La décarboxyprothrombine : intérêt dans le diagnostic du carcinome hépatocellulaire

ARTICLE

Le carcinome hépatocellulaire est le plus fréquent des cancers primitifs du foie, représentant 80 à 90 % des tumeurs primitives du foie [1]. En Europe et dans les pays industrialisés, il survient presque toujours sur un foie pathologique et dans la majorité des cas chez des malades atteints de cirrhose [2-4]. Cependant, le risque de développer un carcinome hépatocellulaire est différent d'un individu à l'autre ; il dépend, outre de la cause de la cirrhose, de facteurs clinicobiologiques comme l'âge, le sexe et le degré de sévérité de la cirrhose [5].

Le diagnostic paraclinique du carcinome hépatocellulaire repose d'une part sur des techniques d'imagerie (échographie, tomodensitométrie, imagerie par résonance magnétique nucléaire), et d'autre part sur le dosage de marqueurs tumoraux sériques [1, 2]. La cytoponction échoguidée permet la confirmation du diagnostic par histologie. L'alpha-fœto-protéine (AFP), marqueur sérique essentiel, est élevée dans 60 à 90 % des cas de carcinome hépatocellulaire, mais peut l'être également lors de pathologies hépatiques bénignes [1]. La décarboxyprothrombine, forme incomplètement carboxylée de la prothrombine, a été rapportée augmentée en cas de carcinome hépatocellulaire et a été proposée comme marqueur complémentaire pour son dépistage [6-12].

Plusieurs techniques de dosage ont été développées [13], méthode radio-immunologique [6], détermination de l'activité fonctionnelle de la décarboxyprothrombine [14, 15], méthodes immunoenzymatiques [8-11].

Le but de ce travail a été d'évaluer l'intérêt du dosage de la décarboxyprothrombine, mesurée par une technique immunoenzymatique, en association avec l'AFP, pour le diagnostic biologique du carcinome hépatocellulaire sur cirrhose.

Matériel et méthodes

Patients

Cinquante sujets sains adultes (25 hommes et 25 femmes, d'âge compris entre 35 et 55 ans) ont constitué une population de référence. L'étude a porté sur 60 patients porteurs d'une cirrhose, répartis en :

- 37 sujets (28 hommes et 9 femmes) atteints d'un carcinome hépatocellulaire sur cirrhose, histologiquement confirmé et sans métastases au moment de l'étude. L'âge moyen de ce groupe était 66 ± 8 ans (48 à 81 ans). La cirrhose était soit post-hépatite C (19 patients), post-hépatite B (5 patients), d'origine éthylique (6 patients), d'origine mixte ou autre (7 patients) (post-hépatite C et éthylisme ; post-hépatite B et éthylisme ; hémochromatose).

- 23 patients (14 hommes et 9 femmes) porteurs d'une cirrhose, mais n'ayant pas développé de carcinome hépatocellulaire. L'âge moyen de ce groupe était 51 ± 7 ans (33 à 72 ans). La cirrhose était soit post-hépatite C (14 patients), soit post-hépatite B (2 patients), soit d'origine éthylique (3 patients), soit d'une étiologie autre (4 patients).

Prélèvements et méthodes d'analyse

* Dosage de la décarboxyprothrombine. Le sang a été recueilli, à jeun, sur citrate trisodique 0,109 M. Après centrifugation 10 min à 3 000 tours/min, les échantillons de plasma ont été congelés à - 25 °C. La méthode de dosage utilisée est un test immunoenzymatique (Asserachrom Pivka II, Diagnostica Stago). Le support solide est une microplaque sensibilisée par des fragments F(ab')₂ provenant d'un anticorps monoclonal de souris spécifique de la Pivka II (prothrombine induite en l'absence de vitamine K), mais ne réagissant pas avec la prothrombine normale carboxylée. Le conjugué est un anticorps polyclonal de lapin antiprothrombine, marqué à la peroxydase. Les résultats sont exprimés en µg/l ; l'étalonnage est réalisé grâce à des préparations de Pivka II, d'origine humaine, présentées sous forme lyophilisée et dont les concentrations sont voisines de 2, 50, 120 et 200 µg/l. La durée totale d'un dosage est d'environ 2 heures 30 minutes.

* Dosage de l'AFP. Après recueil du sang sur tube sec, l'AFP sérique a été dosée par une méthode immunologique en chimioluminescence, sur l'automate ACS 180 (Chiron Diagnostics).

Résultats

Valeurs normales

Dans le groupe de sujets témoins, les taux de décarboxyprothrombine obtenus sont dans tous les cas inférieurs à 2 µg/l, valeur retenue pour la limite supérieure des valeurs normales, en accord avec les indications du fabricant [16].

Groupe de patients

Chez les 37 patients atteints de carcinome hépatocellulaire histologiquement confirmé, 24, soit 64,9 %, ont un taux de décarboxyprothrombine supérieur à 2 µg/l (figure 1) ; les résultats sont compris entre 0,5 et 3 180 µg/l, 16 % des valeurs étant supérieures à 50 µg/l (moyenne ± 1 écart-type : 123 ± 522 µg/l ; médiane : 6 µg/l).

Parmi les 23 patients porteurs d'une cirrhose, mais n'ayant pas développé de carcinome hépatocellulaire, la décarboxyprothrombine est supérieure à 2 µg/l chez 6 patients, soit 26 % des cas (figure 1) ; les résultats sont compris entre 0,5 et 70 µg/l, avec une seule valeur supérieure à 50 µg/l (moyenne ± écart-type : 9,1 ± 17,3 µg/l ; médiane : 1 µg/l).

Sensibilité et spécificité

La sensibilité et la spécificité du dosage de la décarboxyprothrombine pour le diagnostic du carcinome hépatocellulaire ont été calculées avec différentes valeurs-seuils (tableau 1). Le seuil de 2 µg/l donne la meilleure sensibilité (64,9 %), avec une spécificité de 74 %. Par comparaison, la sensibilité de l'AFP avec un seuil à 20 µg/l est de 67,5 % et sa spécificité est seulement de 43 % (tableau 1). L'analyse des courbes ROC (figure 2) de la décarboxyprothrombine et de l'AFP montre une meilleure spécificité de la décarboxyprothrombine pour des valeurs de sensibilité supérieures à 45 %.

Association décarboxyprothrombine et AFP

L'association des résultats des deux marqueurs, décarboxyprothrombine et AFP (aux seuils respectifs de 2 µg/l et 20 µg/l) montre que, chez les patients atteints de carcinome hépatocellulaire, les taux d'AFP et décarboxyprothrombine sont dissociés dans 35,1 % des cas et qu'il subsiste 16,2 % de cas pour lesquels les taux des deux marqueurs sont normaux (tableau 2). Chez les patients cirrhotiques sans carcinome hépatocellulaire, la décarboxyprothrombine est moins fréquemment élevée que l'AFP.

La figure 3 montre qu'il n'y a pas de corrélation significative entre les concentrations de décarboxyprothrombine et d'AFP chez les patients atteints de carcinome hépatocellulaire (coefficient de corrélation linéaire = 0,048).

Les variations des concentrations en décarboxyprothrombine et AFP ont été suivies chez deux patients atteints de carcinome hépatocellulaire et traités par alcoolisation et chimioembolisation (figure 4). Ces deux observations illustrent la dissociation de l'évolution des taux de décarboxyprothrombine et d'AFP.

Discussion

La prothrombine ou facteur II subit une gammacarboxylation post-traductionnelle qui conditionne ses propriétés fonctionnelles, lui permettant de se lier, par l'intermédiaire du calcium ionisé, aux phospholipides [7]. La carboxylation des acides glutamiques a lieu dans les microsomes hépatiques, grâce à une carboxylase vitamine K-dépendante. L'altération de cette carboxylation aboutit à une augmentation du taux de décarboxyprothrombine, dénommée encore Pivka II (prothrombine induite en l'absence de vitamine K). L'élévation de la décarboxyprothrombine peut être secondaire à une carence en vitamine K, ou une prise d'antivitamines K, mais des taux élevés de décarboxyprothrombine ont été observés chez des patients atteints de carcinome hépatocellulaire en dehors de toute carence en vitamine K [17]. Le mécanisme de production de la décarboxyprothrombine n'est pas connu avec précision, mais plusieurs hypothèses ont été avancées :

- un défaut de captation de la vitamine K par les cellules tumorales ou un turn-over accéléré de la vitamine K dans ces mêmes cellules [18] ;

- une diminution de l'activité de la gammacarboxylase en relation avec un défaut d'expression du gène codant pour cette enzyme [18] ;

- une synthèse excessive de précurseurs de la prothrombine dépassant les possibilités de la gamma-carboxylase dont l'activité serait normale [19].

Sensibilité et spécificité

La sensibilité de la décarboxyprothrombine pour le diagnostic du carcinome hépatocellulaire est plus faible dans notre série que dans celle de Liebman et al. [6], qui ont pu détecter ce marqueur dans 91 % des cas de carcinome hépatocellulaire. Nos résultats en termes de sensibilité sont cependant proches de ceux de Fujiyama et al. [8] (sensibilité de 63 % dans une série de 120 patients) et de ceux de Beaugrand et al. [12] (sensibilité de 67 % dans une série de 121 patients). Soulier et al. ont obtenu des sensibilités intermédiaires : 71 % dans une première série de 42 carcinomes hépatocellulaires [14], 74 % dans une série plus importante de 75 carcinomes hépatocellulaires [20]. Des sensibilités beaucoup plus faibles ont également été rapportées, de 22,9 à 56 % [9, 10, 21-25].

La spécificité observée dans notre étude est moins élevée que celle rapportée par d'autres auteurs. Beaugrand et al. [12] ont obtenu dans une population similaire (patients cirrhotiques) une spécificité de 99 %. Chez 537 malades cirrhotiques, Soulier et al. [7] rapportent une augmentation de la décarboxyprothrombine dans seulement 4 % des cas, contre 26 % dans notre étude. Dans d'autres pathologies hépatiques (hépatites chroniques actives, cancers du foie non hépatocellulaires, métastases hépatiques de carcinome), Soulier et al. [14] et Liebman et al. [6] rapportent des taux normaux de décarboxyprothrombine dans 95 % des cas.

Les variations de sensibilité et de spécificité constatées pour la décarboxyprothrombine sont probablement liées à plusieurs causes :

- la diversité des populations étudiées (par leur origine ethnique, le nombre des patients, et les différentes pathologies hépatiques en cause) ;

- la variété des types de carcinome hépatocellulaire analysés (taille, histologie, grade) ;

- les différences entre techniques de dosage.

Les sensibilités de l'AFP et de la décarboxyprothrombine pour le diagnostic du carcinome hépatocellulaire sont similaires avec des seuils respectifs à 20 µg/l et 2 µg/l. La spécificité de la décarboxyprothrombine est cependant un peu meilleure que celle de l'AFP chez les patients cirrhotiques. Cette constatation est en accord avec les résultats de Tanabe et al. [11] qui ont montré, dans une population de 28 patients cirrhotiques, une augmentation de l'AFP dans 32 % des cas alors que la décarboxyprothrombine reste normale.

L'intérêt des deux marqueurs pour le diagnostic du carcinome hépatocellulaire réside surtout dans leur complémentarité [21, 24-26]. Leur association permet le dépistage biologique de 83,9 % des carcinomes hépatocellulaires dans notre série, ce qui est proche des résultats de Liebman et al. [6] et de Soulier et al. [20] : respectivement 84 et 87 %.

L'absence de corrélation entre les concentrations sériques de décarboxyprothrombine et d'AFP a été reconnue dans la plupart des travaux [8, 21-25, 27]. La décarboxyprothrombine et l'AFP pourraient être synthétisées par des clones cellulaires différents [26].

Limites

L'utilisation pratique de la décarboxyprothrombine reste toutefois limitée pour plusieurs raisons :

- L'élévation de ce marqueur peut être secondaire à un déficit en vitamine K et il est recommandé dans certains cas de pratiquer un nouveau dosage 15 jours après injection de vitamine K₁ [7], ce qui diffère le résultat. L'absence de déficit en vitamine K a été vérifiée dans l'étude présente par le dosage des facteurs différentiels du complexe prothrombinique, précaution également retenue par Inoue et al. [21].

- La décarboxyprothrombine ne permettrait pas la détection des carcinomes hépatocellulaires de petite taille, ce qui explique sa sensibilité médiocre dans notre série (64,9 %) et encore plus faible dans certaines études [9, 10, 21-25]. Son augmentation est dépendante de la taille tumorale et elle est rarement élevée en cas de nodule unique [22, 25, 28]. Tanabe et al. [11] ont montré, chez 18 patients présentant un carcinome hépatocellulaire de taille inférieure à 5 cm, des taux élevés de décarboxyprothrombine dans seulement 16 % des cas. Ces résultats sont confirmés par l'étude de Tsai et al. [29] et celle de Fujiyama et al. [9] qui rapporte des taux normaux de décarboxyprothrombine chez 29 des 30 patients ayant un carcinome hépatocellulaire inférieur à 2 cm.

Cependant, la sensibilité du dosage de la décarboxyprothrombine par technique immunoenzymatique pourrait être améliorée grâce à un système d'amplification par avidine-biotine ; Saitoh et al. [30] ont montré, dans une série de 115 carcinomes hépatocellulaires de taille inférieure à 2 cm, une augmentation de la sensibilité de 7 % (technique sans amplification) à 39 % (technique avec amplification) alors que la spécificité varie seulement de 98 à 89 % ; des résultats similaires ont été rapportés ultérieurement [24, 31].

CONCLUSION

La décarboxyprothrombine plasmatique peut être considérée comme un marqueur valable pour le diagnostic biologique et le suivi de l'hépatocarcinome ; l'augmentation de sa concentration est indépendante de celle de l'AFP et son dosage est spécialement indiqué chez les patients qui ont un taux d'AFP normal ou bas.

La décarboxyprothrombine aurait également un intérêt pour le pronostic du carcinome hépatocellulaire, aspect qui n'a pas été abordé dans ce travail. L'élévation simultanée des deux marqueurs, décarboxyprothrombine et AFP, serait de plus mauvais pronostic que lorsqu'un seul est élevé [24]. D'autres auteurs ont montré que les métastases intrahépatiques et les thromboses tumorales de la veine porte sont plus fréquentes dans les carcinomes hépatocellulaires avec décarboxyprothrombine élevée que dans les carcinomes hépatocellulaires avec décarboxyprothrombine normale [32].

Remerciements. Nous remercions Monsieur le Professeur Ch. Trepo (service d'hépato-gastroentérologie, hôpital de l'Hôtel-Dieu, Lyon) de nous avoir adressé les prélèvements et permis de réaliser ce travail.

Article reçu le 15 mai 1997, accepté le 19 octobre 1997

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