Bronchodilatation lors de spirométrie : indications, réalisation et interprétation
Résumé
Introduction
Les bronches périphériques sont maintenues ouvertes par une armature musculaire lisse contractée, qui évite un collapsus dynamique à l’expiration. Chez les sujets sains, le tonus de cette musculature est faible et varie peu dans le temps, de sorte que les résistances bronchiques sont stables. Dans les pathologies chroniques obstructives, et en particulier dans l’asthme, l’inflammation chronique présente dans la sous-muqueuse des bronches cause une hypertrophie et une hyperplasie de la musculature lisse et la rend plus réactive aux stimuli de l’environnement. Une bronchoconstriction intermittente peut alors survenir, ce qui explique la variabilité de la fonction pulmonaire et la réponse aux bronchodilatateurs (RBD).
La spirométrie avec mesure de la RBD est l’examen de base requis pour le diagnostic et la gradation du syndrome obstructif. En dépit de son importance en clinique et des efforts des sociétés de pneumologie, il persiste une hétérogénéité des pratiques tant dans la réalisation que dans l’interprétation de la RBD.
L’objectif de cet article est de rappeler les indications, la technique et l’interprétation de la RBD lors de spirométrie, ainsi que ses implications cliniques.
Réponse normale aux bronchodilatateurs lors d’une spirométrie
Dans une population de sujets non fumeurs en bonne santé, l’inhalation de 200 à 400 µg de salbutamol entraîne une augmentation moyenne de 110 ml environ sur le volume expiré maximal en 1 seconde (VEMS) et 20 ml sur la capacité vitale forcée (CVF). Une augmentation maximale de 300 ml sur le VEMS (11,5 % d’amélioration) et la CVF (9 % d’amélioration) reste encore normale.1,2 Les études populationnelles ont permis de confirmer les limites communément admises définissant une réversibilité significative aux BD. Le tableau 1 résume les critères utilisés pour définir la réversibilité aux BD dans les consensus d’experts et dans une sélection d’études cliniques. En pratique quotidienne, les limites de 200 ml et 12 % de la valeur de base pour le VEMS ou la CVF sont le plus souvent retenues.
Définitions de la réversibilité aux bronchodilatateurs
Indications à la spirométrie avec mesure de la réponse aux bronchodilatateurs
Une spirométrie avec mesure de la RBD est requise pour le diagnostic de la BPCO et de l’asthme.
Dans l’asthme, l’obstruction est le plus souvent partiellement ou totalement réversible. Il est explicitement recommandé de procéder à une spirométrie avec RBD pour confirmer le diagnostic d’asthme. Ces tests sont à faire soit avant de débuter un traitement de fond de l’asthme, soit après l’avoir interrompu.3 En effet, la RBD, élément diagnostique clé, sera masquée en cas d’exposition aux médicaments classiques de l’asthme (corticostéroïdes inhalés, bronchodilatateurs).
Dans la BPCO, l’obstruction est définie par le rapport VEMS/CVF qui reste abaissé (< 0,7) après administration de BD.4 La mesure de la réversibilité est également indispensable pour grader la sévérité de la BPCO, qui se fonde sur le VEMS après BD.4
L’asthme et la BPCO sont deux diagnostics parfois difficiles à distinguer. Le tableau 2 montre les paramètres pouvant différencier asthme et BPCO, notamment l’apport de la RBD. La mesure des volumes pulmonaires par pléthysmographie corporelle et celle de la capacité de diffusion du monoxyde de carbone (DLCO) contribuent à classer les situations douteuses. Toutefois, des formes de chevauchement entre asthme et BPCO sont fréquentes. Jusqu’à 30 % des asthmes modérés persistants évoluent vers une obstruction fixée et 15 à 20 % des BPCO répondent aux critères du syndrome de chevauchement asthme-BPCO (ACOS : Asthma-COPD overlap syndrome).5,6
Différences et similitudes physiologiques entre l’asthme et la BPCO
Mesure de la réponse aux bronchodilatateurs en pratique clinique
Il n’y a pas de consensus concernant le BD à courte durée d’action à utiliser (bêta-2-agoniste à courte durée d’action (short-acting beta2 agonist – SABA) ou antagoniste muscarinique à courte durée d’action (short-acting muscarinic antagonist – SAMA)), sur la dose ou le mode d’administration. Néanmoins, les protocoles qui utilisent des doses élevées (400 µg d’équivalent salbutamol) et permettent donc d’obtenir des réponses plus importantes sans effets secondaires notables sont le plus souvent recommandés en pratique clinique.
Il est suggéré d’adopter le schéma suivant, tiré du consensus ATS/ERS :7
Spirométrie de base (minimum 3 mesures).
Administration de 4 push de 100 µg de salbutamol avec une chambre d’inhalation (1 push suivi d’une inspiration profonde, à répéter 4 fois).8
Spirométrie 15 min après BD (minimum de 3 mesures).
L’absence d’études à large échelle ne permet pas de faire de recommandations définitives sur l’intérêt d’une bronchodilatation supplémentaire par de l’ipratropium. Chez les patients BPCO, une dose totale de 80 µg de cette molécule est parfois proposée (4 x 20 µg selon un protocole similaire au salbutamol). La réponse à l’ipratropium est évaluable 30 à 40 minutes plus tard.9,10
Une dose plus élevée de salbutamol (600 µg) est proposée chez l’enfant, notamment dans les recommandations australiennes.11
Les BD en aérosols-doseurs « spray » doivent être administrés avec une chambre d’inhalation et non directement dans la bouche. Cette méthode a l’avantage de ne demander aucune aptitude particulière de la part des patients, telle que coordination entre l’activation et l’inhalation ou capacité à générer un flux inspiratoire minimal. Les chambres d’inhalation sont lavables et réutilisables. Les inhalateurs de poudre sèche ne peuvent être réutilisés et réclament coordination et force inspiratoire. Pour ces raisons, on préfère les aérosols-doseurs avec chambre d’inhalation aux inhalateurs de poudre pour la mesure de la RBD.
Aucune contre-indication formelle à la bronchodilatation n’existe en dehors du refus du patient. La thyréotoxicose, l’insuffisance cardiaque avec troubles du rythme et le traitement par digoxine imposent des précautions et une appréciation au cas par cas.
Interruption des bronchodilatateurs avant la mesure
Les BD actuellement dispensés sont pour la plupart à longue durée d’action (bêta-2-agonistes à longue durée d’action (LABA), antagonistes muscariniques à longue durée d’action (LAMA). Si le but de la spirométrie est le suivi d’une maladie respiratoire déjà confirmée ou l’évaluation de la sévérité de l’obstruction en cas de BPCO par exemple, l’arrêt des médications bronchodilatatrices est inutile et souvent impraticable, voire risqué, en particulier en cas d’hospitalisation ou d’exacerbation. L’arrêt des BD n’est donc plus systématiquement recommandé et doit s’évaluer selon le contexte clinique.
Concernant l’asthme, les guidelines GINA (Global Initiative for Obstructive Lung Disease) recommandent de confirmer le diagnostic d’asthme avant l’introduction d’un traitement de fond, en s’assurant qu’on objective bien un syndrome obstructif, le plus souvent réversible.3 Dans ce contexte, il est important de stopper toute médication avant de pratiquer une spirométrie avec mesure de la RBD (2 semaines d’interruption pour les corticostéroïdes inhalés, 24 heures pour les LABA et 12 heures pour les SABA et SAMA.
Interprétation de la réponse aux bronchodilatateurs
Chez l’adulte, on considère qu’un syndrome obstructif est réversible quand les critères suivants sont présents :
-
augmentation du VEMS de 200 ml et 12 % de la valeur de base
ou
augmentation de la CVF de 200 ml et 12 % de la valeur de base.
Exemple : Le VEMS de base (pré-BD) est mesuré à 2,2 litres. Le VEMS après BD (post-BD) est mesuré à 2,3 litres. La RBD est de 100 ml et + 4,5 % ((2,3-2,2)/2,2*100 = + 4,5 %).
Selon la situation, les éléments ci-après peuvent/doivent être pris en compte :
La normalisation du rapport VEMS/CVF ne peut être utilisée comme critère pris isolément. En effet, en cas de diminution paradoxale de la CVF après bronchodilatation, le rapport VEMS/CVF augmente.
Chez l’enfant, les volumes pulmonaires étant plus petits, seul le critère de 12 % est retenu.
Une définition plus restrictive de la réversibilité en prenant une limite de 12 % de la valeur prédite du VEMS ou de la CVF, et non de sa valeur de base a été proposée. Bien que cette définition soit fondée sur le plan statistique, elle réduit la prévalence de la réversibilité si elle est appliquée à des sujets présentant une limitation sévère des flux aériens. Moins rapporté dans les consensus d’experts et dans les études cliniques, sans impact thérapeutique démontré, ce critère restrictif de 12 % de la valeur prédite n’est pas recommandé dans la pratique quotidienne.
En cas de BPCO, la mesure de la RBD a le plus d’utilité clinique chez des sujets non encore traités, en permettant non seulement de grader la sévérité de l’obstruction, mais également parfois de suggérer un asthme concomitant. On objective fréquemment dans la BPCO une RBD positive sur la CVF sans changement du VEMS.12 Ceci reflète l’effet des BD sur la capacité inspiratoire et l’hyperinflation dynamique.13,14 Nécessaire au moment du diagnostic, la place de la mesure de la RBD dans le suivi des patients BPCO reste incertaine. La présence ou l’absence de RBD ne doivent pas être utilisées comme argument pour traiter ou renoncer à traiter un patient souffrant de BPCO. La RBD ne permet pas non plus de se déterminer sur le choix d’un traitement (corticostéroïdes inhalés et/ou BD).7 Elle donne par contre des informations pronostiques sur le déclin de la fonction pulmonaire et la fréquence des exacerbations. En effet, dans l’étude ECLIPSE, la réversibilité s’associait avec un déclin accéléré du VEMS.15
En cas de suspicion d’asthme, une augmentation importante de plus de 400 ml et 12 % du VEMS confirme le diagnostic en pratique quotidienne.16
Réversibilité partielle ou complète
En cas de normalisation du VEMS et de la CVF avec disparition du syndrome obstructif mesuré avant bronchodilatation, on retiendra une réversibilité complète. Cette situation est très fortement évocatrice d’un asthme. Elle est importante à reconnaître dans les cas où les volumes de base sont déjà élevés et laissent peu de place pour une augmentation supplémentaire après BD.
Une réversibilité partielle est retenue quand les critères de réversibilité sont présents mais que le rapport VEMS/CVF reste abaissé et/ou que le VEMS ou la CVF ne sont pas normalisés. Prise isolément, une réversibilité partielle ne permet ni de retenir ni d’exclure un asthme ou une BPCO.
Réversibilité mesurée sur le débit de pointe ou les débits moyens
Le VEMS et la CVF varient naturellement de 150 ml en moyenne chez un même sujet (coefficient de variation de 3 %). Une variabilité encore plus importante (5 à 6 %) est observée pour le débit de pointe (DP) et les débits moyens chez les sujets sains. La corrélation entre les changements de VEMS et de DP est faible (R = 0,32). On ne recommande donc pas de se baser sur le débit de pointe pour l’évaluation de la RBD.17 Les débits expiratoires moyens (DEM 25-75) étant dépendants de la CVF, à l’instar du rapport VEMS/CVF, ils ne doivent pas non plus être utilisés isolément comme critères pour retenir la RBD en médecine adulte.
Réversibilité mesurée sur les résistances ou les volumes pulmonaires
La bronchodilatation s’accompagne d’une diminution significative des résistances bronchiques.14 Mesurables uniquement dans des laboratoires équipés de pléthysmographes, les changements de résistances (ou de conductances spécifiques) constituent un critère annexe de réversibilité. Ils devraient être rapportés en les normalisant pour la capacité résiduelle fonctionnelle (CRF). Les changements de volumes pulmonaires statiques (CRF, volume résiduel), en cas d’emphysème, requièrent également un pléthysmographe et restent de signification clinique incertaine. Les consensus d’experts ne recommandent donc pas de rapporter la RBD en mentionnant, comme critères principaux, les résistances ou les volumes pulmonaires.
Réponse paradoxale aux bronchodilatateurs
Définie de manière arbitraire en miroir à la réversibilité (diminution de plus de 200 ml et 12 % de la valeur de base sur le VEMS ou la CVF), la réponse paradoxale aux bêta-2-agonistes a reçu une attention particulière ces dernières années. En effet, la réponse paradoxale s’associe dans la BPCO à une capacité d’effort diminuée, une dyspnée plus importante et une fréquence plus élevée d’exacerbation.18 La réponse paradoxale est rare (5 % des BPCO ou moins), et retrouvée plus souvent chez des patients d’origine africaine. Rare dans la BPCO, la réponse paradoxale semble encore plus rare chez les non-fumeurs en bonne santé. Ainsi, dans la cohorte SAPALDIA, elle est retrouvée chez moins de 1 % des sujets (tableau 3). Sa découverte chez un patient BPCO devrait ainsi faire reconsidérer la prescription de bêta-2-agonistes, au profit d’anticholinergiques.
Prévalence de la réponse paradoxale aux bronchodilatateurs
Conclusion
La place de la spirométrie avec mesure de la bronchodilatation est bien établie dans le diagnostic des maladies respiratoires. Les limites de 200 ml et 12 % utilisées pour définir la réversibilité ont été confirmées dans des études cliniques et sur des populations de sujets sains. L’implémentation dans la pratique clinique quotidienne de procédures standardisées pour la réalisation et l’interprétation de la spirométrie avec mesure de la RBD reste toutefois un objectif à atteindre pour la communauté médicale.
Conflit d’intérêts:
Les auteurs n’ont déclaré aucun conflit d’intérêts en relation avec cet article.
Implications Pratiques
▪ Une spirométrie avec mesure de la réponse aux bronchodilatateurs (BD) est indispensable dans le bilan diagnostique des maladies respiratoires caractérisées par un syndrome obstructif
▪ La réponse aux BD s’évalue sur le volume expiré maximal en 1 seconde (VEMS) et la capacité vitale forcée (CVF). On retient une réversibilité si le VEMS ou la CVF augmentent de > 200 ml et 12 % de la valeur de base après BD
▪ La présence ou l’absence de réponse aux BD ne permet pas de motiver un choix thérapeutique dans la BPCO
▪ Une réponse paradoxale aux BD est rarement observée. Sa présence doit pousser le clinicien à reconsidérer l’utilisation de bêta-2-agonistes dans la BPCO
Bibliographie
-
Patterns of growth and decline in lung function in persistent childhood asthma. N Engl J Med 2016 (374) [Medline]
-
The asthma-COPD overlap syndrome : Towards a revised taxonomy of chronic airways diseases ?. Lancet Respir Med 2015 (3) [Medline]
-
Coming together : The ATS/ERS consensus on clinical pulmonary function testing. Eur Respir J 2005 (26) [Medline]
-
Prevalence and clinical correlates of bronchoreversibility in severe emphysema. Eur Respir J 2010 (35) [Medline]
-
Effect of bronchodilation on expiratory flow limitation and resting lung mechanics in COPD. Eur Respir J 2009 (33) [Medline]
-
Changes in forced expiratory volume in 1 second over time in COPD. N Engl J Med 2011 (365) [Medline]
-
Chronic obstructive pulmonary disease. National clinical guideline on management of chronic obstructive pulmonary disease in adults in primary and secondary care. Thorax 2004 (59) [Medline]
-
Can peak expiratory flow measurements reliably identify the presence of airway obstruction and bronchodilator response as assessed by FEV(1) in primary care patients presenting with a persistent cough ?. Thorax 1999 (54) [Medline]
-
Radiological correlates and clinical implications of the paradoxical lung function response to beta(2) agonists : An observational study. Lancet Respir Med 2014 (2) [Medline]
-
Intermittent positive pressure breathing therapy of chronic obstructive pulmonary disease. A clinical trial. Ann Intern Med 1983 (99) [Medline]
-
A 4-year trial of tiotropium in chronic obstructive pulmonary disease. N Engl J Med 2008 (359) [Medline]
