Evaluation endocrinienne et génétique des hypospades

L’hypospade est une malformation génitale relativement fréquente (1/250 à 300 garçons) mais dont l’étiologie n’est pas actuellement clairement définie pour la plupart des cas. Il existe vraisemblablement des formes monogéniques et de formes plurifactorielles mêlant facteurs génétiques, hormonaux et environnementaux. Ainsi, moins d’un tiers des hypospades postérieurs a une cause identifiée (Albers, Boehmer).  Néanmoins, il convient de rechercher ces étiologies car certaines impliquent une prise en charge spécifique. Nous verrons dans cet article quelles sont les causes endocriniennes et génétiques pouvant être à l’origine d’un hypospade, et quand et comment les rechercher.

  • Examen clinique

Les premières étapes de l’enquête étiologique lors de la découverte d’un hypospade sont l’interrogatoire et l’examen physique de l’enfant.

L’interrogatoire recherche des antécédents familiaux d’anomalies des organes génitaux externes (OGE), du déroulement de la puberté ou de la fertilité, une consanguinité. Le mode de conception (procréation médicalement assistée ?) et le déroulement de la grossesse sont à préciser avec la recherche d’une exposition à des toxiques (médicaments,  perturbateurs endocriniens), ou de pathologies (hypertension artérielle, retard de croissance intra-utérin notamment).

L’examen clinique doit être rigoureux et la description des OGE précise. Il convient de noter la longueur et le diamètre de la verge, la présence et la sévérité de la coudure de la verge, la position du méat et de la division du corps spongieux, la description du scrotum (asymétrique, bifide, hypoplasique, hyperpigmenté ?) et des testicules : présence, taille et localisation. Certains auteurs préconisent l’utilisation du score EMS (External Masculinisation Score) qui tient compte de la fusion scrotale, de la position du méat urétral, de la présence d’un micropénis, et de la position de chaque gonade (Ahmed). La distance ano-génitale est mesurée (Hsieh). Il faut également rechercher une gynécomastie et d’éventuelles autres anomalies associées (retard de croissance intra-utérin, anomalies osseuses, rénales, cardiaques, de la ligne médiane, etc…). Une échographie pelvienne et rénale, non systématique si l’hypospade est isolé et peu sévère,  recherche la présence de dérivés mülleriens ou d’anomalies rénales associées. Une bandelette urinaire est faite en cas de suspicion de dysgénésie gonadique pour rechercher une protéinurie orientant vers une mutation de WT1 (Wilm’s tumour suppressor gene) (Little).

  • Bilan hormonal

L’investigation biologique doit être conduite rapidement lors de la découverte d’un DSD à la naissance pour plusieurs raisons :

  • Eliminer une menace vitale par troubles hydro-électrolytiques (perte de sel) chez les enfants présentant une pathologie surrénalienne. Il s’agit essentiellement des hyperplasies congénitales des surrénales par déficit en 21hydroxylase avec masculinisation des OGE des petites filles atteintes. Mais d’autres insuffisances surrénaliennes peuvent être associées à un hypospade chez un sujet 46 XY : hyperplasie lipoïde des surrénales (déficit en StAR), déficit en 3β hydroxystéroïde déshydrogénase (3beta HSD ou 3β ol) ou 11β-hydroxylase, mutation de POR (P450 Oxido Réductase), SF1 (Steroidogenic Factor 1) ou P450scc (Rey 2011, Hughes 2012, Ahmed). Tout hypospade sans gonades palpables doit donc avoir en urgence un dosage de 17 OH progestérone, mais aussi d’hormone antimüllérienne (AMH) et un caryotype.
  • Dans les cas les plus complexes, bloquer la déclaration du sexe et du prénom sur la déclaration de naissance à l’état civil jusqu’à l’obtention d’éléments paracliniques suffisants pour orienter au mieux le choix du sexe d’éducation de l’enfant en concertation avec les autres disciplines : chirurgiens, radiologues, psychiatres et biologistes.
  • Rechercher une étiologie spécifique nécessitant une prise en charge adaptée et permettant parfois de préciser le pronostic pubertaire, et donc ce que l’on peut évaluer de la future vie sexuelle et de la fertilité des patients. Il convient notamment d’éliminer une résistance aux androgènes (mutation du récepteur des androgènes) qui pourrait altérer la réponse aux traitements par les androgènes.

La période néonatale est la plus favorable pour cette investigation puisqu’elle comporte 2 périodes où la fonction leydigienne est spontanément explorable : les premières heures de vie et la « mini-puberté ». En effet, dans les premières 36 heures de vie, la testostérone est élevée en raison de la stimulation des testicules par le taux résiduel circulant d’hCG (Forest 1975)  mais elle chute ensuite très rapidement. Elle ne sera directement interrogeable ensuite que pendant la « mini-puberté »  (du 15ième au 90ième jour de vie environ) : l’activation de l’axe hypothalamo-hypophyso-gonadique se traduit par une élévation des gonadotrophines (LH et FSH) et ainsi de la testostérone (Forest 1974,  Hughes 2012). Le dosage des précurseurs de la testostérone est intéressant pour rechercher une anomalie de la stéroïdogenèse et la mesure de la DHT (dihydrotestostérone) (sur le même prélèvement que la testostérone) pour dépister  un déficit en 5 α réductase de type 2 (Morel).

Si l’enfant est vu après 3 mois, le taux basal de testostérone est physiologiquement bas et donc ininterprétable. On peut alors avoir recours à un test à l’hCG humaine ou à l’Ovitrelle® pour interroger la fonction leydigienne. Il n’y a malheureusement pas de consensus sur l’utilisation et l’interprétation de ces tests. Dans notre centre, nous utilisons 6 injections de 1500 UI d’hCG à 2 jours d’intervalle et mesurons la testostérone +/- ses précurseurs le lendemain de la dernière injection (Forest 1979, Feyaerts). La réponse est considérée comme normale quand le taux de testostérone dépasse 10 nmol/l, et comme pathologique quand il est inférieur à 5 nmol/l. Si la réponse est explosive, il faut éliminer une insensibilité aux androgènes et étudier le gène du récepteur des androgènes (Bouvattier 2002). L’alternative actuelle consiste en 3 injections d’Ovitrelle® (J1, J4 et J7) et bilan à J8 mais nous ne disposons pas de véritables normes pour son interprétation. Un test à l’ACTH (synacthène®)   est parfois réalisé en deuxième intention si la réponse à l’hCG est insuffisante (Faisal Ahmed) pour éliminer une insuffisance surrénalienne associée.

Tous ces dosages nécessitent une bonne technique de dosage (dosage par technique RIA ou spectrométrie de masse (LC/MS/MS), qui tend à être la technique de référence), dans un laboratoire spécialisé pour avoir des résultats fiables (Kulle).

Pour explorer la fonction sertolienne, le dosage de l’hormone antimüllérienne (AMH) s’avère très utile, dès les premiers jours de vie mais également tout au long de l’enfance puisque après une ascension durant les premières semaines, son taux reste élevé jusqu’à la puberté (Plotton, Grinspon). Ainsi, un taux effondré (signant l’absence de tissu sertolien fonctionnel) oriente vers un 46 XX DSD ou une dysgénésie gonadique complète  (mais le phénotype est alors féminin), un taux bas vers une dysgénésie testiculaire ou un ovotestis. Un taux normal ou plus élevé que la normale peut se voir dans les insensibilités aux androgènes, les déficits en 5 α reductase ou les défauts de la biosynthèse de la testostérone (Grinspon, Faisal Ahmed, Hughes 2012). L’inhibine B est un autre marqueur de la fonction sertolienne mais son utilité dans l’exploration des hypospades n’est pas encore démontrée dans la 1ere année de vie même si l’inhibine B est habituellement augmentée les 1ers mois de vie.

Enfin, les gonadotrophines sont intéressantes à doser durant la « mini-puberté » : élevées toutes 2, elles évoquent une dysgénésie gonadique. Si seule la LH est élevée, on se méfiera d’un trouble de la synthèse de la testostérone (Hughes 2012).

En pratique, nous recommandons les explorations biologiques suivantes :

  • Dans les 6 à 36 h après la naissance: testostérone, 17hydroxyprogestérone (17OHP), DHT, delta 4 androstènedione, DHAS (déhydroépiandrostérone sulfate), AMH et caryotype.
  • Lors du pic post natal de testostérone (« mini-puberté ») : testostérone, LH, FSH, AMH et si non réalisés avant : 17OHP, DHT, delta 4 androstènedione, DHAS et caryotype.
  • Si l’enfant est vu plus tard: AMH, DHAS +/- caryotype +/- test hCG ou Ovitrelle® en fonction de la clinique et du résultat de l’AMH.

Les 2 algorithmes suivants résument bien l’orientation diagnostique devant un DSD en fonction de la clinique et des résultats biologiques (Hughes 2012). Ils orientent ainsi l’étude des gènes et notamment du récepteur des androgènes, de la 5α réductase de type 2 et des gènes de la stéroïdogenèse. D’autres algorithmes existent (Faisal Ahmed 2011).

Figure 1 : premières investigations chez un nouveau-né présentant un DSD pour éviter un syndrome de perte de sel et assigner un sexe d’éducation. (Hughes 2012)

Figure 2 : Algorithme pour le diagnostic des patients DSD avec au moins une gonade palpable. (Hughes 2012)

  • Les anomalies génétiques

De nombreux gènes sont  possiblement  impliqués dans la pathogénie de l’hypospade (Van der Zanden, Hugues 2006). Mais il est difficile d’affirmer que toutes les mutations identifiées ont des conséquences fonctionnelles  et sont donc réellement à l’origine de l’hypospade. En effet, seules peu d’études ont étudié la fonction de la protéine correspondant au gène muté, et la majorité des mutations n’a été trouvé qu’une seule fois (Van der Zanden).

En pratique courante, nous orientons nos explorations en fonction de la clinique et des résultats biologiques selon l’algorithme décrit dans la figure 2. L’étude du gène du récepteur des androgènes a un intérêt tout particulier car en cas de mutation, l’enfant ne répondra pas bien aux injections d’androgènes et cela peut inciter à choisir le sexe féminin en cas de micropénis associé à l’hypospade. L’étude de ce gène est également intéressante pour les diagnostics anténataux d’hypospades sévères, permettant d’aider à la prise de décision du sexe d’éducation dès la naissance, en fonction du phénotype.

Quand le tableau clinique est évocateur de dysgénésie gonadique partielle, les gènes impliqués dans la détermination et le développement des testicules peuvent être étudiés et notamment : WT1, SF1, SRY, SOX 9, DMTRT1, DAX1, WnT4, ATRX (Mendoca). Ces explorations seront ciblées en fonction des éventuelles malformations ou symptômes associés. Ainsi, des anomalies rénales (protéinurie, insuffisance rénale, tumeur de Wilm’s) orienteront vers une mutation de WT1, des anomalies osseuses (dysplasie campomélique) vers SOX9, une fente palatine vers une duplication de DAX1 (surtout si associée à un retard mental ou une dysmorphie) ou de WnT4 (surtout si retard de croissance, microcéphalie, tétralogie de Fallot), etc…(Mendoca, Hughes 2006, Rey 2011)

Enfin, de  « nouveaux gènes » qui pourraient avoir un rôle dans la construction du tubercule génital sont de description plus récente: ATF3, Cxorf6 (Kalfa, 2009, Kalfa 2008, Fukami)

  • Les anomalies chromosomiques :

Des anomalies chromosomiques sont peu fréquentes chez  les patients avec un hypospade isolé  (0 à 7,5%) (Moreno Garcia, Yamaguchi) mais elles sont rarement recherchées et les quelques études publiées comportent peu de sujets. Lorsque l’hypospade est associé à d’autres anomalies génitales, l’incidence de ces anomalies augmente (Yamaguchi, Cox, McAleer, Moreno Garcia, Kaefer) : jusqu’à 25 % en cas d’hypospade proximal associé à des testicules non descendus (Cox, Yamaguchi, Kaefer).Ces anomalies sont également plus fréquentes en cas d’hypospade sévère (Cox, Kaefer).

Les principales anomalies gonosomiques pouvant être associés à des hypospades sont :

le syndrome de Klinefelter (47, XXY) et apparentés (Lee),

les dysgénésies gonadiques mixtes : 45, X/46,XY (Martinerie)

les DSD 46, XX testiculaires : sujets présentant des testicules mais un phénotype allant du sujet masculin normal mais stérile (généralement quand SRY est présent) au sujet avec des anomalies génitales marquées (micropénis+/- hypospade+/- testicules non descendus (Ergun-Longmire).

les ovotestis ( ex hermaphrodismes vrais) : 46, XX (60%), 46, XY/46, XX (40%) avec un degré variable d’anomalies génitales.

De nombreuses anomalies portant sur les autosomes (translocations, délétions ou duplications) peuvent également s’associer à la présence d’hypospade malformatif, d’origine non – endocrinienne, souvent syndromique. L’anomalie génitale résulte alors d’une anomalie de la morphogenèse urogénitale et les dosages hormonaux sont généralement normaux (Rey 2011).Près de 200 syndromes comportant un hypospade ont été décrits.

Quels hypospades explorer ?

Lorsque l’hypospade est associé à d’autres anomalies génitales (micropénis et /ou testicule(s)non descendu(s) et/ou  anomalies scrotales) ou lorsqu’il est sévère (division postérieure des corps spongieux), un bilan hormonal est indispensable (Bouvattier 2009, Faisal Ahmed). De même, les hypospades familiaux ou associés à d’autres anomalies « malformatives » sont généralement explorés. Ainsi, les recommandations en vigueur au Royaume-Uni publiées en 2011 ( Faisal Ahmed) sont d’explorer les enfants présentant un hypospade périnéal isolé, ou un hypospade familial ou une combinaison d’anomalies génitales aboutissant à un score EMS < 11 (la normale étant de 12).Mais ce bilan sera fait aussi pour un score plus élevé si l’enfant présente des anomalies métaboliques, des malformations associées ou des traits dysmorphiques, ou s’il existe des antécédents familiaux de problème de fertilité ou de fausses-couches à répétition, d’anomalies génitales, de décès néonataux, de retard pubertaire ou d’hormonothérapie substitutive.

Lorsque l’hypospade est isolé et moins sévère, les anomalies hormonales et chromosomiques seraient moins fréquentes (Rey 2005, Cox, Moreno Garcia) et il n’y a pas de consensus sur la nécessité du bilan à pratiquer. Les quelques séries d’hypospades isolés publiés n’ont pas tous eu le même bilan hormonal et les résultats différent. Ainsi, Holmes et al ont étudié les taux de base de testostérone et de ses précurseurs chez 48 enfants présentant un hypospade et n’ont pas trouvé de différence avec les 20 témoins. Un test à l’ACTH fait chez 12 hypospades n’a pas retrouvé d’anomalies non plus (Holmes). Rey et al trouvent 14,8% d’anomalies hormonales évoquant un dysfonctionnement testiculaire sur 61 hypospades isolés étudiés (Rey 2005) alors qu’Aaronson en trouve 50% sur 30 enfants étudiés (Aaronson). Mais l’analyse génétique de ses patients n’a pas été faite et il est dans ces conditions difficile d’affirmer qu’une cause endocrinienne est réellement à l’origine de ces hypospades. Dans l’étude de Feyaerts et al portant sur 32 hypospades, les résultats hormonaux évoquaient des pathologies endocriniennes chez 7 enfants mais aucune mutation dans le gène du récepteur des androgènes ni dans le gène CYP 17 suspecté n’a été retrouvé (Feyaerts).  Ces études portent toutes sur des petites séries et leurs résultats discordants sont peu concluants.

Nous avons donc tenté d’étudier de façon systématique tous les hypospades vus dans les services de chirurgie et d’endocrinologie pédiatriques de l’Hôpital Femme-Mère–Enfant de Bron durant 3 ans. Les résultats de cette étude sont en cours d’analyse et devraient nous apporter quelques réponses.

Conclusion

L’hypospade est une pathologie fréquente, en progression sur les 30 dernières années, et d’origine multifactorielle. La plupart des cas sont isolés et peu sévères et n’ont pas d’étiologie précise actuellement définie. L’indication et la nature du bilan à réaliser dans cette situation reste à mieux définir. Mais l’hypospade peut être sévère et/ou s’associer à d’autres anomalies génitales et rendre l’assignation du sexe difficile. Il convient alors de réaliser rapidement les explorations clinico-biologiques et radiologiques et de suspendre la déclaration du sexe et du prénom à l’Etat Civil  jusqu’aux résultats et à la prise de décision concertée entre les parents et l’équipe pluridisciplinaire spécialisée. Selon le tableau clinique et biologique initial, les anomalies à rechercher en priorité sont celles ayant des conséquences pratiques pour l’enfant : déficits des enzymes de la stéroïdogenèse  en raison des risques vitaux liés à l’insuffisance surrénale associée ou mutation du récepteur aux androgènes avec des risques de mauvaise réponse aux traitements à visée de masculinisation.

 

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