces produits entre le monde
industrialisé et les pays en voie de développement.
Collecte du plasma pour fractionnement
Le plasma pour fractionnement peut être préparé soit à partir de
dons de sang total (cas majoritaire en France), soit à partir de
dons de plasma par aphérèse (procédure utilisée majoritairement aux
Etats-Unis pour la collecte auprès de donneurs rémunérés). Dans le
cas d’une collecte de sang total, le don doit subir une ou
plusieurs étapes de centrifugation afin de séparer le plasma des
composants cellulaires (tout particulièrement les globules rouges).
Les centres de collecte sont soit sous le contrôle direct des
fractionneurs (c’est le cas par exemple de centres de plasmaphérèse
localisés aux Etats-Unis), soit d’établissements de transfusion
(comme en France) qui ont des contrats de fourniture de plasma avec
le fractionneur. Dans tous les cas de figure, la collecte et la
préparation du plasma pour fractionnement font l’objet d’un cadre
réglementaire très strict, sous le contrôle des autorités
nationales de santé. Des critères particuliers sont appliqués pour
la préparation de plasmas « spécifiques » (hyper-immuns)
renfermant un titre élevé en anticorps neutralisants dirigés contre
des antigènes sanguins (facteur rhésus ou antigène D) ou des agents
infectieux (par exemple le virus de l’hépatite B) [3]. Le plasma
pour fractionnement doit de préférence être congelé rapidement
(dans la pratique, généralement à - 30 °C) dans les
24 heures, et mieux dans les 8 heures après la collecte
afin de bien préserver les facteurs de la coagulation, dont le
facteur VIII. La chaîne du froid, en particulier lors du transport
chez le fractionneur, doit être assurée.
Technologies de fractionnement
La méthodologie de fractionnement utilisée de nos jours s’inspire
encore beaucoup du procédé historique débutant par la
cryoprécipitation, qui est une décongélation du plasma à basse
température pour isoler le cryoprécipité enrichi en facteur VIII,
en facteur Willebrand et en fibrinogène. Les protéines de la
fraction surnageante (surnageant de cryoprécipité) sont séparées
par précipitations séquentielles en présence d’éthanol, tel que mis
au point par les équipe de Cohn [4], puis de Kistler and Nitschman
[5]. Le degré de complexité des procédés de fractionnement s’est
accru au fur et à mesure que de nouveaux produits ont été
développés à partir des différentes fractions issues de cette
méthodologie de base. Le fractionnement plasmatique moderne s’est
donc adjoint des procédés de purification chromatographiques qui
permettent l’isolement de nouveaux produits (facteurs de
coagulation, anticoagulants, inhibiteurs de protéase) à des niveaux
de pureté élevés.
Dans la pratique, le fractionnement plasmatique s’opère
généralement de la manière suivante. La taille des lots de
fractionnement est de l’ordre de 2 000 à 4 000 L, soit environ
10 000 dons. Les poches de plasma congelé sont découpées dans des
conditions hygiéniques strictes. Les plasmas sont mélangés pour
l’étape de cryoprécipitation industrielle réalisée à
1- 4 °C. Le cryoprécipité est recueilli et généralement
recongelé en attente de transformation ultérieure. Le surnageant de
cryoprécipité est traité immédiatement par chromatographie
d’échange d’anions pour l’extraction des composants du complexe
prothrombique (les facteurs de la coagulation vitamino-K dépendants
II, VII, IX, et X, de même que les protéines anticoagulantes C et
S). La fraction plasmatique non adsorbée peut être soumise à une
chromatographie d’affinité sur gel d’héparine immobilisée pour
fixer l’antithrombine ou sur un échangeur d’anions pour la capture
d’une fraction enrichie en inhibiteur de la C1-estérase
(C1-inhibiteur). Le plasma non adsorbé est ensuite soumis aux
étapes de fractionnement à l’éthanol à des concentrations comprises
entre 8 et 40 % et dans des conditions de pH, de température
et d’osmolalité définies. Les précipités obtenus sont séparés, par
centrifugation ou filtration, et permettent l’isolement de
fractions enrichies en fibrinogène, en immunoglobulines G, en
alpha-1 antitrypsine ou en albumine. Selon les procédés, ces
fractions sont purifiées par des étapes complémentaires de
précipitation éthanoliques ou par chromatographie. Un exemple de
procédé de fractionnement est reproduit en figure 2.
Sécurisation virale
Agents pathogènes
Divers agents infectieux pathogènes peuvent être présents dans le
sang [3, 6, 7]. Les agents bactériens et parasitaires, de même que
les virus strictement intracellulaires, ne créent pas de risque
infectieux pour les produits plasmatiques, en particulier du fait
de leur destruction lors de la congélation du plasma et de leur
élimination par les nombreuses étapes de filtration (jusqu’à
0,2 μm) réalisées au cours de fractionnement. Le cas
spécifique des prions est abordé plus loin.
Les caractéristiques des virus pathogènes transmissibles par les
produits sanguins et les médicaments dérivés du plasma sont
rappelées dans le tableau 1. Les virus
les plus pathogènes transmissibles par les produits plasmatiques
(en l’absence de traitements d’inactivation virale) sont le virus
de l’immunodéficience acquise (VIH) et les virus des hépatites B et
C, tous munis d’une enveloppe lipidique. Les virus de l’hépatite A
et le parvovirus B19, non enveloppés, peuvent aussi être transmis
par certains produits (en particulier les fractions coagulantes)
[1, 8]. Divers virus émergents enveloppés (dont le virus du Nil
Occidental) peuvent être présents dans le plasma, mais les
procédures actuelles de fabrication des médicaments dérivés du sang
(en particulier les traitements de réduction virale) paraissent
éviter les risques de transmission [9]. Les virus leucotropes,
notamment des virus de la famille des Herpesviridae
(cytomégalovirus, virus d’Epstein Barr [EBV], virus herpès humain 8
[VHH-8]) et le virus HTLV (Human T cell Leukemia/lymphoma Virus)
sont transmissibles par les produits labiles cellulaires, mais non
par les produits plasmatiques.
Une panoplie de moyens, résumée dans le tableau 2 et développée ci-dessous, a été mise en
place pour assurer un degré maximum de sécurité virale des
médicaments dérivés du sang. Celle-ci s’articule à trois
niveaux :
- – réduction maximale de la charge virale dans le lot de
plasma pour fractionnement par des procédures de sélection des
donneurs et de collecte rigoureuses, le dépistage de chaque don de
sang ou de plasma, et le dépistage de marqueurs viraux dans les
lots de plasma pour fractionnement ;
- – procédures d’inactivation et de réduction virales
durant le fractionnement [1, 7] ;
- – application des principes des bonnes pratiques de
fabrication à tous les stades de la production et mise en place des
exigences réglementaires.
Tableau 1 Caractéristiques et risques de transmission
avérés (en l’absence de traitements d’inactivation virale) de virus
potentiellement présents dans le sang humain
|
Virus
|
Famille
|
Génome
|
Enveloppe
|
Taille (nm)
|
Risques de transmission théorique
|
|
|
|
|
|
- Produits cellulaires
- non viro-inactivés
|
- Plasma pour transfusion
- non viro-inactivé
|
Médicaments dérivés du plasma1
|
|
Epstein-Barr
|
Herpès
|
ADN db
|
E
|
120-220
|
+
|
-
|
-
|
|
Cytomegalo
|
Herpès
|
ADN db
|
E
|
180-200
|
+
|
-
|
-
|
|
Herpès humain 8
|
Herpès
|
ADN db
|
E
|
120-200
|
+
|
-
|
-
|
|
Immunodéficience humaine
|
Rétro
|
ARN sb
|
E
|
80-100
|
+
|
+
|
(+)
|
|
Human T cell Leukemia I & II
|
Rétro
|
ARN sb
|
E
|
80-100
|
+
|
-
|
-
|
|
Simian foamy
|
Rétro
|
ARN sb
|
E
|
80-100
|
?
|
?
|
(-)
|
|
SRAS
|
Corona
|
ARN sb
|
E
|
60-220
|
-
|
?
|
(-)
|
|
Nil occidental
|
Flavi
|
ARN sb
|
E
|
40-60
|
+
|
?
|
(-)
|
|
Hépatite G
|
Flavi
|
ARN sb
|
E
|
40-60
|
+
|
+
|
(+)
|
|
Hépatite C
|
Flavi
|
ARN sb
|
E
|
40-50
|
+
|
+
|
(+)
|
|
Dengue
|
Flavi
|
ARN sb
|
E
|
40-50
|
+
|
?
|
(-)
|
|
TT
|
Circo
|
ADN sb
|
E
|
30-50
|
+
|
+
|
(+)
|
|
Hépatite B
|
Hépadna
|
ADN db
|
E
|
40-48
|
+
|
+
|
(+)
|
|
Hépatite E
|
Hépe
|
ARN sb
|
NE
|
35-39
|
+
|
+
|
(+)
|
|
Hépatite Delta
|
Delta
|
ARN sb
|
E
|
36
|
+
|
+
|
(+)
|
|
Hépatite A
|
Picorna
|
ARN sb
|
NE
|
27-32
|
+
|
+
|
(+)
|
|
Parvovirus B19
|
Parvo
|
ADN sb
|
NE
|
18-26
|
+
|
+
|
(+)
|
1La mise en place depuis près de 20 ans de
traitements industriels de réduction virale a évité les risques de
transmission de nombreux virus émergents par les médicaments du
sang.
Tableau 2 Mesures de prévention des principaux risques
viraux associés aux médicaments dérivés du sang
|
Virus
|
Etablissement de transfusion
|
Centre de fractionnement
|
|
Sélection des donneurs
|
Dépistage des dons1
|
Contrôle des lots de plasma2
|
Etapes d’inactivation virale3
|
Elimination virale par nanofiltration4
|
|
VIH 1 et 2
|
+
|
+
|
+
|
+
|
+
|
|
VHB
|
+
|
+
|
+
|
+
|
+
|
|
VHC
|
+
|
+
|
+
|
+
|
+
|
|
Parvovirus B9
|
-
|
-
|
+
|
(+)
|
+
|
|
VHA
|
-
|
-
|
+
|
(+)
|
+
|
1Recherche des marqueurs sérologiques (et, de plus en
plus fréquemment, de marqueurs génomiques) sur les dons unitaires.
2Recherche des marqueurs sérologiques (anti-VIH 1 et
2, antigène HBs, anti-VHC) et génomiques (VIH 1 et 2, VHB, VHC,
parvovirus B19, et VHA) sur des prémélanges
(« mini-pools ») de plasma et sur le lot industriel pour
fractionnement.
3Le plus souvent par traitement solvant-détergent
(facteurs de la coagulation, immunoglobulines), pasteurisation
(albumine) et pH acide (immunoglobulines) ; ces traitements
sont particulièrement efficaces contre les virus enveloppés.
4Membranes filtrantes de 35, 20 ou 15 nm.
Sélection des donneurs
Pour des questions de sécurité et de traçabilité, les exigences
réglementaires relatives à la fabrication des médicaments dérivés
du sang s’opèrent dès le stade de la collecte. Comme publié
récemment par l’OMS [3], les normes de sélection et de production
du plasma destiné au fractionnement peuvent se différencier de
celles requises pour le plasma frais congelé (destiné à la
transfusion) et doivent répondre aux exigences des bonnes pratiques
de fabrication.
L’aptitude au don de sang ou de plasma pour le fractionnement
est définie selon des critères très réglementés qui intègrent
l’information et la responsabilisation des candidats donneurs, la
signature d’un questionnaire confidentiel expliquant les facteurs
de risque, l’entretien avec un médecin, et l’analyse de
l’historique des dons antérieurs. Ce processus vise à exclure du
don de sang ou de plasma des personnes qui présenteraient des
risques de maladies. Les critères d’exclusion des donneurs sont
actualisés au fur et à mesure de l’évolution de la connaissance, en
particulier vis-à-vis des risques infectieux spécifiquement
associés au plasma.
La nécessité réglementaire du don bénévole en France constitue
un prérequis intangible et explique, sauf besoin thérapeutique
justifié, le non-accès au marché national d’autres médicaments
dérivés du sang préparés à partir de plasma de donneurs
rémunérés.
Dépistages sérologiques
En conformité avec les recommandations applicables à l’échelle
internationale [3] sous la responsabilité des autorités
réglementaires locales, chaque unité de plasma destinée au
fractionnement doit être négative vis-à-vis des marqueurs suivants
: anti-VIH 1 et 2, anti-VHC, et antigène HBs. Les trousses de
dépistage utilisées pour la recherche de ces marqueurs doivent être
homologuées par l’autorité sanitaire de référence et approuvées par
le fractionneur. Toute unité positive pour l’un de ces marqueurs
doit être détruite. Il faut noter que la recherche de l’anti-HTLV
n’est pas requise pour le plasma de fractionnement du fait de
l’absence de risque d’infectiosité des produits plasmatiques
vis-à-vis de ce virus. Par ailleurs, il est possible d’utiliser
pour le fractionnement une unité de plasma réactive vis-à-vis des
anticorps anti-HBc pour peu qu’elle soit également négative pour
l’antigène HBs et que le titre en anticorps anti-HBs soit
suffisamment élevé [3]. Le bien-fondé de cette disposition est
d’éviter l’élimination d’unités plasmatiques riches en anticorps
neutralisant du virus de l’hépatite B et à ce titre bénéfiques à la
sécurité des produits fractionnés.
Malgré la sensibilité des trousses de dépistage viral, il n’en
demeure pas moins un risque résiduel mineur d’introduction d’un don
contaminé dans le mélange plasmatique. Ce risque résiduel est lié à
4 facteurs [10] : l’erreur technique, un don provenant d’un sujet
très récemment infecté (« fenêtre silencieuse »), un don
infectieux séronégatif chez un porteur chronique, et plus rarement,
un variant viral non reconnu par certains réactifs.
Dépistage génomique viral
Le dépistage génomique viral (DGV) vis-à-vis de virus tels que le
VIH, le VHB, et le VHC, est mis en place dans plusieurs pays, dont
la France, dans le cadre de la qualification biologique des dons de
sang total. Des DGV complémentaires peuvent aussi être réalisés par
les fractionneurs afin d’éliminer avant l’étape de mélange
industrielle des unités de plasma pour fractionnement d’éventuels
dons infectieux. Cette mesure vise donc avant tout à éviter le
fractionnement de dons en phase présérologique prélevés chez des
personnes récemment infectées par les virus VIH, VHB ou VHC. De
plus, la plupart des fractionneurs réalisent des tests DGV de
recherche du VHA et du parvovirus B19 qui ne sont pas détectés en
amont sur les dons individuels [11]. Dans la plupart des cas de
figure, ces tests sont faits sur des prémélanges plasmatiques
(« mini-pools ») qui miment le mélange industriel
prévisionnel. En cas de réactivité du test, le don positif est
recherché et éliminé, évitant ainsi son intégration dans le mélange
plasmatique industriel.
Contrôles des lots de plasma industriel
Les lots de plasma sont eux-mêmes contrôlés lors des premières
étapes de fabrication (contrôle du surnageant de cryoprécipité)
afin de confirmer l’absence des marqueurs sérologiques et/ou
génomiques vis-à-vis des virus VIH, VHB, VHC, VHA, et parvovirus
B19. En cas de positivité vis-à-vis de l’un de ces marqueurs, le
lot de plasma serait détruit.
Procédés de réduction virale
L’ensemble des mesures sécuritaires décrites ci-dessus vise à
réduire le risque d’introduction d’un don contaminé par des virus
connus et ainsi à en réduire la charge infectieuse dans le plasma
de départ. Par ailleurs, il est concevable que des dons contaminés
par des virus émergents puissent être intégrés dans le lot de
plasma pour fractionnement. Ces faits donnent toute leur importance
aux procédés d’inactivation et d’élimination virale mis en place
lors des étapes de fractionnement. Ces procédés se sont révélés
essentiels pour éliminer les risques de transmission de VIH, VHB et
VHC, ainsi que pour prévenir la transmission de virus émergents
comme le virus du Nil Occidental [9, 12]. La complémentarité
existante entre les tests DGV et les méthodes de réduction virale
est mise en évidence en particulier dans la réduction des risques
de transmission des virus non enveloppés résistants comme le
parvovirus B19 [13].
Tout produit plasmatique doit être soumis à au moins un
traitement efficace et validé dans sa capacité d’inactivation
(destruction) des virus. Dans la pratique, et en accord avec les
recommandations des autorités réglementaires, la plupart des
produits plasmatiques sont soumis à deux traitements sélectifs
validés [14] permettant l’inactivation et/ou l’élimination des
virus. Le traitement princeps, souvent un procédé chimique
(solvant-détergent ou SD) ou thermique (pasteurisation), a
généralement pour fonction d’assurer l’inactivation des virus les
plus pathogènes (VIH, VHB, et VHC), tandis que le second (chauffage
à sec, nanofiltration) vise l’inactivation ou l’élimination des
virus non enveloppés (VHA et parvovirus B19). La gamme des méthodes
d’inactivation virale a relativement peu évolué depuis notre revue
précédente à laquelle les lecteurs peuvent se référer [1]. Les
caractéristiques de ces traitements peuvent aussi être trouvées
ailleurs [7, 15]. Les procédés de nanofiltration sur des membranes
de 15 à 75 nm permettant une rétention efficace des virus [16,
17] sont plus récents et se sont généralisés à un nombre de plus en
plus important de produits plasmatiques. Il n’y a pas eu de cas de
transmission de VIH, VHB ou VHC par un produit plasmatique
viro-inactivé par des procédures validées depuis près de
15 ans [7]. A ce jour, le risque de transmission d’autres
virus par les produits plasmatiques est extrêmement faible [7].
Mesures de protection contre les prions
Les travaux scientifiques ont établi que la maladie du nouveau
variant de la maladie de Creutzfeldt-Jakob (vMCJ) a sa source
vraisemblable dans la consommation d’aliments contaminés par le
prion responsable de l’encéphalopathie spongiforme bovine (ESB).
Des données récentes montrent que ces prions semblent aussi être
transmissibles par transfusion de produits sanguins labiles [18] On
a en effet attribué à ce jour 4 cas de vMCJ au Royaume-Uni à la
transfusion de concentrés globulaires non déleucocytés (la
déleucocytation est un procédé de filtration qui retient les
leucocytes lors de la préparation de composants sanguins) provenant
de donneurs ayant ultérieurement développé des signes de maladie.
Deux de ces cas sont symptomatiques, le troisième est de nature
pré- ou subclinique [19].
La possibilité de transmission de vMCJ par des produits labiles
pose en retour la question de la sécurité des médicaments stables
dérivés du plasma. La problématique est, dans le principe,
accentuée par trois facteurs : l’absence actuelle de méthode
validée de dépistage de prions dans les dons de sang ou de plasma,
le volume important des lots de plasma utilisés pour leur
fabrication qui pourrait conduire à la contamination des produits
finis si un don infectieux est introduit dans le mélange
industriel, et la résistance des prions aux techniques
d’inactivation des virus. On n’a cependant pas identifié à ce jour
de cas de transmission de vMCJ par les produits plasmatiques
industriels. Diverses mesures de prévention paraissent jouer un
rôle inégal, mais sans doute cumulatif, dans l’absence probable de
risque infectieux des produits plasmatiques industriels vis-à-vis
de ces agents. Ces mesures sont rappelées ci-dessous, plus de
détails étant disponibles dans deux autres articles [20, 21].
Contrôle épidémiologique et mesures d’exclusion des
donneurs
Un contrôle épidémiologique de la population est d’ores et déjà
exercé dans les pays où des cas de vMCJ et/ou d’ESB ont été
identifiés. Il permet de répertorier et d’analyser tout cas
d’infection recensé. Le risque d’exposition paraît être directement
lié à la prévalence de l’ESB dans les populations bovines locales,
de même qu’au risque de contamination des aliments locaux ou
importés. Une rétrospective menée au Royaume-Uni par analyse
histochimique d’amygdales et d’appendices laisse penser que le
nombre de porteurs asymptomatiques pourrait être plus élevé
qu’initialement considéré [22], mais des données complémentaires
sont en cours d’acquisition dans ce pays de même qu’en Suisse.
Des mesures d’exclusion du don du sang d’individus à risque
d’infection par le prion ont été mises en place dans certains pays,
dont la France. C’est ainsi que des pays ont décidé d’exclure les
personnes qui sont allées ou ont résidé au Royaume-Uni ou dans
certains autres pays européens pour au moins 3 mois ou un an
entre 1980 et 1996, période « de pointe » de l’épidémie
d’ESB. Pour éviter des transmissions en chaîne, les personnes
transfusées ou transplantées ne peuvent plus faire don de leur sang
en France (depuis 1998), au Royaume-Uni (depuis 2005), et en
Irlande, aux Pays-Bas, et en Suisse. Des pays comme le Canada,
l’Autriche, l’Italie et les Etats-Unis excluent des personnes
transfusées dans des pays où des cas d’ESB ou de vMCJ ont été
répertoriés [23]. Certains pays ne prélèvent plus les donneurs qui
ont donné leur sang à des personnes qui ont ensuite développé la
vMCJ pour une raison non identifiée.
Déleucocytation du plasma
La décision de limiter le contenu du plasma pour fractionnement à
moins de 106 leucocytes par litre dans des pays comme la
France [24] s’inscrit dans une logique scientifique qui, à
l’origine, a fait considérer que ces cellules sanguines étaient le
vecteur privilégié de transmission de l’agent infectieux
responsable de la vMCJ. Cette faible contamination leucocytaire
s’obtient soit par filtration de sang total sur des filtres à
déleucocyter, soit par collecte de plasma en utilisant des
procédures d’aphérèse adaptées. Toutefois, la portée de cette
mesure en matière de sécurité des produits plasmatiques est
relativisée par des expérimentations récentes dans un modèle animal
d’infectiosité endogène. En effet, la réduction de l’infectiosité
n’est que de l’ordre de 50 % lors de la déleucocytation de
sang total collecté chez des hamsters infectés par une souche de
prion (scrapie-263K) [25].
Elimination des prions lors du fractionnement
L’élimination de la protéine prion pathologique (récemment dénommée
PrPTSE [23]) au décours des étapes de fractionnement a
fait l’objet, ces dernières années, de nombreuses études
expérimentales reposant le plus souvent sur des épreuves de
surcharge par des extraits de cerveaux d’animaux infectés par une
souche d’ATNC (modèles exogènes) [21]. Ces travaux concourent à
établir que plusieurs étapes de fractionnement (précipitations en
présence d’éthanol, filtrations en profondeur, chromatographies)
contribuent à une élimination importante des prions. Cette
élimination semble s’expliquer par les caractéristiques
d’hydrophobicité et d’agrégabilité de l’agent infectieux. De plus,
les étapes de nanofiltration sur des membranes multicouches d’une
porosité de 75 nm ou moins, déjà couramment employées pour
l’élimination de virus, paraissent également très efficaces dans
l’élimination des prions, sans doute par un mécanisme d’exclusion
stérique et de piégeage dans le filtre. Le risque de transmission
de vMCJ par les produits plasmatiques paraît donc très mince, même
s’il faut relativiser la valeur scientifique de ces études
expérimentales car la méconnaissance actuelle de la nature de
l’agent infectieux dans le sang ne permet pas de juger de leur
valeur prédictive. Le risque de transmission de prions par le sang
a fait l’objet d’une consultation internationale récente coordonnée
par l’OMS [23].
Caractéristiques des médicaments du sang
Les principaux médicaments dérivés du plasma humain disponibles au
monde et leurs indications cliniques sont rappelés dans le tableau 3. Les produits plus particulièrement
disponibles en France sont détaillés ci-dessous.
Fractions coagulantes
Les fractions coagulantes sont utilisées prioritairement en
thérapeutique substitutive, pour la prévention ou le traitement des
hémorragies associés à des déficits constitutionnels spécifiques ou
globaux en facteur de la coagulation.
Tableau 3 Principaux médicaments dérivés du sang
disponibles dans le monde et leurs indications thérapeutiques
(d’après [3])
|
Classes
|
Protéines
|
Indications
|
|
Facteurs de la coagulation
|
|
|
Fibrinogène (Facteur I)
|
A- ou hypofibrinogénémie
|
|
Facteur VII
|
Déficits en facteur VII
|
|
Facteur VIII
|
Déficits en facteur VIII (hémophilie A)
|
|
Facteur IX
|
- Déficits en facteur IX
- (hémophilie B)
|
|
Facteur XI
|
- Déficits en facteur XI
- (hémophilie C)
|
|
Facteur XIII
|
Déficits en facteur XIII
|
|
Facteur Willebrand
|
Déficits en facteur Willebrand (type 3 et formes sévère de type
2)
|
|
Complexe prothrombique ou PPSB (facteurs II, VII, IX, X)
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Déficit global et sévère en facteurs vitamine K dépendants
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Complexe prothrombinique activé
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Hémophilie A ou B associées à la présence d’anticorps dirigés
contre le FVIII ou le FIX)
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Colles biologiques (fibrinogène et thrombine)
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Biomatériaux topiques d’usage chirurgical à pouvoir hémostatiques,
de collage, d’adhésion et favorisant la cicatrisation des
tissus.
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Inhibiteurs de protéases
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Alpha-1 antitrypsine
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Traitement substitutif des formes graves de déficit primitif en
alpha-1 antitrypsine chez les sujets de phénotype PiZZ ou PiSZ avec
emphysème pulmonaire
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Inhibiteur de la C1-estérase
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Œdème angioneurotique
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Antithrombine
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Déficits constitutionnels en antithrombine
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Protéines anticoagulantes
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Protéine C
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Déficits en protéine C
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Immunoglobulines
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Immunoglobulines G pour usage intramusculaire
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Normal (polyvalent)
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Traitement des déficits immunitaires. Prévention de certaines
infections
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Hépatite B
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Prévention de l’hépatite B
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Tétanos
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Prévention ou traitement du tétanos
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Rho (D)
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Prévention de l’allo-immunisation fœtomaternelle Rh(D) chez les
femmes Rh(D)-négatif.
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Rage
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Prévention de la rage
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Immunoglobulines G pour usage intraveineux
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Normales (polyvalentes)
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Traitement des déficits immunitaires et traitements
immunomodulateurs
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Cytomégalovirus (CMV)
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Prévention de l’infection à CMV
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Hépatite B
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Prévention de l’hépatite B (greffes de foie)
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Rho (D)
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Prévention de l’allo-immunisation fœtomaternelle Rh(D) chez les
femmes Rh(D)-négatif
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Immunoglobulines M
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Préparation d’immunoglobulines G enrichies en immunoglobulines
M
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Choc septique; fixation d’endotoxines
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Albumine
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Restauration et maintien volumique
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Facteur VIII
Les concentrés de facteur VIII sont utilisés dans le traitement et
la prophylaxie des épisodes hémorragiques chez les patients
atteints d’un déficit congénital en facteur VIII (dénommé
hémophilie A). Du fait de leur mode de production, généralement
fondé sur des procédés chromatographiques d’immuno-affinité ou
d’échange d’anions, ces produits présentent une pureté élevée. Ils
sont pour la plupart au moins partiellement appauvris en facteur
Willebrand ce qui ne permet pas une utilisation thérapeutique chez
les personnes atteintes de la maladie de Willebrand. On trouve
cependant encore sur le marché international quelques concentrés
dits de « pureté intermédiaire » (activité spécifique de
l’ordre de 1 à 5 IU/mg) qui peuvent éventuellement être prescrits
dans les déficits en facteur Willebrand. La plupart des concentrés
modernes sont soumis à deux procédés de réduction virale, par
exemple SD et nanofiltration, ou SD et chauffage à sec. Certains
produits sont pasteurisés. Un résumé détaillé et régulièrement
actualisé des caractéristiques des concentrés de facteur VIII (et
des autres facteurs de la coagulation) est disponible sur Internet
[26]. Des données rétrospectives laissent entendre que des
préparations de facteur VIII de haute pureté renfermant du facteur
Willebrand pourraient être moins immunogènes que des préparations
de facteur VIII recombinant [27]. Toutefois, des études
complémentaires restent nécessaires pour le confirmer.
Facteur Willebrand
La France est un des rares pays bénéficiant d’un concentré
spécifique de haute pureté contenant très peu de facteur VIII
(< 10 %) pour le traitement de la maladie de
Willebrand. Le produit est indiqué dans le traitement préventif et
curatif de la maladie de Willebrand quand la desmopressine est
inefficace ou contre-indiquée. Le concentré est obtenu par
chromatographie d’échange d’anions et d’affinité, et est à soumis à
3 traitements spécifiques d’inactivation virale par SD,
nanofiltration, et chauffage à sec.
Fibrinogène
Les concentrés de fibrinogène sont obtenus par précipitation et/ou
chromatographie du cryoprécipité ou d’une fraction éthanolique
obtenue en amont de la production de l’albumine et des
immunoglobulines. Son inactivation virale est réalisée par SD ou
pasteurisation. Il est prescrit dans certaines complications
associées à l’afibrinogénémie constitutionnelle,
l’hypofibrinogénémie très sévère (< 0,5-0,8 g/L), des
syndromes hémorragiques associés à une hypofibrinogénémie profonde,
et dans le cadre de traitement de prophylaxie de risque
hémorragique avec hypofibrinogénémie induite par la L.
Asparaginase.
Facteur IX
Les concentrés de facteur IX de haute pureté ne renferment que le
facteur IX. A ce titre, ils sont utilisés spécifiquement dans le
traitement et la prophylaxie des épisodes hémorragiques chez les
patients souffrant d’hémophilie B (déficit en facteur IX). Ces
concentrés sont purifiés par une combinaison de méthode
chromatographique d’échange d’anions, d’affinité et/ou
d’immuno-affinité qui assure le degré de pureté requis pour éviter
les risques de complications thrombogènes associées dans le passé à
l’usage des concentrés du complexe prothrombique. Les procédés de
réduction virale préférentiels combinent généralement un procédé
chimique (tel que le traitement SD) et la nanofiltration, mais des
produits sont aussi pasteurisés ou soumis à un traitement de
chauffage à sec.
Complexe prothrombique
Le complexe prothombique (ou PPSB), qui renferme les facteurs de la
coagulation II, VII, IX, et X est utilisé dans la prévention ou le
traitement des accidents hémorragiques en cas de déficit global et
sévère en facteurs vitamino-K-dépendants (comme lors d’un surdosage
en antivitamines K) quand une correction urgente du déficit est
requise. Le PPSB peut aussi potentiellement être utilisé pour les
accidents hémorragiques causés par des déficits constitutionnels en
facteur II, X, car des concentrés protéiques spécifiques ne sont
pas disponibles. L’expérience dans le traitement des déficits
congénitaux en facteurs II ou X est limitée. Du fait de la demi-vie
plus longue des facteurs II et X, l’intervalle entre deux
administrations de complexe prothrombique sera plus grand chez les
patients présentant un déficit congénital en ces facteurs. Le PPSB
contient aussi deux anticoagulants, la protéine C et la protéine S.
Facteur VII
Les concentrés de facteur VII sont obtenus selon des procédés
chromatographiques qui diminuent le contenu des autres facteurs du
complexe prothrombique. Les procédés d’inactivation virale sont
soit le traitement SD, soit des traitements thermiques. Ces
concentrés sont utilisés dans le traitement et la prévention des
accidents hémorragiques liés à un déficit constitutionnel isolé en
facteur VII.
Facteur XI
Il y a deux concentrés de FXI disponibles au monde. L’un, de faible
pureté, est purifié par deux étapes de chromatographie et est
viro-inactivé par traitement thermique à sec. Le deuxième, de haute
pureté, est purifié par chromatographie et traité par SD et
nanofiltration 15 nm. Ces deux produits sont prescrits chez les
patients présentant un déficit congénital sévère en facteur XI de
la coagulation, soit à titre curatif en cas d’accident
hémorragique, soit à titre préventif en cas d’intervention
chirurgicale majeure. Des suspicions de risque thrombogène font
limiter la dose injectée à 30 U/kg.
Colles biologiques
Les colles biologiques sont des produits reproduisant la dernière
phase de la coagulation sanguine (formation de la fibrine) par
mélange de concentrés de fibrinogène et de thrombine. Ces colles
sont utilisées en chirurgie, à titre de traitement adjuvant destiné
à favoriser l’hémostase locale lors d’une intervention
chirurgicale. Le mode de production du fibrinogène intègre des
étapes de précipitation, la réduction virale étant assurée selon
les produits par traitement thermiques, SD, et/ou nanofiltration.
Fractions anticoagulantes et inhibitrices de protéases
Antithrombine
Les concentrés d’antithrombine sont généralement obtenus par
chromatographie d’affinité sur héparine immobilisée. La
pasteurisation est le procédé traditionnel d’inactivation virale,
aujourd’hui souvent combinée à une nanofiltration sur filtre de 15
nm. Ces produits sont prescrits dans les déficits constitutionnels
en antithrombine pour le traitements des accidents
thromboemboliques, en association avec l’héparine, lorsque
l’héparine utilisée seule est inefficace, ou en prévention des
thromboses veineuses en cas de situation à risque (notamment lors
d’une chirurgie ou d’une grossesse), lorsque le risque hémorragique
ne permet pas d’utiliser des doses suffisantes d’héparine. Ils
peuvent aussi être utilisés dans des déficits acquis sévères
(< 60 %), dans les CIVD graves, évolutives, notamment
associées à un état septique.
Alpha-1 antitrypsine
Il y a plusieurs concentrés disponibles dans le monde. La plupart
des produits sont purifiés par chromatographie à partir d’une
fraction dérivée de la chaîne de production d’albumine. La sécurité
virale est assurée par pasteurisation ou par traitement SD, les
deux pouvant être combinés à la nanofiltration. Ce médicament est
indiqué dans le traitement substitutif des formes graves de déficit
primitif en alpha-1 antitrypsine chez les sujets de phénotype PiZZ
ou PiSZ avec emphysème pulmonaire, permettant de normaliser le taux
circulant. Il faut noter que la preuve formelle de l’efficacité du
produit dans le ralentissement ou l’arrêt de l’évolution de la
maladie n’a pas encore été apportée.
Protéine C
Il y a deux concentrés de protéine C (non activée) disponibles,
obtenus soit par chromatographie d’affinité, soit par
chromatographie d’échanges d’ions. L’inactivation virale est
réalisée soit par traitement thermique, soit par SD complété d’une
nanofiltration 15 nm. Ces médicaments sont indiqués dans les
déficits constitutionnels sévères en protéine C homozygotes ou
hétérozygotes composites du nouveau-né responsables d’une thrombose
veineuse sévère et massive et de l’adulte lors du relais
héparine/antivitamines K pour éviter la nécrose cutanée. Ils
peuvent aussi être prescrits dans la prévention de la thrombose
chez l’hétérozygote lors d’interventions chirurgicales et de
césariennes, en cas d’inefficacité ou de contre-indication du
traitement héparine/antivitamines K.
Immunoglobulines G
Il y a de nombreuses préparations d’immunoglobulines polyvalentes
intraveineuses (IGIV). Elles sont pour la plupart obtenues par
combinaison du fractionnement à l’éthanol et de purifications
chromatographiques. Selon les produits, les méthodes d’inactivation
virale utilisées englobent le SD, la pasteurisation, le traitement
à pH acide avec ou sans pepsine, et le traitement par l’acide
caprylique. Par ailleurs, de plus en plus de produits sont
nanofiltrés, généralement sur des membranes de 35 nm ou moins. Ces
dernières années, de nombreux produits prêts à l’emploi (liquides)
ont été mis sur le marché, au détriment des préparations
lyophilisées. Pour répondre aux besoins cliniques croissants, les
fractionneurs ont travaillé à l’amélioration des rendements
d’extraction des IgG, le plus souvent par un raccourcissement des
étapes de fractionnement éthanoliques.
Les indications thérapeutiques des IGIV comprennent les
traitements de substitution dans les déficits immunitaires
primitifs avec hypogammaglobulinémie ou atteinte fonctionnelle de
l’immunité humorale ; les infections bactériennes récidivantes
chez l’enfant infecté par le VIH ; et certains déficits
immunitaires secondaires de l’immunité humorale. L’usage des IVIG
dans le traitement immunomodulateur s’est beaucoup développé ces
dernières années. Les indications reconnues des IVIG comprennent le
purpura thrombopénique idiopathique chez l’adulte et l’enfant en
cas de risque hémorragique important ou avant un acte médical ou
chirurgical pour corriger le taux de plaquettes, la
rétinochoroïdite de Birdshot, le syndrome de Guillain-Barré de
l’adulte, et la neuropathie motrice multifocale. Les IVIG sont
également utilisées dans le traitement de la maladie de
Kawasaki.
Des préparations d’immunoglobulines intramusculaires ou
sous-cutanées sont également disponibles pour le traitement des
déficits immunitaires. Par ailleurs, diverses préparations
spécifiques sont préparées à partir de plasmas hyper-immuns. Les
préparations d’immunoglobulines anti-Rh(D) s’utilisent dans la
prévention de l’allo-immunisation fœtomaternelle Rh(D) chez les
femmes Rh(D)-négatif ou le traitement des sujets Rh(D)-négatif
après transfusions incompatibles de sang Rh(D)-positif ou d’autres
produits contenant des hématies Rh(D)-positif. Les immunoglobulines
intramusculaires spécifiques de l’hépatite B s’utilisent en
immunoprophylaxie de l’hépatite B chez les hémodialysés en attente
de l’efficacité de la vaccination, en prévention de l’hépatite B
chez le nouveau-né en cas de mère porteuse du virus, ou en cas de
contamination accidentelle chez un sujet non immunisé. La
préparation pour usage intraveineux est prescrite dans la
prévention de la récidive de l’hépatite B après transplantation
hépatique chez les patients porteurs de l’antigène de surface de
l’hépatite B. L’immunoglobuline humaine tétanique est employée dans
la prophylaxie du tétanos en cas de plaie souillée chez les sujets
dont la vaccination est incomplète, trop ancienne ou inconnue, ou
en traitement du tétanos déclaré.
Albumine
Pratiquement toutes les préparations d’albumine sont encore
produites par fractionnement éthanolique du surnageant de
cryoprécipité. Ces produits sont viro-inactivés par une
pasteurisation réalisée sur le produit conditionné dans son flacon.
En 1998, une méta-analyse de 32 essais cliniques portant sur les
effets de l’administration d’albumine aux patients en état critique
présentant une hypovolémie et/ou une hypoalbuminémie (comme les
patients ayant perdu beaucoup de sang ou les grands brûlés)
suggérait que l’utilisation d’albumine augmentait le risque de
décès de 6 % comparativement à l’utilisation d’autres types de
solutions intraveineuses [28]. Ultérieurement, une étude randomisée
de grande envergure [29] dans laquelle l’utilisation d’une solution
d’albumine à 4 % était comparée à une solution saline normale
à des fins de réanimation liquidienne chez des patients traités
dans une unité de soins intensifs indiquait que le risque de décès
était le même dans les deux groupes. Une nouvelle méta-analyse [30]
indique que chez les patients hypovolémiques l’utilisation
d’albumine n’entraîne aucune augmentation ou diminution du taux de
mortalité. En 2005, le CHMP de l’Agence Européenne du Médicament
(EMEA) a constaté l’insuffisance de données permettant de conclure
au risque associé à l’usage de l’albumine. L’EMEA recommande donc
de prescrire l’albumine dans la restauration et le maintien du
volume de sang circulant lorsqu’un déficit volumique a été établi,
que l’utilisation d’un colloïde est appropriée, et que les
paramètres hémodynamiques sont régulièrement contrôlés chez les
patients [31].
Conclusions et perspectives
Le fractionnement plasmatique a indéniablement atteint un stade de
maturité technologique tant dans le domaine de l’extraction des
protéines que dans celui de la maîtrise des risques viraux.
L’encadrement réglementaire qui entoure la production des
médicaments dérivés du sang, depuis la collecte du sang jusqu’aux
phases de fabrication et d’utilisation clinique, contribue à
garantir leur sécurité. La production de la vingtaine de produits
plasmatiques répond à des besoins thérapeutiques importants et bien
documentés, dont la demande ne cesse de croître à l’échelle
mondiale. L’émergence de facteurs de la coagulation recombinants
n’a d’ailleurs pas influencé significativement le besoin en plasma
et en produits plasmatiques à l’échelle globale. La pénurie de
produits plasmatiques continue d’affecter les pays en
développement, voire dans le cas des immunoglobulines, les pays
riches. On peut envisager que la panoplie des médicaments dérivés
du sang s’enrichisse prochainement de nouveaux produits, tels que
la plasmine (agent fibrinolytique), l’apolipoprotéine A-I
(traitement de l’hypercholestérolémie), ou la protéine C activée
(septicémie) [15].
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