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Emphysème
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Créé le 21/06/2000 Auteur : A. Taytard (Mis à jour le 06/11/2011)
     
     

 

 
L'emphysème appartient au champ des maladies broncho-pulmonaires obstructives
Définition

Augmentation de taille, au-dessus de la normale, des espaces aériens distaux au-delà de la bronchiole terminale, soit par dilatation, soit par rupture alvéolaire.

2 types prédominent :

l’emphysème centro-lobulaire, complication d’une bronchite chronique, et dont le tableau est celui de la BPCO ; l'obstruction est d'abord bronchique

l’emphysème pan-lobulaire, indépendant de la bronchite chronique ; l'obstruction est d'abord liée à la destruction du parenchyme, à la perte de la rétraction élastique et au collapsus des petites voies aériennes ; il peut, cependant, accompagner l'emphysème centro-lobulaire ; mais le tableau clinique et l’évolution sont différents.

Prévalence
Très difficile à connaître du fait de la multiplicité des définitions utilisées et de son incorporation fréquente dans le groupe général des BPCO.

Anatomie

Emphysème centro-lobulaire

Emphysème pan-lobulaire


PHYSIOPATHOLOGIE

Destruction des parois alvéolaires par l'activité protéase qui digère la matrice extra-cellulaire.
Plus l'emphysème est sévère, plus le nombre de neutrophiles, macrophages, T lymphocytes et éosinophiles est élevé dans le tissu emphysémateux. Les poumons atteints d'un emphysème sévère contiennent jusqu'à 10 fois plus de cellules inflammatoires qu'un poumon normal.
On pense que les neutrophiles, macrophages et éosinophiles dégradent directement la matrice extra-cellulaire alvéolaire en libérant des protéinases, tandis que les T lymphocytes influencent le recrutement des cellules inflammatoires et la fonction des cellules inflammatoires qui libèrent les protéinases.
L'élastase des neutrophiles dégrade l'élastine des fibres élastiques, mais le collagène est aussi détruit.
On peut faire l'hypothèse que l'emphysème sans tabac est une des manifestations systémiques du déséquilibre général protéases-antiprotéases, stimulé par les facteurs environnementaux inhalés.

Réf :
Hogg JC, Senior RM. Chronic obstructive pulmonary disease. 2: Pathology and biochemistry of emphysema. Thorax 2002;57:830-4
MacNee W. Pathogenesis of chronic obstructive pulmonary disease. Proc Am Thorac Soc 2005;2:258-66

On distingue 4 phénotypes anatomopathologiques d'emphysème (qui peuvent coexister)
emphysème centro-lobulaire 
emphysème pan-lobulaire (pan-acinaire)
emphysème paracicatriciel qui se développe autour de masses fibreuses, rétractiles
emphysème paraseptal : touche les bronchioles, les canaux alvéolaires et les alvéoles ; bien circonscrit, le long des septa pulmonaires ou pleuraux ; à l'origine de bulles pouvant induire un pneumothorax spontané ou de bulles géantes compressives. 

EMPHYSÈME CENTRO-LOBULAIRE (ou centro-acinaire)
L’emphysème centro-lobulaire (ou centro-acinaire) débute aux bronchioles respiratoires et s'étend vers la périphérie. Associé au tabagisme, on l’observe surtout dans les lobes supérieurs.
voir BPCO

EMPHYSÈME PAN-LOBULAIRE (ou pan-acinaire)

Physiopathologie : effet de l'hétérogénéité du tissu de soutien sur la compliance pulmonaire

Réf
D'après Emphysema: The first two centuries-and beyond. Am Rev  Respir Dis 1992;146:1615-22

Destruction de l’ensemble de l’acinus ; s’observe surtout dans les lobes inférieurs ; associé au déficit en a-1-antitrypsine.
Réduction de la force de rétraction élastique pulmonaire 
    les bronches ont tendance à se fermer à l’expiration 
   
     syndrome fonctionnel obstructif lors des manœuvres expiratoires forcées (VEMS). La courbe inspiratoire forcée (VIMS) peut être normale.
Distension alvéolaire augmentation de la Capacité Pulmonaire Totale et des volumes de réserve.
Distension du thorax et aplatissement du diaphragme qui perd sa mobilité et son efficacité ; il ne reste plus au malade, pour ventiler, que ses muscles respiratoires accessoires.
Diminution de la surface d’échange mais il n’y a pas d’effet shunt et le malade garde longtemps une PaO2 proche de la normale au repos. C’est l’essoufflé rose, le "pink puffer".

Réf :
Cassart M et al.  Les muscles respiratoires dans l'emphysème - Effets de la distension thoracique. Rev Mal Respir 2000;17:449-57
  
Facteurs de risque
Polluants divers
Épisodes infectieux aggravant le taux de protéases
Ces facteurs pouvant être synergiques (Retamales, 2001)
  
Clinique
Dyspnée d’effort
Tableau clinique et complémentaire : "Blue bloater" et "Pink puffer"
La sévérité de l'emphysème varie largement à sévérité de BPCO égale (Makita, 2007)
  
Imagerie
 
Analyse : thorax, coupoles, cœur, artères pulmonaires, trame, parenchyme, bronches
 
Radiographie thoracique : règles de prescription ; résultats (emphysème)
 
Scanner thoracique : règles de prescription ; résultats (emphysème)

Exploration fonctionnelle respiratoire
Les 2 types d'emphysème sont difficiles à distinguer sur la courbe débit-volume expiratoire : syndrome obstructif
Mais, dans l'emphysème pan-lobulaire
la courbe débit-volume est normale dans sa partie inspiratoire
les volumes de réserve sont généralement plus élevés

Emphysème et sommeil
L'emphysème est caractérisé par
une mauvaise qualité du sommeil : difficulté d'endormissement et de maintien du sommeil ; augmentation du temps de latence à l'endormissement, diminution du temps total de sommeil, augmentation ds éveils nocturnes avec, comme conséquences, des réveils au petit matin et une hypersomnolence diurne
des désaturations nocturnes qui prédominent pendant la phase de mouvements oculaires rapides et qui peuvent coexister avec des apnées du sommeil ("overlap syndrome") ; ces désaturations peuvent même s'observer chez des malades avec une PaO2 diurne > 60 mmHg.
On ne sait pas, aujourd'hui, si cette mauvaise qualité du sommeil retentit sur les processus cognitifs.
La controverse existe sur l'effet de l'oxygénothérapie sur la qualité du sommeil, l'hémodynamique pulmonaire et la survie.
Les bronchodilatateurs améliorent la saturation nocturne.
Les benzodiazépines sont déconseillées.
Les imidazopyridines non benzodiazépines (type Zolpidem) sont mieux tolérées.
La VNI, chez les sujets hypercapniques stables, améliore la qualité du sommeil, les échanges gazeux, réduit les visistes et les hospitalisations.
La réduction de volume améliore la qualité du sommeil.

Réf :
Krachman S, Minai OA, Scharf SM. Sleep abnormalities and treatment in emphysema. Proc Am Thorac Soc 2008;5:536-42

Évolution (modèle : le phénotype PiZZ)
La fonction respiratoire des enfants et adolescents porteurs de ce phénotype et non fumeurs, est dans les limites de la normale ; il est donc vraisemblable que des co-facteurs interviennent, au premier rang desquels le tabac, expliquant l’évolution ultérieure de la maladie.
La dyspnée apparaît entre 25 et 40 ans.
L’évolution est progressive avec l’apparition possible de pneumothorax ou de bulles.
Le déclin annuel du VEMS est augmenté de plus de 50% chez les fumeurs avec une relation dose-effet nette entre la quantité de tabac fumée et la dégradation des débits bronchiques.
Chez les non-fumeurs la fonction respiratoire est bien préservée, avec des courbes de survie proches de la normale.

Réf :
Makita H, Nasuhara Y, Nagai K, Ito Y, Hasegawa M et al. Characterisation of phenotypes based on severity of emphysema in chronic obstructive pulmonary disease. Thorax 2007;62:932-7
Pitulainen E et al.  Effect of age and occupational exposure in airway irritants on lung function in non-smoking individuals with
a1-antitrypsin deficiency (PiZZ) Thorax 1997;52:244-8
Pitulainen E et al. Decline in FEV1 related to smoking status in individuals with severe
a1-antitrypsin deficiency (PiZZ). Eur Respir J 1998;13:247-51
Retamales I, Elliott WM, Meshi B, Coxson HO, Pare PD, Sciurba FC, Rogers RM, Hayashi S, Hogg JC. Amplification of inflammation in emphysema and its association with latent adenoviral infection. Am J Respir Crit Care Med 2001;164:469-73
Seersholm N et al. Survival of patients with severe
a1-antitrypsin deficiency with special reference to non-index cases. Thorax 1994;49:695-8
Wiebicke W et al. Pulmonary function in children with homozygotous alpha1-protease inhibitor deficiency. Eur J Pediatr 155:7;603-7

  
Traitements
1/ Suppression des facteurs de risque ; le sevrage tabagique est essentiel.
  
2/ Traitement substitutif en a-1-antitrypsine

Il se fait par injections hebdomadaires intra-veineuse d’a-1-antitrypsine dérivée du plasma.

Il est bien supporté, même sur des périodes prolongées, mis à part l’inconfort des injections.

Il permet de normaliser le taux sérique d’a-1-antitrypsine.

Son effet sur le devenir de la maladie reste controversé ; en effet les essais thérapeutiques sont difficiles à mener car

la maladie est très rare,

son évolution se fait sur de nombreuses années,

il est difficile de mener sur de très longues périodes un essai contrôlé avec un groupe placebo ; il est actuellement en cours d'évaluation chez les patients à phénotype Pinull ou PiZ.

 
Réf :
Stoller JK, Aboussouan LS.
a1-antitrypsin deficiency 5: Intravenous augmentation therapy: current understanding. Thorax 2004;59:708-12
 
3/ Traitements symptomatiques

Bronchodilatateurs

Corticostéroïdes inhalés : bien que leur place soit controversée dans le traitement de l’emphysème, un test thérapeutique doit cependant être réalisé car ils peuvent améliorer certains malades.

Oxygénothérapie si nécessaire

 
 
5/ Traitements interventionnels
L'objectif de tous les traitements interventionnels est double : améliorer la dyspnée et la qualité de vie des malades avec un emphysème sévère.
Mais l'indication précise et l'intérêt des traitements interventionnels sont difficiles à apprécier :
 les mesures objectives de résultat varient avec l'âge, la fonction cardiaque, l'état musculo-squelettique, le degré de déconditionnement et la variabilité des symptômes d'un jour à l'autre et d'une saison à l'autre ;
 la distinction entre les 2 formes d'emphysème n'est pas toujours faite ;
 le VEMS, retenu comme mesure de sévérité, ne traduit pas le degré d'hyperinflation.
En pratique, aucune des techniques proposées n'a réellement atteint ses objectifs et, lorsque c'était statistiquement le cas, l'amplitude était trop faible pour être considérée comme cliniquement significative.
Cependant, en analyse rétrospective, il semble que certains sous-groupes puissent tirer bénéfice  de ces traitements ; reste à définir des essais ciblés sur ces populations avant d'affirmer leur utilité.
  
Endoscopie interventionnelle
Objectif : obtenir les mêmes bénéfices que ceux de la réduction de volume chirurgicale mais avec moins de risque
Valves intra-bronchiques unidirectionnelles : faciles à mettre en place ; bien tolérées ; améliorent la qualité de vie ; peuvent éviter le recours à la chirurgie (Wood, 2007) ; finalement, très peu de résultats et des effets secondaires non négligeables (Sciurba, 2010)
 EBV (endobronchial valve) 2 essais (Zephyr EBV ; Endobronchial Valve for emphysema Palliation Trial -VENT- avec la valve Zephyr EBV) : critères principaux : VEMS, CVF, volume résiduel, test de marche de 6 min amélioration statistique n'atteignant pas la différence minimum clinique (MCID : minimal clinically important difference) (Wan, 2006 ; Strange, 2007)
 IBV (intrabronchial valve) trial : questionnaire de St Georges, volumes pulmonaires, test de marche de 6 min : inchangés ; réduction de volume des lobes traités, mesurée par TDM (Coxson, 2008)
 Gel biodégradable intra-bronchique : conduit à l'atélectasie du segment traité ; arrêté après les données préliminaires
 Pontage par stent (fenestration extra-anatomique) entre le poumon en hyperinflation et l'arbre bronchique pour réduire la rétention gazeuse chez des patients avec un emphysème homogène très sévère
EASE (exhale airways stents for Emphysema) trial : amélioration de 12 % de la CVF, gain d'un stade dans le questionnaire de dyspnée du MRC ; objectif non atteint à 6 mois pour la fonction respiratoire, amélioration de la dyspnée
Exsufflation des bulles volumineuses, à l'aiguille par voie endoscopique, chez les malades inopérables.
 
Réf :
Bhattacharyya P, Sarkar D, Nag S, Ghosh S, Roychoudhury S. Transbronchial decompression of emphysematous bullae: a new therapeutic approach. Eur Respir J 2007;29:1003-6
Coxson HO, Nasute Fauerbach PV, Storness-Bliss C, Müller NL, Cogswell S, Dillard DH, Finger CL, Springmeyer SC. Computed tomography assessment of lung volume changes after bronchial valve treatment. Eur Respir J 2008;32:1443-50
Sciurba FC, Ernst A, Herth FJ, Strange C, Criner GJ, Marquette CH, Kovitz KL, Chiacchierini RP, Goldin J, McLennan G; VENT Study Research Group. A randomized study of endobronchial valves for advanced emphysema. N Engl J Med 2010;363:1233-44
Strange C, Herth FJ, Kovitz KL et al. VENT study group design of the endobronchial valve for emphysema palliation trial (VENT): a non-surgical method of lung volume reduction. BMC Pulm Med 2007;7:10
Wan IY, Toma TP, Geddes DM, Snell G, Williams T, Venuta F, Yim AP. Bronchoscopic lung volume reduction for end-stage emphysema: report on the first 98 patients. Chest 2006;129:518-26
Wood DE, McKenna RJ Jr, Yusen RD, Sterman DH, Ost DE, Springmeyer SC, Gonzalez HX, Mulligan MS, Gildea T, Houck WV, Machuzak M, Mehta AC. A multicenter trial of an intrabronchial valve for treatment of severe emphysema. J Thorac Cardiovasc Surg 2007;133:65-73
   
Traitements chirurgicaux
Ils ne s'envisagent qu'après :
traitement médicamenteux optimal
sevrage tabagique depuis au moins 6 mois
programme de réhabilitation permettant de tester l'observance
acceptation du risque chirurgical
  

Bullectomie

Elle est efficace chez les patients dont les bulles représentent plus du 1/3 du volume d'un hémithorax, lorsqu'elles sont compressives sur le poumon restant voire le cœur droit, et isolées.

Risques : mortalité pour lobectomie : 2,3% ; fuites d'air

Réduction de volume (Teschler, 1999 ;  Geddes, 2000 ; Hensley, 2000 ; NETTRG, 2003 ; Naunheim, 2006 ; Criner, 2011)

  
indications : résistance au traitement médical ; distension marquée (CPT et VR) ; atteinte diffuse prédominant dans les sommets à la TDM ; obstruction bronchique : 20 % < VEMS < 35 % théorique ; 60-70 ans ; faible capacité d'exercice ; sevrage tabagique depuis au moins 3 mois
groupe à haut risque de décès : emphysème homogène, VEMS et capacité de transfert du CO < 20 % (NETTRG, 2001) ; ces patients ne sont pas candidats à la réduction de volume 
   critères principaux : survie globale, tolérance à l'exercice sur bicyclette ergométrique
   résultats : faible amélioration fonctionnelle respiratoire, amélioration de la qualité de vie (Hensley, 2000) ; amélioration de la performance ventriculaire droite, surtout pendant l'exercice (Mineo, 2002) ; baisse de la dépense énergétique au repos (Mineo, 2006) ; RR (risk ratio) de décès à 5 ans : 0.86 (p = 0.02)
effets secondaires : mortalité post-opératoire de 5 % à 3 mois chez des patients considérés comme "non à haut risque" ; morbidité sérieuse d'environ 50 % (fuites majeures, détresse respiratoire, arythmie, trachéotomie, pneumonie)
morbidité respiratoire : sujets plus âgés ; VEMS et TLCO plus bas
morbidité cardiaque : sujets plus âgés ; corticoïdes oraux ; emphysème ne prédominant pas dans les lobes supérieurs
  
indications : atteinte diffuse sans cible particulière ; VEMS < 20 % théorique ; PaCO2 > 55mmHg ; HTAP ; < 60 ans ; déficit en a-1-anti-trypsine
Elle est efficace à 3 voire 4 ans chez l'emphysémateux et se fait surtout par transplantation mono-pulmonaire.
Traitements combinés
  
indications : la réduction de volume peut permettre d'attendre une greffe ; mais, permettant au temps de passer, elle peut aussi rendre le patient inéligible pour une greffe
 

Réf :
Criner GJ, Cordova F, Sternberg AL, Martinez FJ. The national emphysema treatment trial (NETT). Part II: Lessons learned about lung volume reduction surgery. Am J Respir Crit Care Med 2011;184:881-93
Geddes D, Davies M, Koyama H, Hansell D, Pastorino U, Pepper J, Agent P, Cullinan P, MacNeill SJ, Goldstraw P. Effect of lung-volume-reduction surgery in patients with severe emphysema. N Engl J Med 2000;343:239-45
Goldstein RS, Todd TRJ, Guyatt G, Keshavjee S, Dolmage TE and al. Influence of lung volume reduction surgery (LVRS) on health related quality of life in patients with chronic obstructive pulmonary disease. Thorax 2003;58:405-10
Hensley M, Coughlan JL, Gibson P. Lung volume reduction surgery for diffuse emphysema. Cochrane Database Syst Rev 2000;2:CD001001
Meyers BF, Patterson GA. Chronic obstructive pulmonary disease. 10: Bullectomy, lung volume reduction surgery, and transplantation for patients with chronic obstructive pulmmonary disease. Thorax 2003;58:634-8
Mineo TC, Pompeo E, Rogliani P, Dauri M, Turani F, Bollero P, Magliocchetti M for the Pulmonary Emphysema Research Group. Effect of lung volume reduction surgery for severe emphysema on right ventricular function. Am J Respir Crit Care Med 2002;165:489-94
Mineo TC, Pompeo E, Mineo D, Ambrogi V, Ciarapica D, Polito A. Resting energy expenditure and metabolic changes after lung volume reduction surgery for emphysema. Ann Thorac Surg 2006;82:1205-11
National Emphysema Treatment Trial Research Group. Patients at high risk of death after lung-volume-reduction surgery. N Eng J Med 2001;345:1075-83
National Emphysema treatment trial research group. A randomized trial comparing lung-volume-reduction surgery with medical therapy for severe emphysema. N Engl J Med 2003;348:2059-73
National Emphysema Treatment Trial Research Group. Cost effectiveness of lung-volume-reduction surgery for patients with severe emphysema. N Engl J Med 2003;348:2092-102
Naunheim KS, Wood DE, Mohsenifar Z, Sternberg AL, Criner GJ, DeCamp MM, Deschamps CC, Martinez FJ, Sciurba FC, Tonascia J, Fishman AP; National Emphysema Treatment Trial Research Group. Long-term follow-up of patients receiving lung-volume-reduction surgery versus medical therapy for severe emphysema by the National Emphysema Treatment Trial Research Group. Ann Thorac Surg 2006;82:431-43
Teschler H et al.  Short- and long- term functionnal results after lung volume reduction surgery for severe emphysema. Eur Respir J 1999;13:1170-6

 
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