Les hémoglobinopathies sont les troubles monogéniques les plus courants dans le monde et touchent des millions de personnes. Ils sont globalement classés en deux groupes : défauts qualitatifs — structure anormale de l’hémoglobine (drépanocytose, HbC, HbE, HbD) — et défauts quantitatifs — synthèse réduite des chaînes de globine normales (α- et β-thalassémie). Le diagnostic en laboratoire repose sur les paramètres CBC, les indices RBC, le frottis sanguin périphérique et les techniques de séparation de l’hémoglobine.

Types d’hémoglobine normaux

L’hémoglobine adulte normale (HbA, α₂β₂) représente 95 à 98 % de l’hémoglobine totale. L’HbA2 (α₂δ₂) représente 2 à 3,5 % et l’HbF (hémoglobine fœtale, α₂γ₂) représente < 1 % chez les adultes. À la naissance, l’HbF est l’hémoglobine prédominante (70 à 90 %), l’HbA augmentant au cours de la première année de vie à mesure que la synthèse de la chaîne γ est remplacée par la synthèse de la chaîne β. Chaque chaîne de globine contient un groupe hème avec un atome de fer qui lie l’oxygène de manière réversible. Les gènes de l’α-globine sont situés sur le chromosome 16 (deux copies, HBA1 et HBA2) et le groupe de gènes de la β-globine se trouve sur le chromosome 11.

Drépanocytose

La drépanocytose (SCD) est causée par une mutation ponctuelle (GAG → GTG, Glu6Val) du gène de la β-globine, produisant de l’hémoglobine S (HbS). L’HbS désoxygénée polymérise en fibres longues, déformant les globules rouges en forme de faucille. Les cellules falciformes provoquent une vaso-occlusion (crises douloureuses, syndrome thoracique aigu, accident vasculaire cérébral, priapisme), une anémie hémolytique chronique et des lésions organiques progressives. Résultats de laboratoire : Hb 6–10 g/dL, nombre élevé de réticulocytes (RPI > 2) et variable numération plaquettaire (augmentée dans les maladies chroniques). Le frottis sanguin dans la SCD montre des cellules falciformes (drépanocytes), des cellules de bateau, une polychromasie (réticulocytes), des globules rouges nucléés, des corps de Howell-Jolly (asplénie fonctionnelle) et des cellules cibles.

Diagnostic de la drépanocytose

Le test de solubilité de l’HbS (test de réduction du dithionite) détecte la polymérisation de l’HbS dans une solution concentrée d’hémoglobine, produisant de la turbidité. Il est positif pour l’HbS mais ne permet pas de distinguer le trait drépanocytaire (HbAS) de la maladie (HbSS). L’électrophorèse de l’hémoglobine à pH alcalin (acétate de cellulose ou gel d’agarose) sépare l’HbA, l’HbF, l’HbS et l’HbC par charge : l’HbA migre le plus rapidement, suivie de l’HbF, puis de l’HbS, l’HbC étant la plus lente. La chromatographie liquide haute performance (HPLC) et l’électrophorèse capillaire sont les méthodes standards pour quantifier les fractions d’hémoglobine. Dans la SCD homozygote (HbSS), l’HbS est de 80 à 95 %, l’HbF de 2 à 20 % et l’HbA2 normale. Dans le trait drépanocytaire (HbAS), l’HbA est de 55 à 65 % et l’HbS de 35 à 45 %. La focalisation isoélectrique (IEF) offre une haute résolution pour l’identification des variantes. Tests basés sur l’ADN (PCR, hybridation allèle spécifique ou séquençage) confirment le génotype.

Trait drépanocytaire

Le trait drépanocytaire (HbAS) touche 1 à 3 millions de personnes aux États-Unis et 25 à 30 % de la population dans certaines régions d’Afrique de l’Ouest. Il est généralement asymptomatique avec une hémoglobine normale, des indices érythrocytaires normaux et aucune anémie. Le frottis sanguin est normal et le test de solubilité HbS est positif. L’électrophorèse de l’hémoglobine montre une HbA de 55 à 65 %, une HbS de 35 à 45 % et une HbA2 normale. Les complications sont rares mais comprennent la rhabdomyolyse liée à l’exercice, le carcinome médullaire rénal et l’hématurie.

β-thalassémie

La β-thalassémie est causée par une synthèse réduite (β⁺) ou absente (β⁰) des chaînes β-globine, conduisant à un excès de chaînes α-globine qui précipitent et provoquent une érythropoïèse et une hémolyse inefficaces. La β-thalassémie majeure (anémie de Cooley) nécessite une transfusion à vie dès la petite enfance, se présente avec une anémie hypochrome microcytaire sévère (Hb < 7 g/dL), une hépatosplénomégalie marquée et des modifications squelettiques dues à l’expansion médullaire. La β-thalassémie intermédiaire a une gravité variable, avec une Hb comprise entre 7 et 10 g/dL, et peut ne pas nécessiter de transfusion régulière. Le trait β-thalassémie (mineur) est asymptomatique avec une légère anémie microcytaire, une Hb rarement < 10 à 11 g/dL et un nombre de globules rouges souvent élevé. Diagnostic : L’HbA2 est élevée (> 3,5 %, généralement 4 à 8 %) dans le trait β-thalassémie, tandis que l’HbF peut être légèrement augmentée. Dans la β-thalassémie majeure, l’HbF est nettement élevée (jusqu’à 90 %), l’HbA2 est variable et l’HbA est diminuée ou absente.

α-thalassémie

L’α-thalassémie résulte de la délétion ou de la mutation d’un ou plusieurs des quatre gènes de l’α-globine. Une délétion du gène α (α-thalassémie minima, porteur silencieux) est cliniquement silencieuse avec un CBC normal. Deux délétions du gène α (trait α-thalassémie) provoquent une légère anémie hypochrome microcytaire similaire au trait β-thalassémie, mais l’HbA2 est normale. Trois délétions du gène α (maladie de l’HbH) produisent une anémie hémolytique modérée avec des indices microcytaires, et l’HbH (tétramères β₄) est détectable par électrophorèse sous la forme d’une bande à déplacement rapide. L’électrophorèse de l’hémoglobine montre une HbH (5 à 40 %) et une Hb Bart variable (γ₄) à la naissance. Quatre délétions du gène α (hydrops fetalis de Hb Bart) sont incompatibles avec la vie, provoquant une anémie fœtale grave, des hydrops et une mort intra-utérine.

Distinguer le trait de thalassémie de la carence en fer

Différencier le trait β-thalassémie de l’anémie ferriprive est un défi courant en laboratoire. Dans le trait thalassémique : le nombre de globules rouges est normal ou élevé (microcytose non compensée), le RDW est normal, les études de ferritine et de fer sont normales et l’HbA2 est élevée. En cas de carence en fer : le nombre de globules rouges est faible, le RDW est élevé, la ferritine et la TSAT sont faibles et l’HbA2 est diminuée. L’indice de Mentzer (nombre MCV/RBC) est < 13 en cas de trait thalassémique et > 13 en cas de carence en fer. Le frottis sanguin du trait thalassémique montre une microcytose, une hypochromie et des cellules cibles.

Hémoglobine E et autres variantes

L’HbE (Glu26Lys) est la variante d’hémoglobine la plus courante en Asie du Sud-Est, où elle peut atteindre des fréquences alléliques de 50 % dans certaines populations. L’HbE est légèrement instable et produit une légère microcytose et une hypochromie chez les hétérozygotes. L’HbE-β-thalassémie est un composé hétérozygote cliniquement important provoquant une anémie sévère. L’HbC (Glu6Lys) est courante en Afrique de l’Ouest. La maladie HbC (homozygote) provoque une légère anémie hémolytique avec des cellules cibles abondantes et des cristaux d’HbC dans les globules rouges. L’HbD-Punjab (Glu121Gln) est courante en Inde et peut co-hériter de la drépanocytose. HbO-Arab, HbG-Philadelphia et Hb Lepore sont d’autres variantes cliniquement importantes. La chromatographie liquide haute performance et l’électrophorèse capillaire ont grandement amélioré la détection et la quantification des variantes.