Les techniques du diagnostic prénatal

Rédaction : Elisabeth Faure, Août 2002

Définition

Le diagnostic prénatal est l'ensemble des techniques permettant d'identifier des anomalies graves pendant la grossesse. Dans certains cas, il sera possible de traiter l'enfant avant même sa naissance, in utero ; mais souvent, il n'existera pas de traitement et les couples pourront opter pour une interruption médicale de grossesse.

Le diagnostic prénatal est indipensable car il permet de détecter 60 % des malformations. En France, plus de 90 % des foetus sont soumis à un diagnostic prénatal. Celui-ci intervient de plus en plus précocément dans la grossesse.

Le conseil génétique

Il doit être sollicité chaque fois qu'un risque de maladie ou de malformation est soupçonné par une éventuelle descendance. Il relève de la compétence de consultations spécialisées. Idéalement, le conseil génétique devrait avoir lieu avant toute conception. L'interrogatoire a sa place centrale dans le conseil génétique : il doit être extrêmement minutieux. Les techniques de biologie moléculaire pourront venir renforcer son importance et son intérêt.

Plusieurs circonstances conduisent un couple en conseil génétique : parents ou enfants atteints de maladie héréditaire dont ils veulent apprécier le risque de récurrence, problèmes de la consanguinité, morts-nés malformés, parents ayant un enfant handicapé mental sans diagnostic précis, parents ayant un enfant porteur d'une aberration chromosomique et qui craignent la récurrence lors d'une nouvelle grossesse, couple stérile ou ayant eu des fausses-couches à répétition.

L'échographie

(Source : L'échographie obstétricale au cours de la grossesse en l'absence de facteur de risque, Anaes, décembre 1998)

L'échographie obstétricale, en l'absence de facteur de risque, permet le diagnostic prénatal de malformations nécessitant une prise en charge : sa spécificité est actuellement supérieure à 99 % (qualité de preuve de niveau I). Sa sensibilité s'est améliorée considérablement ces 10 dernières années, et se situe dans les études européennes aux environs de 60 %, pour une prévalence des anomalies fœtales de 2 à 3 % en population générale (qualité de preuve de niveau I).

Échographies du 1er et du 2e trimestre de la grossesse
Il est recommandé deux échographies au cours des deux premiers trimestres de la grossesse, en l'absence de facteur de risque :
- la première à la 11-13e semaine d'aménorrhée
Elle permet de déterminer le terme, de dépister des malformations majeures à expression précoce, et de rechercher des signes d'appel de malformations fœtales et d'anomalies chromosomiques (recommandation de grade C). L'utilisation conjointe des voies abdominale et vaginale permet de préciser si les contours crâniens sont présents et la division cérébrale correcte, si la paroi abdominale est normalement fermée, si les quatre membres ont chacun trois segments, si l'estomac est en place, si la région cervicale postérieure a un aspect normal. Une mesure systématique de la clarté de la nuque permet le dépistage d'anomalies chromosomiques comme la trisomie 21.
- la seconde à la 22-24e semaine d'aménorrhée
L'étude de l'écho-anatomie fœtale n'est suffisamment probante que vers le milieu du deuxième trimestre (recommandation de grade A).
C'est l'échographie retenue dans les pays où une seule échographie est recommandée. A ce stade, on pourra également apprécier la quantité du liquide amniotique, la situation du placenta et la biométrie foetale.

Échographie du 3e trimestre de la grossesse
Il n'y a pas suffisamment d'études, et donc un niveau de preuve insuffisant, pour recommander ou exclure une échographie en l'absence de facteur de risque et lorsque l'examen clinique est normal (recommandation de grade C). La justification de la réalisation de cette échographie est le diagnostic tardif des malformations, afin de permettre soit une meilleure prise en charge périnatale et une amélioration du pronostic à long terme, soit une interruption médicale tardive de la grossesse en cas de diagnostic d'une affection particulièrement grave et incurable (qualité de preuve de niveau III).

Les techniques obstétricales

Elles consistent en des prélèvements d'échantillons foetaux obtenus directement à partir du foetus ou indirectement à partir de structures ovulaires annexes telles que le placenta. Ces techniques sont toujours précédées d'un examen échographique s'assurant de la bonne viabilité foetale, de l'âge gestationnel et de la localisation du placenta.

1. L'amniocentèse

Cette technique de diagnostic prénatal effractif est pratiquée sous échoguidage. Elle consiste à introduire une aiguille fine à travers les parois abominale et utérine maternelle afin de prélever un peu de liquide amniotique dans lequel baigne le foetus (moins d'une minute). Elle est habituellement réalisée après la 14ème semaine de gestation. La précision du guidage échographique permet désormais d'envisager des amniocentèses beaucoup plus précoces à partir de la treizième semaine d'aménorrhée avec cependant un taux d'échec et de complications un peu plus élevé.
Les deux tests du liquide amniotique fréquemment pratiqués sont le caryotype foetal à partir des cellules foetales et de la membrane se trouvant dans le liquide amniotique et la mesure de l'alpha-foetoprotéine du liquide amniotique.
Le principal inconvénient de l'amniocentèse est que les résultats du diagnostic prénatal ne sont connus qu'entre les 17 et 20 èmes semaines de gestation.
Dans l'ensemble bien maîtrisée, cette technique se complique d'un avortement dans 1 % des cas environ. On estime à un ou deux par 3000 interventions le risque d'infection au moment de l'amniocentèse.

2. La choriocentèse ou placentocentèse

Il s'agit de prélever un échantillon de trophoblaste. On parle aussi de biopsie de villosités choriales. Le prélèvement peut s'effectuer par la voie transvaginale avec un cathéter souple et une seringue sans anesthésie et de façon précoce entre la 11ème et la 13 ème semaine d'aménorrhée. La voie transabdominale avec une aiguille est actuellement la plus utilisée. La choriocentèse présente l'avantage de procurer une quantité suffisante d'ADN immédiatement disponible pour un diagnostic biochimique ou moléculaire rapide et surtout d'être pratiquée assez tôt au cours de la grossesse. Le risque global de perte spontanée de grossesse chez les femmes enceintes d'un âge plus avancé quand aucune intervention n'est pratiquée est estimé à 2 ou 3 %. La technique de prélèvement des villosités choriales ajoute environ un à deux pour cent à ce risque.

3. La cordocentèse

Il s'agit d'un prélèvement de sang foetal par ponction directe du cordon ombilical. Cette technique guidée par échographie est nécessairement tardive à partir de la 18ème semaine de la grossesse et jusqu'au terme. Le principal avantage de la cordocentèse est qu'elle permet un accès direct au foetus. Mais les risques d'avortements ne sont pas négligeables : 3 à 5 % selon le contexte.

4. Autres prélèvements foetaux

Des biopsies de tissus foetaux peuvent être obtenues à partir de la peau, du foie, des liquides tirés des voies urinaires du foetus, de l'abdomen,du thorax mais les progrès de la génétique moléculaire rendent ces techniques d'utilisation beaucoup plus rares. Le recours à ces prélèvements relève d'indications particulières.

5. Radiographie et IRM

Le recours à la radiographie pour le diagnostic prénatal est beaucoup moins fréquent depuis l'existence de l'échographie en temps réel. Elle peut être indiquée pour obtenir des renseignements supplémentaires quand des anomalies importantes du squelettre sont diagnostiquées par l'échographie.
L'imagerie par résonance magnétique peut diagnostiquer les anomalies foetales du système nerveux central, le tératome cervical, les masses dans la poitrine et le neuroblastome surrénal.

6. Le diagnostic préimplantoire

Le diagnostic préimplantoire n'a été autorisé en France par le législateur qu'en 1999. Il est légalement restreint aux affections génétiques d'une particulière gravité, incurables au moment du diagnostic. Il concerne les couples qui ont perdu un ou plusieurs enfants ou fait l'expérience d'une ou plusieurs interruptions médicales de grossesse du fait d'une pathologie génétique grave, les couples qui doivent recourir à une procréation médicalement assistée du fait d'une infécondité, un couple où l'un des parents est porteur d'une translocation chromosomique réciproque.

Il applique deux techniques de biologie moléculaire, la FISH (fluorescence in situ hybridization) et la PCR (polymerase chain reaction), à la réalisation d'un diagnostic sur un seul blastomère prélevé sur l'embryon de huit cellules trois jours après la fécondation in vitro. La FISH est surtout utilisée pour les maladies génétiques récessives liées au sexe. Elle sert également, si un des parents est porteur d'une anomalie chromosomique équilibrée, à vérifier que celle-ci n'est pas déséquilibrée chez l'embryon. La PCR est plutôt utilisée pour toutes les mutations concernant des gènes d'hérédité mendélienne. Pour le moment, la technique est maîtrisée pour l'amyotrophie spinale, la mutation DF 508 homozygote de la mucoviscidose et la myopathie de Duchenne. Un diagnostic prénatal est systématiquement pratiqué pour confirmer les données du diagnostic préimplantoire.

7. Les techniques non invasives

Il s'agit de mettre en évidence les cellules foetales passant en faible quantité dans la circulation maternelle (environ une cellule foetale par millilitre) ce qui est possible dès la fin du premier trimestre de la grossesse. Mais l'utilisation de cellules foetales isolées à partir d'un simple prélèvement veineux maternel est loin d'être réalisable en routine. C'est une technique d'avenir qui permettrait de court-circuiter les risques afférents à l'amniocentèse et à la choriocentèse. Une équipe dirigée par Patrizia Paterlini-Bréchot (unité Inserm 370, laboratoire de biochimie A, CHU Necker Enfants Malades) a en tout cas fait un grand pas dans ce sens en mettant au point un procédé fiable, non invasif, permettant de sélectionner les cellules fœtales circulant dans le sang maternel, puis de confirmer leur origine fœtale.

Les techniques biologiques

(Source : La surveillance biologique de la femme enceinte en bonne santé et sans antécédents pathologiques, Supplément au n° 40 du Concours Médical du 30/11/96)

1. Les examens sérologiques

Au cours de la grossesse, des examens sérologiques sont indiqués :

Au premier trimestre de la grossesse
- dépistage de la syphilis,
- dépistage de la toxoplasmose et de la rubéole (une sérologie toxoplasmique sera répétée chaque mois à partir du 4ème mois de grossesse si l'immunité n'est pas acquise),
- détermination des groupes sanguins,
- recherche d'anticorps irréguliers à l'exclusion des anticorps dirigés contre les antigènes A et B.

Au cours du 6ème mois de grossesse
- dépistage de l'antigène HBs,
- numération globulaire,
- chez la femme rhésus négatif ou précédemment transfusées, la recherche des anticorps irréguliers à l'exclusion des anticorps dirigés contre les antigènes A et B.

Au cours du 8ème ou 9ème mois de grossesse
- chez la femme rhésus négatif ou précédemment transfusée, la recherche des anticorps irréguliers à l'exclusion des anticorps dirigés contre les antigènes A et B,
- deuxième détermination des groupes sanguins A, B, O, rhésus standard, si nécessaire.

Les Recommandations faites par le HCSP sont les suivantes :
(elles sont à actualiser en fonction de données de la science)

- En raison de la nécessité de connaître son statut sérologique vis-à-vis de la rubéole et de la toxoplasmose avant le début de la grossesse , toute femme "en âge de" et/ou souhaitant une grossesse doit avoir ces examens sérologiques dans les mêmes conditions de remboursement que celles de l'examen prénuptial.
- Le dépistage de la syphilis en cours de grossesse reste indisp e n s a b l e .
- Une sérologie de la rubéole doit être faite chez toute patiente dont le résultat date de deux ans et plus.
- Le dépistage de l’hépatite B doit être réalisé dès le premier tri-m e s t re, pour mettre en place l’enquête familiale et éventuellement envisager une vaccination chez les femmes enceintes non immu-nisées. Actuellement, il devrait être pratiqué au sixième mois de g rossesse d’après la réglementation.
- Aucune surveillance biologique systématique pour le suivi de la grossesse normale ne doit être faite en dehors des examens o b l i g a t o i res (encadré p. 9 ) chez une femme sans antécédents pré-cis, sans facteurs de risque, sans terrain pathologique et sans signes d’appel cliniques ou biologiques.
- Chaque praticien doit pro p o s e r, après information sur les risques de contamination, un test de dépistage de l’infection par le viru s de l’immuno-déficience humaine lors de l’examen prénuptial et lors de la pre m i è re consultation prénatale.
- La valeur prédictive négative des bandelettes urinaires asso-ciant leucocytes et nitrites, atteignant 99 %, permet de les re-commander pour le dépistage systématique mensuel de la bac-tériurie asymptomatique pendant la grossesse, sous réserve du respect des conditions d’utilisation. La présence à la bandelette d’une protéinurie et/ou nitriturie et/ou leucocyturie et/ou héma-turie sera contrôlée par un examen cyto-bactériologique des urines.
- Le dépistage de l’hépatite C doit être réservé aux groupes à risques (antécédents de transfusions sanguines, de toxicomanie, d’hépatite, infection au virus de l’immuno-déficience humaine, zones à forte prévalence…).
- Le dépistage du portage vaginal des streptocoques du gro u p e B pendant la grossesse normale ne doit pas être systématique. Ce g e rme sera re c h e rché dans les circonstances suivantes : signes d’infections uro-génitales, de ru p t u re prématurée des membranes, de menace d’accouchement prématuré, de fièvre maternelle avec suspicion de chorioamniotite, d’antécédents d’infection néonatale ou de chorioamniotite.
- Il est indispensable d’évaluer : les modalités de dépistage du diabète gestationnel ; l’intérêt, les modalités et les conséquences de la mise en place du dépistage des infections à CMV ; le bien-fondé des pratiques de bilans d’hémostase en fin de gro s s e s s e .

2. L'étude du caryotype

Le caryotype foetal fait partie du bilan systématique des syndromes malformatifs et des retards mentaux. L'intérêt de cet examen est d'identifier les anomalies de nombre et de structure de l'ensemble des chromosomes de la cellule.

L'indication la plus fréquente du caryotype foetal est la mère âgée de plus de 38 ans : diagnostic anténatal par amniocentèse pour réaliser le caryotype foetal et vérifier que l'enfant n'est pas trisomique 21.

La méthode consiste, après biopsie cutanée, à isoler les cellules d'origine foetale du liquide amniotique et de les cultiver à 37° dans un milieu nutritif contenant des facteurs de croissance. Généralement, elles sont étudiées à partir du 10 ème jour de culture et le résultat est donné dans un délai de deux à trois semaines. La précision dans la définition des anomalies chromosomiques détectées varie beaucoup selon les techniques cytogénétiques utilisées. Ces dernières années, la cytogénétique moléculaire par FISH à contribuer à affiner de façon considérable le pouvoir de résolution. La FISH (fluorescent in situ hybridation) fait appel à des sondes non radioactives marquées par un fluorochrome (ou sondes froides) : développement d'une hybridation in situ en fluorescence.

Le caryotype foetal partiqué par biopsie du trophoblaste est plus rare : le résultat est plus précoce et plus rapide mais la technique est beaucoup plus dangereuse. On considère que le risque de fausse couche provoqué par la biopsie du trophoblaste se situe aux environs de 3 à 5 % alors que celui de l'amniocentèse n'excède pas o,5%.

3. Les marqueurs sériques maternels

Un taux bas d'alphafoetoprotéine dans le sérum maternel prélevé à la 15ème semaine d'aménorrhée indique a priori un risque accru de trisomie 21 foetale. Selon le signe d'alerte retenu on peut ainsi dépister jusqu'à 30 % des foetus trisomiques 21. De même sur un taux significativement élevé de gonadotrophine chorionique humaine dans le sérum maternel, on peut sélectionner un groupe où se situent les deux tiers des anomalies chromosomiques. Il existe aussi une relation entre le taux sérique bas d'oestriol non conjugué et la trisomie 21. En France, l'arrêté ministériel du 23 janvier 1997 reconnaît au même titre que l'âge maternel et les signes d'appel échographiques, que toute grossesse dont le risque de trisomie 21 a été évalué par les marqueurs sériques maternels à plus de 1/250 peut bénéficier d'un caryotype foetal avec prise en charge par les caisses d'assurance maladie. Cela revient à proposer une amniocentèse à environ 5% des femmes enceintes.

4. L'analyse moléculaire

Les techniques d'analyse moléculaire sont utilisées pour le diagnostic prénatal des maladies génétiques héréditaires. La quasi-totalité des indications retenues pour réaliser un diagnostic prénatal avec ces techniques concerne les couples à risque. Les techniques utilisées font appel à la complémentarité des bases de l'ADN. Ainsi, un segment d'ADN bien identifié et complémentaire de la séquence génomique à étudier permet de cibler précisément cette séquence. Deux approches sont possibles : l'utilisation de sondes moléculaires et la technique PCR. Avec la génétique moléculaire, il est possible de rechercher une anomalie du gène de la globine, de la dystrophine musculaire, ou toute autre mutation, à partir de n'importe quelles cellules du liquide amniotique ou du trophoblaste.
Les méthodes d'analyse directe consistent à mettre en évidence la lésion moléculaire elle-même : possible si la nature de la mutation responsable de l'affection a pu être préalablement identifiée dans la famille. Souvent, il est impossible d'analyser directement la mutation en cause. Le seul recours reste la méthode de diagnostic indirect qui permet de suivre la transmission du gène supposé muté grâce à des marqueurs proches lesquels ont pour effet de différencier la région chromosomique portant le gène muté de celle portant son homologue normal.
Limites de la biologie moléculaire : des difficultés pratiques telles que la présence de cellules maternelles dans le prélèvement foetal, une contamination minime par de l'ADN étranger qui sera amplifié par la technique de PCR ou la mise en évidence fortuite d'une autre paternité.