Hypoglycémies répétées et inexpliquées chez un patient diabétique traité par analogue de l’insuline

ARTICLE

abc.2012.0714

Auteur(s) : Caroline Rouvellat¹, Pascal Chourrout¹, Hervé Escourolle², Safouane Hamdi³ hamdi.s@chu-toulouse.fr

¹ Laboratoire de biologie médicale, Centre hospitalier général d’Albi

² Service d’endocrinologie, Centre hospitalier général d’Albi

³ Institut fédératif de biologie, Laboratoire de biochimie, CHU de Toulouse

L’hypoglycémie désigne une concentration de glucose sanguin en dessous de 0,5 g/L ou 2,8 mmol. Les épisodes hypoglycémiques sont fréquents chez les patients diabétiques sous insulinothérapie : chaque année, 20 à 30 % d’entre eux présentent une hypoglycémie sévère et 10 % un coma hypoglycémique. C’est la raison pour laquelle ces patients doivent être parfaitement éduqués pour la prévention et le traitement des hypoglycémies.

Des situations à risque et/ou des comorbidités, bien connues des diabétologues, augmentent la fréquence des hypoglycémies sévères. Cependant, lorsque les épisodes se succèdent chez un même patient sans une cause évidente, il convient de réaliser un bilan plus poussé avec dosage d’insuline et de C-peptide sériques. L’interprétation de ce bilan peut être compliqué par les limites analytiques des automates utilisés et nécessite une étroite collaboration entre le clinicien et le biologiste, comme le montre l’observation suivante.

L’observation

Monsieur D., âgé de 44 ans, sans autres antécédents, est connu comme diabétique insulino-requérant. Il est vu en consultation de diabétologie au CHG d’Albi en juin 2009 pour des tendances hypoglycémiques. A cette occasion, son traitement antidiabétique est modifié : Novomix 50 (insuline asparte), de 8 à 10 U et jusqu’à 12 U le matin et Novomix 30, 14 U le soir. Le patient ne présente pas d’autres pathologies hormis une réaction dépressive dans un contexte conjugal tendu.

En octobre 2009, le patient est admis en hospitalisation dans le service de diabétologie après passage par les urgences pour un accident hypoglycémique au réveil avec perte totale de la conscience et un contrôle glycémique capillaire à 0,30 g/L avant resucrage. Au cours de cette hospitalisation, le bilan biochimique réalisé sur sang veineux (J0) prélevé sur anticoagulant (héparinate de lithium) montre les résultats suivants : glycémie : 1,4 mmol/L (valeurs de référence : 3,5-6,5 mmol/L, technique à l’hexokinase), créatininémie : 84 μmol/L (60-105 μmol/L) et urémie à 7,2 mmol/L (2,5-7,5 mmol/L). À J1<strike> </strike>l’équilibre glycémique est rétabli, l’HbA1c est dosée à 6,3 % (4,5-6,5 %), la créatininémie à 73 μmol/L et l’urémie à 6 mmol/L. Après plusieurs contrôles glycémiques capillaires satisfaisants (moyenne : 8,3 mmol/L) et ne montrant pas de tendance hypoglycémique à l’exception d’un épisode hypoglycémique nocturne à 2,8 mmol/L dépisté au décours d’un contrôle systématique de 0h pour lequel il a été resucré, le patient regagne son domicile avec un traitement antidiabétique réajusté : Novomix 50, 8 U le matin et 10 U midi avant le repas et Novomix 30, 8 U avant le repas du soir.

En avril 2010, Monsieur D. est à nouveau hospitalisé au CHG d’Albi pour coma hypoglycémique. Le traitement à l’insuline est arrêté puis repris avec des doses résiduelles de Novomix 50, 6 U le matin et 8 U le midi, Novomix 30, 6 U le soir et introduction de Novonorm (répaglinide) : 2 mg puis 1 mg 3 fois par jour. Au bout de deux jours, le schéma insulinique est à nouveau arrêté en raison de la persistance d’épisodes hypoglycémiques francs, essentiellement nocturnes et qui ont même justifié la mise en place de perfusions glucosées à 5 % puis à 10 %. Deux dosages d’insulinémie sont alors réalisés au laboratoire du CHG sur automate Cobas de Roche : les concentrations d’insuline circulante sont basses et contrastent avec une franche tendance hypoglycémique (tableau 1). Devant l’absence d‘arguments en faveur d’hyperinsulinisme, un bilan surrénalien est réalisé pour écarter l’éventualité d’une insuffisance surrénalienne (cortisolémie de base à 8h et cortisolémie à T+60 min d’un test au synacthène ordinaire normales) ainsi qu’un scanner abdomino-pelvien pour écarter celle d’une masse tumorale et d’un syndrome de consommation glycémique.

Tableau 1 Résultats sur Cobas (Roche)¹.

1. Plus précisément, il s’agit du module d’immunoanalyse du Cobas 6000. ^*Absence d’hémolyse qui pourrait interférer avec le dosage d’insuline.

Le patient est transféré au mois de mai 2010 dans le service de diabétologie du CHU de Toulouse pour une réadaptation de son traitement, il revient au CHG avec la prescription suivante : Lantus (insuline glargine), 16 U le matin et Novorapid (insuline asparte), 2 U le soir. Les hypoglycémies nocturnes reprennent obligeant l’équipe médicale à arrêter l’insulinothérapie et à instaurer des perfusions glucosées à 10 %. L’hypothèse d’auto-injections masquées d’insuline est alors évoquée. Il est proposé au patient une consultation psychiatrique qu’il accepte. La psychiatre retrouve chez lui une tendance dépressive, mais pas de signes évocateurs d’un tel comportement. Deux prélèvements sanguins contemporains d’épisodes d’hypoglycémiques sont réalisés et envoyés au laboratoire de biochimie hormonale du CHU de Toulouse pour le dosage d’insuline et de C-peptide sur automate Centaur XP de Siemens (tableau 2). Les insulinémies franchement élevées contrastent avec des niveaux de C-peptide endogène bas et sont en faveur d’une administration non contrôlée d’insuline.

Tableau 2 Résultats sur Advia Centaur (Siemens).

^*Absence d’hémolyse.

Trois jours après l’arrêt du traitement par insuline, le patient connaît un épisode hypoglycémique nocturne grave avec coma dont il est difficilement récupéré par une perfusion de G30. Suite à cet incident préoccupant, une fouille complète de ses effets personnels est alors organisée permettant de retrouver, caché au fond d’un gant de toilette, un stylo à insuline Novomix 30 largement entamé. Le patient a reconnu les auto-injections mais sans apporter d’explications claires à son geste. Il a par la suite été orienté vers une structure adaptée pour prise en charge psychiatrique. Sur le plan diabétologique, une insulinothérapie sur la base de Novomix a été mise en œuvre sans incident particulier depuis.

Le point de vue du biologiste

L’insuline est la seule hormone hypoglycémiante de l’organisme. Elle est produite par les cellules β-pancréatiques à partir d’un précurseur, la pro-insuline. Cette dernière est clivée pour libérer dans la veine porte des quantités équimoléculaires d’insuline et de peptide-C dont le métabolisme périphérique sera différent. La première est fortement captée par le foie et se fixe à des récepteurs spécifiques, ce qui limite sa demi-vie à environ 4 minutes. Le second n’a pas d’effet physiologique, sa demi-vie est plus longue (30 minutes environ) et il est filtré par le rein rendant ainsi possible son dosage urinaire. La forme circulante et active de l’insuline humaine se présente sous la forme d’un monomère composé d’une chaîne A de 21 acides aminés et d’une chaîne B de 30 acides aminés, reliées entre elles par deux ponts disulfures (figure 1). À fortes concentrations et à pH physiologique, l’insuline a tendance à s’agréger en dimères ou en hexamères stables (si présence d’ions Zn²⁺) [1]. Cette propriété est utilisée pour moduler le comportement pharmacocinétique et pharmacodynamique des préparations standards d’insuline humaine recombinante (formes rapides, intermédiaires et lentes). Cependant, les possibilités de formulations restent limitées et ne permettent pas de résoudre les principales difficultés de ces insulines : le manque de stabilité des préparations, une absorption cutanée trop longue et très variable d’un patient à l’autre et un pic plasmatique décalé et trop prononcé exposant les patients au risque d’hypoglycémie [2]. Les techniques biotechnologiques ont non seulement permis de faire produire par E. Coli une forme recombinante de l’insuline humaine, mais elles ont également permis d’explorer le rôle de chaque acide aminé des deux chaînes par mutation dirigée ouvrant ainsi la voie à de nouveaux analogues biologiques [3]. Ainsi, l’insuline asparte décrite dans la présente observation résulte du remplacement de la proline en position B28 par un acide aspartique (figure 1). Ce dernier est porteur d’une charge négative à pH physiologique qui réduit l’interaction entre monomères voisins et donc la formation d’agrégats. L’injection sous-cutanée de cet analogue permet ainsi d’obtenir un pic plasmatique plus rapide et plus intense que les préparations standards. À l’inverse, le second analogue décrit dans l’observation, la glargine, a été conçu pour avoir un effet prolongé. L’asparagine en position A21 a ainsi été remplacée par la glycine et la chaîne B a été prolongée à son extrémité C-terminale par deux résidus arginine en positions B31 et B32 (figure 1). Ces modifications permettent de stabiliser les hexamères et, par un effet sur le point isoélectrique, de diminuer la solubilité de la molécule à pH physiologique. Des microprécipités apparaissent alors au point d’injection, avec une absorption sanguine si lente que le profil insulinique sanguin est quasiment dénué de pic [2].

Le dosage de l’insulinémie est réalisé en routine dans les laboratoires de biologie médicale pour apprécier la sécrétion endogène d’insuline ou évaluer, en la confrontant à la glycémie couplée, l’insulino-résistance des patients. Les trousses disponibles sont pour la plupart montées sur des automates d’immunoanalyse et, bien qu’elles soient en majorité calibrées sur la 1^re préparation de référence de l’OMS (WHO 1st IRP 66/304), des différences de performances analytiques subsistent encore [4]. Il est recommandé d’exprimer l’insulinémie en concentration (pmol/L) plutôt qu’en activité biologique (mUI/L), et un facteur de conversion de 6.0 est en général utilisé par les fournisseurs pour passer des mUI/L aux pmol/L. Dans notre observation, deux automates d’immunoanalyse, le Cobas de Roche et l’Advia Centaur de Siemens, largement répandus en France, ont été utilisés pour les dosages d’insuline. Leurs caractéristiques et performances analytiques ont été extraites des notices constructeurs et comparées dans le tableau 3.

Tableau 3 Comparaison des deux automates d’immunoanalyse utilisés.

^*NI = non indiqué ; ^#la notice cite l’article d’Owen et al. [5].

L’introduction des analogues de l’insuline a été un progrès significatif dans la prise en charge des patients diabétiques, mais a compliqué leur exploration biologique et en particulier le dosage des insulinémies. En effet, les modifications structurales de ces analogues avaient comme principal objectif d’en altérer les propriétés pharmacocinétiques, l’impact sur l’antigénicité, et donc la reconnaissance par les anticorps des trousses d’immunoanalyse n’a probablement pas été anticipée. Plusieurs études (compilées par Agin et Sapin [2]) ont montré que la réactivité croisée de ces trousses vis-à-vis des analogues était assez imprévisible. Tirant profit de cette observation, et en se basant sur la littérature, il nous a été possible de distinguer les techniques automatisées en fonction de leur réactivité croisée avec l’insuline asparte et la glargine (tableau 4). Nous nous sommes focalisés sur les techniques décrites dans un récent contrôle de qualité externe (Probioqual, sérum 11I3A/B) et représentatif du marché français.

Tableau 4 Comparaison de la réactivité croisée des trousses d’insuline humaine pour l’insuline asparte et la glargine, adapté de [2] et [5].

++ : de 70 à > 100 % ; + : de 30 à 69 % ; +/- : < 30 % ; - : absence de réactivité.

Il donc possible de distinguer trois catégories de trousses : celles qui reconnaissent parfaitement les deux analogues (Access, Centaur et BI-INS), celles qui n’en reconnaissent qu’un seul (AIA, Architect) et les dernières qui croisent mal avec les analogues (Immulite), voire qui ne les reconnaissent pas du tout (Cobas, Liaison). Ces différences confirment que les modifications structurales des analogues peuvent altérer, à la hausse ou à la baisse, la reconnaissance par les anticorps des trousses et donnent quelques indications sur les épitopes reconnus, ce que se gardent bien de révéler les industriels. Ainsi, la trousse Access de Beckman qui présente une réactivité croisée autour de 100 % pour les deux analogues laisse penser qu’aucun anticorps n’est dirigé contre les extrémités C-terminales des chaînes. La catégorisation précédente doit néanmoins rester qualitative car les études citées n’ont exploré la réactivité croisée que dans des tampons additionnés de concentrations précises d’analogues. Elles ne tiennent pas compte des possibles effets de matrice, de l’hémolyse, des anticorps anti-insuline et de l’interférence des métabolites rencontrés dans un prélèvement de routine. L’extrapolation aux dosages sanguins est donc délicate et même si la trousse utilisée reconnaît ces deux analogues, il convient pour le biologiste de prendre le résultat du dosage comme une simple indication et d’en avertir le clinicien. Les laboratoires qui réalisent des dosages d’insulinémies en routine devraient donc connaître la réactivité de leurs trousses vis-à-vis des analogues, puisqu’ils peuvent être sollicités par des endocrinologues qui souhaitent parfois confronter l’insulinémie de leurs patients à un tableau clinique et thérapeutique particulier (comme la suspicion d’auto-injections rapportées dans l’observation ci-dessus). Il faut noter que les fournisseurs ne donnent pas tous, dans leurs notices techniques, des indications claires sur cette réactivité croisée, ce qui est bien regrettable. S’il s’avère que la trousse ne reconnaît pas les analogues, les biologistes peuvent travailler en tandem avec un confrère ou une consœur qui dispose d’une autre méthode. Ce travail « en binôme biologique » est déjà réalisé au CHU de Toulouse pour identifier les interférences analytiques pour certains paramètres comme la prolactine ou la testostérone (communications personnelles).

Enfin, rappelons que devant des hypoglycémies non expliquées, le biologiste doit rechercher et éliminer certaines causes comme les hyperleucocytoses [6] ou les délais d’acheminement trop longs.

Le point de vue du clinicien

En dehors d’un contexte diabétique, le diagnostic d’hypoglycémie est difficile. Il repose sur la mise en évidence de trois signes simultanés (triade de Whipple) : glycémie basse (2,8 mmol/L), signes de neuro-glucopénie et correction des symptômes lors du resucrage. Il est important d’éliminer certaines étiologies évidentes comme l’alcoolisme, les insuffisances rénales et hépatiques sévères, l’insuffisance surrénalienne périphérique ou anté-hypophysaire et la prise de certains médicaments (antalgiques, antidépresseurs, β-bloquants…). Le diagnostic positif n’est envisageable qu’en ayant recours à l’épreuve de jeûne en milieu spécialisé, avec dosages de la glycémie, de l’insuline, du C-peptide et de la pro-insuline. En pratique, la principale étiologie ainsi identifiée est d’origine tumorale : l’insulinome.

Dans un contexte diabétique, le diagnostic est plus évident. En effet, tout patient diabétique sous insulinothérapie présente des épisodes d’hypoglycémies (deux par semaines environ pour une HbA1C entre 6,5 et 7 %). Le diagnostic est posé devant une glycémie < 3,3 mmol/L et non sur des signes cliniques qui diffèrent d’un sujet à l’autre mais qui, le plus souvent, se reproduisent à l’identique chez un même sujet. Il faut distinguer les signes précurseurs d’origine sympathique qui alertent le patient du risque d’une hypoglycémie grave (sueurs, tremblements, sensation de faim…) et les signes de neuro-glucopénie qui témoignent de l’atteinte des neurones. Dans ce cas, les manifestations sont neurologiques et psychiques et peuvent aller jusqu’au coma hypoglycémique. Chez les patients présentant des hypoglycémies fréquentes, il y a une adaptation progressive avec perte des signes neurovégétatifs d’alerte qui les exposent alors au risque d’un coma hypoglycémique brutal.

Les hypoglycémies des patients diabétiques sous insuline relèvent de circonstances favorisantes et/ou d’erreurs qu’il convient de rechercher :

• –. erreurs dans les doses d’insuline injectées (confusion insuline rapide/lente) ;
• –. erreurs d’adaptation de doses d’insuline ;
• –. ration glucidique insuffisante au cours d’un repas ou prise d’alcool en dehors des repas ;
• –. exercice intense, prolongé, inhabituel sans adaptation de l’insulinothérapie et/ou de l’alimentation ;
• –. injection d’insuline dans une zone de lipodystrophie.

A niveau glycémique égal, les analogues de l’insuline, qu’ils soient rapides ou lents, s’associent à moins d’hypoglycémies que l’insuline. Dans le cas de notre patient, l’absence de circonstances favorisantes évidentes pour les hypoglycémies répétées et le traitement par analogues, nous a amené à explorer l’hypothèse d’une prise masquée d’insuline en dosant les concentrations d’insuline et de C-peptide. À noter que les prélèvements doivent être réalisés, dans la mesure du possible, au moment de l’épisode hypoglycémique et avant le resucrage. La littérature indique qu’une hypoglycémie en présence d’une concentration d’insuline élevée mais de C-peptide indétectable suggère son caractère factice et un apport incontrôlé d’insuline [7, 8]. Ce profil n’est cependant identifiable qu’avec des techniques de dosage qui reconnaissent l’insuline et ses analogues. La discussion avec les biologistes de ces possibilités de reconnaissance est donc importante. La mise en évidence des injections masquées reste pourtant difficile car les patients concernés sont très souvent dans le déni. Dans notre cas, c’est la découverte du stylo entamé de Novomix dans les affaires du patient, puis ses aveux, qui ont confirmé les auto-injections masquées. Ce type de situation nécessite une prise en charge psychiatrique adaptée.

Conclusion

Les hypoglycémies représentent un risque connu chez le patient diabétique sous insulinothérapie, mais leur répétition doit être explorée pour identifier et corriger la cause. Lorsque celle-ci n’est pas évidente, les dosages d’insuline et de C-peptide, contemporains de l’épisode hypoglycémique sont nécessaires et peuvent orienter vers une prise masquée d’insuline. Cependant, les différentes techniques d’immunodosage de l’insuline humaine n’en reconnaissent pas toutes de la même manière les analogues. Il convient que les biologistes et les cliniciens identifient le statut de la technique utilisée en routine et confrontent les données cliniques et biologiques car la confirmation d’une hypoglycémie factice par auto-injection reste difficile.

Conflits d’intérêts: aucun.

Références

1. De Meyts P. Insulin and its receptor : structure, function and evolution. Bioessays 2004 ; 12 : 1351-62.

2. Agin A, Sapin R. Analogues et dosages d’insuline : le cas général et le cas particulier de la glargine. Médecine nucléaire 2010 ; 34 : 571-82.

3. Hirsch IB. Insulin analogues. N Engl J Med 2005 ; 352 : 174-83.

4. Marcovina S, Bowsher RR, Miller WG, Staten M, Myers G, Caudill SP, et al. Insulin Standardization Workgroup. Standardization of insulin immunoassays : report of the American Diabetes Association Workgroup. Clin Chem 2007 ; 53 : 711-6.

5. Owen EW, Roberts WL. Cross-reactivity of three recombinant insulin analogs with five commercial insulin immunoassays, Clin Chem 2004 ; 50 : 257-9.

6. Nourrisson C, Batisse M, Sapin V, Bouvier D. Pseudo-hypoglycémie et hyperleucocytose : à propos d’un cas. Ann Biol Clin 2010 ; 68 : 490-4.

7. Grenn RP, Hollander AS, Thevis M, Thomas A, Dietzen DJ. Detection of surreptitious administration of analog insulin to an 8-week-old infant. Pediatrics 2010 ; 125 : e1236-45.

8. Giurgea I, Ulinski T, Touati G, Sempoux C, Mochel F, Brunelle F, et al. Factitious hyperinsulinism leading to pancreatectomy : severe forms of Munchausen syndrome by proxy. Pediatrics 2005 ; 116 : e145-8.