Variations des paramètres de l’hémogramme au cours des infections

Rev Méd Interne 2002 ; 23 : 132-6 © 2002 Éditions scientifiques et médicales Elsevier SAS. Tous droits réservés S0248866301005288/FLA

Article original

Variations des paramètres de l’hémogramme au cours des infections P. Kaminsky1*, J. Deibener2, J.F. Lesesve3, J.C. Humbert3 1 Unité d’accueil, hôpitaux de Brabois, CHU de Nancy, rue du Morvan, 54500 Vandœuvre, France ; 2service d’accueil des urgences, hôpital Central, CHU, 54000 Nancy, France ; 3laboratoire de cytologie hématologique, hôpitaux de Brabois, rue du Morvan, CHU de Nancy, 54500 Vandœuvre, France

(Reçu le 17 décembre 1999 ; accepté le 6 juin 2001)

Résumé Propos. – Dans un contexte d’urgence, l’hyperleucocytose est considérée comme un argument en faveur d’une infection. Nous avons comparé ce critère aux autres données disponibles de la formule sanguine. Méthodes. – Les hémogrammes de 187 patients âgés de 18 à 81 ans, hospitalisés pour une pathologie abdominale, infectieuse ou non, ont été comparés à autant de témoins appariés et analysés sur le même automate. Ont été retenues les atteintes biliaires (cholécystite aiguë, angiocholite, colique hépatique) et urinaires (pyélonéphrite aiguë, colique néphrétique). Résultats. – Le nombre de leucocytes et de neutrophiles est significativement augmenté, et celui des éosinophiles diminué chez tous les patients par comparaison aux témoins. Ces anomalies sont plus marquées dans les infections, tandis qu’une lymphopénie est constatée chez les sujets infectés. Dans le diagnostic d’infection, l’hyperleucocytose (> 10 000/mm3) a une sensibilité de 66 % mais une spécificité de 56 %. L’éosinopénie est un test discriminatif en sensibilité (sensibilité de 91 % ; seuil : 100/ mm3), mais peu spécifique, au contraire de la lymphopénie qui a une bonne spécificité (spécificité de 94 % ; sensibilité de 28 % ; seuil : 700/mm3). Un patient présentant des chiffres de neutrophiles inférieurs à 7 000/mm3 et d’éosinophiles et lymphocytes supérieurs respectivement à 100/mm3 et 1 200/ mm3 a une probabilité d’infection inférieure à 3 %. Conclusions. – Cette étude montre qu’aucun critère, pris isolément ou en combinaison avec d’autres, n’est déterminant dans le diagnostic d’une infection. Éosinopénie et lymphopénie apparaissent cependant comme de meilleurs critères que la classique hyperleucocytose. Une analyse détaillée de l’hémogramme permet d’éliminer une maladie infectieuse avec un risque d’erreur acceptable. © 2002 Éditions scientifiques et médicales Elsevier SAS infection / stress / leucocytose / neutrophiles / éosinophiles / lymphocytes

Summary – Variations of the blood cell count in infection. Purpose. – Leukocytosis is considered as an argument for infection. We have compared leukocytosis with the other data available with the white blood cell count. Methods. – White blood cell counts obtained from 187 patients (age: 18 to 81 years), admitted to an emergency room for abdominal pain, were analysed using an automate (Bayer Technicon H2, Dublin, Ireland), and compared with matched healthy subjects. The patients were classified into two groups: diseases of the biliary or of the urinary tract, and subsequently in two subgroups: infectious diseases (angiocholitis, cholecystis, pyelonephritis) or non-infectious diseases (hepatic and nephritic colic). Results. – Leukocytes and neutrophils were significantly increased, and eosinophils significantly decreased in all subjects by comparison with controls. These abnormalities were more important in *Correspondance et tirés à part. Adresse e-mail : [email protected] (P. Kaminsky).

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infected patients. Lymphocytes were significantly decreased in infectious disease. For predicting infection, sensitivity and specificity of leukocytosis (> 1,000/mm3) were respectively 66% and 56%, while that of eosinopenia (< 100/mm3) were respectively 91% and 38%, and that of lymphopenia (< 1,200/ mm3) respectively 58% and 73%. The probability of infection was less than 3% when neutrophils were less than 7,000/mm3, and eosinophils and lymphocytes respectively more than 100/mm3 and 1,200/ mm3. Conclusion. – This study shows that leukocytosis, eosinopenia or lymphopenia are poor indicators of infection, when considered alone or in combination. However, eosinopenia and lymphopenia appear as better criteria of infection than leukocytosis. A detailed analysis of the white blood cell count allows the exclusion of infection with an acceptable risk of error. © 2002 Éditions scientifiques et médicales Elsevier SAS infection / leukocytosis / neutrophils / eosinopenia / lymphopenia

L’hémogramme est un examen biologique peu coûteux et très prescrit en pratique clinique. Dans le domaine particulier de l’urgence, une indication courante à sa prescription est la recherche de signes indirects d’infection. Celle-ci peut, en effet, être un critère déterminant dans la prise en charge du patient. On admet que l’infection bactérienne entraîne une hyperleucocytose, avec une polynucléose neutrophile consécutive à la libération de médiateurs de l’inflammation [1, 2]. Dans le contexte de l’urgence cependant, d’autres anomalies de la répartition des leucocytes peuvent être détectées à l’hémogramme. Ainsi le stress induit par une maladie aiguë est responsable d’une polynucléose neutrophile et d’une lymphopénie [3-5]. Par ailleurs, une éosinopénie est retrouvée dans les inflammations aiguës et le stress [6, 7]. De telles anomalies sont actuellement facilement quantifiables de manière fiable grâce à l’utilisation des automates qui comptabilisent plusieurs milliers de cellules par échantillon [8]. Le but de ce travail a été de comparer les variations des paramètres fournis par l’hémogramme, au cours d’affections aiguës, infectieuses ou non, en se limitant au cadre des maladies biliaires et urinaires.

patients ont été revus à l’issue de leur hospitalisation. Seuls les patients ayant présenté une atteinte parfaitement documentée de l’arbre urinaire ou de l’arbre biliaire ont été retenus. Au total, 187 patients (96 hommes et 91 femmes), âgés de 45,2 ± 17,1 ans (extrêmes : 18–-81 ans) ont été sélectionnés. Cinquante-trois patients avaient présenté une maladie biliaire et 134 une maladie urinaire. Les patients ont été classés en deux catégories en fonction de l’existence d’une maladie infectieuse (n = 69) ou non infectieuse (n = 118). En pathologie biliaire, il s’agissait d’une colique hépatique dans 28 cas, d’une cholécystite dans 16 cas ou d’une angiocholite dans huit cas. Le diagnostic d’infection biliaire a été retenu sur un faisceau d’arguments cliniques (fièvre et/ou ictère), biologiques (cholestase, syndrome inflammatoire), bactériologiques (hémoculture) et d’imagerie (échographie ou tomodensitométrie hépatobiliaire). Les atteintes de l’arbre urinaire étaient classées en colique néphrétique dans 82 cas ou en pyélonéphrite aiguë dans 44 cas sur des arguments cliniques (existence d’une fièvre) et bactériologiques (uroculture et/ou hémoculture) et d’imagerie (échographie ou tomodensitométrie rénale).

MATÉRIELS ET MÉTHODES Patients

Témoins

Tous les patients admis en urgence pour une atteinte abdominale dans un centre hospitalier universitaire et ayant bénéficié d’un hémogramme ont été prospectivement recensés sur une période de huit mois. L’indication de l’hémogramme était laissée au libre choix du médecin urgentiste. Les dossiers de tous les

Cent quatre-vingt-sept témoins, appariés par l’âge (± 1 an) et par le sexe, constituaient le groupe témoin. Leur sélection reposait sur un examen clinique et paraclinique réalisé dans un centre de médecine préventive, à l’issue duquel aucune maladie n’avait été détectée.

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Tableau I. Valeurs exprimées en moyenne ± 1 écart-type des paramètres de l’hémogramme (cellules/mm3) dans les différents groupes de maladies. Nbre

Leucocytes totaux

Témoins 187 6 046 a ± 1 590 Atteinte biliaire infectieuse 25 1 1847 a,b ± 4 266 Atteinte biliaire non infectieuse 28 9 189 a,b ± 2 646 Atteinte urinaire infectieuse 44 11 267a,c ± 4 121 Atteinte urinaire non infectieuse 90 10 316 a,c ± 3 202 Maladies infectieuses 69 11 556 a,d ± 4 131 Maladies non infectieuses 118 10 080 a,d ± 3 002

Neutrophiles

Éosinophiles

Lymphocytes

Monocytes

3 516 a ± 1 299

149 a ± 111

1 794 a ± 501

429 a ± 129

9 894 a,b ± 3 984

47 a ± 47

1 072 a,b ± 592

649 a,b ± 343

6 897 a,b ± 2 583

73 a ± 39

1 560 b ± 737

493 b ± 236

9 156 a,c ± 3 689

33 a,b ± 33

1 142 a,c ± 614

679 a,c ± 380

7 724 a,c ± 3 117

121 a,b ± 111

1 722 c ± 803

568 a,c ± 242

9 595 a,d ± 3 766

38 a,d ± 39

1 120 a,d ± 607

673 a,d ± 365

7 556 a,d ± 3 004

110 a,d ± 106

1 684 a,d ± 781

556 a,d ± 245

La comparaison globale des moyennes pour chaque paramètre a été effectuée par analyse de la variance et est statistiquement très significative (p < 0,0001 dans chaque colonne). Les symboles en exposant a, b, c, d, expriment les résultats significatifs (p < 0,05) des comparaisons des moyennes prises deux à deux (test « a posteriori » PLSD de Fischer).

Hémogramme L’étude a porté sur le nombre de leucocytes et leur répartition lors du bilan réalisé à l’entrée dans l’unité d’urgence. Tous les hémogrammes ont été réalisés (patients et témoins) sur un automate Bayer Technicon H2t (Dublin, Irlande), analysant environ 9 000 cellules par échantillon. Analyse statistique L’analyse a porté sur le nombre de leucocytes totaux, des neutrophiles, des éosinophiles, des lymphocytes et des monocytes circulants. Les résultats sont présentés en moyenne ± un écart-type. La comparaison des moyennes a utilisé l’analyse de la variance. Les comparaisons multiples de moyenne ont utilisé le test PLSD de Fischer. Une probabilité de 5 % a été considérée comme seuil statistique significatif. RÉSULTATS Les résultats observés chez les patients présentant une affection biliaire ou urinaire étaient statistiquement comparables (tableau I). Les patients présentant une atteinte biliaire étaient cependant en moyenne plus âgés que ceux affectés d’une atteinte urinaire. Comparativement aux témoins, tous les patients, infectés ou non, présentaient une augmentation signi-

ficative du nombre des leucocytes totaux et des polynucléaires neutrophiles, et une diminution du nombre d’éosinophiles (tableau I). Ces différences étaient plus marquées chez les patients infectés, dont le nombre de neutrophiles et de monocytes était significativement plus élevé que chez les sujets non infectés. Le nombre d’éosinophiles était statistiquement plus bas chez les patients infectés comparés à ceux indemnes d’une infection documentée. La différence était significative dans les affections urinaires, mais non significative dans les affections biliaires où une même tendance était cependant trouvée. Par ailleurs, les patients infectés présentaient une lymphopénie significative (tableau I). Cette lymphopénie était plus sévère chez les patients atteints d’une angiocholite (671 ± 276/mm3), moindre chez ceux présentant une pyélonéphrite (1 142 ± 614/mm3) ou une cholécystite (1 281 ± 625/mm3). Le tableau II donne les sensibilité, spécificité et valeurs prédictives positive et négative de quelques critères simples de l’hémogramme en cas d’infection. L’hyperleucocytose (supérieure à 10 000/mm3) a une sensibilité de 67 % pour une spécificité de 56 %. Le nombre d’éosinophiles circulants est le test le plus sensible à l’infection (91 % si le nombre d’éosinophiles est inférieur à 100/mm3 et 75 % s’il est inférieur à 50/mm3), mais il est peu spécifique. Le nombre de neutrophiles est un test assez sensible mais moyennement spécifique. L’existence d’une lympho

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Tableau II. Sensibilité, spécificité, valeurs prédictives positive et négative (en pourcentage) de différents critères d’infection identifiables sur l’hémogramme. Nbre de cellules/mm3 Neutrophiles > 7 000 Éosinophiles < 100 Lymphocytes < 1 200 Un des 3 critères Les 3 critères simultanés Neutrophiles > 8 000 Éosinophiles < 50 Lymphocytes < 700 Un des 3 critères Les 3 critères simultanés

Sensibilité

Spécificité

71,0 91,3 58,0 97,1 37,7 65,2 75,4 27,5 91,3 14,5

pénie inférieure à 700/mm3 est très peu sensible (28 %), mais très spécifique (94 %). En termes de valeurs prédictives, les critères de lymphopénie et d’éosinopénie paraissent les plus intéressants pour la pratique. Ainsi, une lymphopénie inférieure à 700/ mm3 a une valeur prédictive positive de 76 %. L’association des trois critères (neutrophiles > 8 000/mm3, lymphocytes < 700/mm3 et éosinophiles < 50/mm3) a une valeur prédictive positive de 83 %. Une infection peut être raisonnablement éliminée si le nombre de neutrophiles est inférieur à 7 000/mm3, et si celui des éosinophiles et des lymphocytes supérieur respectivement à 100/mm3 et à 1 200/mm3 (probabilité inférieure à 3 %). COMMENTAIRES Les résultats de cette étude montrent que, par comparaison à des témoins, les patients atteints d’une maladie urinaire ou biliaire, infectieuse ou non, présentent une augmentation significative des polynucléaires neutrophiles et une diminution significative des éosinophiles. L’augmentation des monocytes est corrélée à celle des neutrophiles. Lorsqu’il existe une infection, ces variations sont statistiquement plus marquées. Par ailleurs, le nombre des lymphocytes circulants diminue significativement chez les patients infectés. Ces résultats sont plus démonstratifs en cas d’atteinte de l’arbre urinaire. Les anomalies constatées peuvent relever de plusieurs mécanismes. Ainsi, la réponse au stress est connue pour être associée à une sécrétion hormonale. Celle-ci se caractérise par une sécrétion de cortisol [3-5, 9], qui est responsable d’une modification dans la répartition des leucocytes circulants :

47,5 38,1 72,9 21,2 83,9 63,6 69,5 94,9 48,3 98,3

Valeurs prédictives positive

négative

44,1 46,3 55,6 41,9 57,8 51,1 59,1 76,0 50,8 83,3

73,7 88,2 74,8 92,6 69,7 75,8 82,8 69,1 90,5 66,3

augmentation des polynucléaires neutrophiles, par démargination ainsi que par chasse des cellules du pool médullaire [3] et diminution des lymphocytes circulants, par augmentation de leur diapédèse [5]. Lors d’une infection, d’autres mécanismes interviennent : production d’interleukines et stimulation médullaire de la myélopoïèse [1, 2]. Il serait tentant de rattacher la diminution du taux des éosinophiles circulants à l’hypercortisolisme du stress, puisqu’une éosinopénie est un signe classique de la maladie de Cushing, par exemple [6]. Cependant, on considère qu’au cours de l’infection, l’éosinopénie sanguine est liée à la sécrétion de substances chimiotactiques, entraînant une margination de ces cellules [7]. Les résultats observés dans cette étude sont cohérents avec les données de la littérature. Ainsi, une élévation marquée du nombre des leucocytes totaux, des neutrophiles et des monocytes est mise en évidence chez tous les patients admis en urgence sans préjuger d’une infection. Il est remarquable que si deux tiers (seulement) des patients infectés ont une numération leucocytaire supérieure à 10 000/mm3, 40 % des patients non infectés ont une leucocytose atteignant cette valeur. Cela n’est pas sans incidence dans la pratique clinique, puisqu’une étude en milieu pédiatrique a montré qu’une hyperleucocytose constatée à l’hémogramme d’urgence chez un enfant fébrile conduisait les praticiens à prescrire plus d’examens, à avoir une attitude plus agressive et finalement plus coûteuse [10]. Nous ne sommes pas loin de penser que les mêmes attitudes existent en médecine d’urgence de l’adulte. L’existence d’une éosinopénie, même en l’absence d’infection, est plus troublante. Il est probable que,

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même si l’existence d’une infection a pu éventuellement être sous-estimée dans notre étude, la diminution des éosinophiles constatée chez les patients non infectés doit être expliquée au moins en partie par les mécanismes hormonaux du stress, l’éosinopénie plus profonde des patients infectés relevant de la sécrétion de substances chimiotactiques pour les éosinophiles. Nous n’avons pas trouvé, dans la littérature, d’études portant sur la valeur pronostique de la profondeur de l’éosinopénie. En revanvhe, celle d’une lymphopénie est établie. Ainsi est-il décrit des lymphopénies profondes dans les chocs toxi-infectieux [11]. La lymphopénie est corrélée au taux de cortisol circulant chez les enfants à leur admission hospitalière [12]. Dans une unité de réanimation chirurgicale, 37 % des patients avaient une lymphopénie inférieure à 900/mm3 et 38 % une lymphopénie comprise entre 900 et 1 200/mm3, avec une mortalité respective de 30 et 13 % [13]. Le taux de lymphocytes circulants est un facteur pronostique dans l’insuffisance cardiaque avancée chez les patients en attente de greffe [14]. Il en est de même chez les patients admis pour insuffisance coronaire aiguë [15] ou pour les patients subissant une circulation extracorporelle pour chirurgie cardiaque [16]. La lymphopénie observée dans notre étude dans les états infectieux sévères est à rapprocher de ces données. L’analyse de nos résultats montre que l’hémogramme n’est pas un examen très performant dans le diagnostic d’une infection, alors qu’il est fréquemment prescrit dans cette indication. Il apparaît cependant qu’il est utile d’étudier la lymphocytose et l’éosinopénie, la première ciblant les infections sévères (comme dans notre étude les angiocholites ou les pyélonéphrites, où la lymphopénie est profonde), la seconde du fait de sa très grande sensibilité et de sa forte valeur prédictive négative. D’autres pistes utilisant les analyseurs automatiques sont potentiellement intéressantes : ainsi l’étude du décalage vers la gauche de la formule d’Arnett dans les polynucléoses neutrophiles peut apporter une contribution pour distinguer celles liées à une infection de celles dues à des états inflammatoires [17]. Pour conclure, notre étude montre clairement que si l’hémogramme est un examen peu coûteux, sa lecture, pour détecter une infection, requiert beaucoup de prudence et que la prise en compte de plusieurs

paramètres comme la polynucléose neutrophile, la lymphocytose et l’éosinophilie est préférable à la classique hyperleucocytose. L’analyse détaillée de l’hémogramme permet d’éliminer une infection avec une erreur très acceptable (moins de 3 %), lorsque aucune de ces anomalies n’est détectée. RE´ FE´ RENCES 1 Glauser MP. Pathophysiologic basis of sepsis : considerations for future strategies of intervention. Crit Care Med 2000 ; 2 (Suppl. 9) : 4-8. 2 Guilhot F. Hyperleucocytoses avec polynucléose neutrophile. In : Dreyfus B, Breton-Gorius J, Reyes F, Rochant H, Rosa J, Vernant JP, Eds. L’Hématologie. Paris : Flammarion MédecineSciences ; 1992. p. 567-8. 3 Chrousos GP, Loriaux DL, Gold PW. Mechanisms of physical and emotional stress. New York, NY : Plenum Press ; 1988. 4 Naito Y, Fukata J, Tamai S, Seo N, Nakai Y, Mori K, et al. Biphasic changes in hypothalamo-pituitary-adrenal axis function during the early recovery period after major abdominal surgery. J Clin Endocrinol Metab 1991 ; 73 : 111-7. 5 Thomsen SP, McMahon LJ, Nugent CA. Endogenous cortisol : a regulator of the number of lymphocytes in peripheral blood. Clin Immunol Immunopathol 1980 ; 17 : 506-14. 6 Wardlaw AJ. Eosinophils in the 1990s : new perspectives on their role in health and disease. Postgrad Med J 1994 ; 70 : 536-52. 7 Bass DA, Gonwa TA, Szejda P, Cousart MS, DeChatelet LR, McCall CE. Eosinopenia of acute infection : Production of eosinopenia by chemotactic factors of acute inflammation. J Clin Invest 1980 ; 65 : 1265-71. 8 Rumke CL. Statistically expected variability in differential leukocyte counting. In : Koepke JA, Ed. Differential leukocyte counting. Aspen : Collegian American Pathologists ; 1977. p. 39-45. 9 Darko DF, Rose J, Gillin JC, Golshan S, Baird SM. Neutrophilia an lymphopenia in major mood disorders. Psychiatry Res 1988 ; 25 : 243-51. 10 Kikano GE, Stange KC, Flocke SA, Zyzanski SJ. Effect of the white blood count on the clinical management of the febrile infant. J Fam Pract 1991 ; 33 : 465-71. 11 Galus MA SJ. Extreme lymphocytopenia associated with toxic shock syndrome. J Intern Med 1998 ; 244 : 351-4. 12 Ramaekers LH, Theunissen PM, Went K. Acute lymphopenia, stress, and plasma cortisol. Arch Dis Child 1975 ; 50 : 555-9. 13 Grossbard LJ, Desai MH, Lemeshow S, Teres D. Lymphocytopenia in the surgical intensive care unit patient. Arm Surg 1984 ; 50 : 209-12. 14 Ommen SR, Hodge DO, Rodeheffer RJ, McGregor CGA, Thomson SP, Gibbons RJ. Predictive power of the relative lymphocyte concentration in patients with advanced heart failure. Circulation 1998 ; 97 : 19-22. 15 Thomson SP, Gibbons RJ, Smars PA, Suman VJ, Pierre RV, Santrach PJ, et al. Increamental value of the leukocyte differential and the rapid creatine kinase-MB isoenzyme for the early diagnosis of myocardial infarction. Ann Intern Med 1995 ; 122 : 335-41. 16 Tayama E, Hayashida N, Oda T, Tomoeda H, Akasu K, Kosuga T, et al. Recovery from lymphocytopenia following extracorporeal circulation : simple indicator to assess surgical stress. Artif Organs 1999 ; 23 : 736-40. 17 Seebach JD, Morant R, Ruegg R, Seifert B, Fehr J. The diagnostic value of the neutrophil left shift in predicting inflammatory and infectious disease. Am J Clin Pathol 1997 ; 107 : 582-95.