Investigations biomédicales pour l’optimisation du diagnostic et du suivi de la malnutrition aiguë sévère : l’étude OptiDiag

Biomedical Investigations for the Optimized Diagnosis and Monitoring of Severe Acute Malnutrition : The OptiDiag Study

• Auteur / Autrice : Trenton Dailey-Chwalibóg
• Direction : Jean-François Huneau, Patrick Kolsteren
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences de la vie et de la santé
• Date : Soutenance le 03/03/2020
• Etablissement(s) : Paris, Institut agronomique, vétérinaire et forestier de France en cotutelle avec Universiteit Gent
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Agriculture, alimentation, biologie, environnement, santé (Paris ; 2015-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Physiologie de la Nutrition et du Comportement Alimentaire (PNCA)
• Jury : Président / Présidente : Philippe Schmidely
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Philippe Schmidely, Philippe Donnen, Michelle Holdsworth, Carl Lachat, Bruno Lapauw, Régis Hankard
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Philippe Donnen, Michelle Holdsworth

Mots clés

Mots clés contrôlés

Leptine

Marqueurs biologiques

Anthropométrie

Liberia

Burkina Faso

Bangladesh

Méthode comparative

Malnutrition

Mots clés libres

Malnutrition aiguë sévère (MAS)

Périmètre brachial (PB)

Indice poids-taille (IPT)

Severe acute malnutrition (SAM)

Mid-upper arm circumference (MUAC)

Weight-for-height z-score (WHZ)

Résumé

Les recommandations actuelles de l’OMS séparent les enfants atteints de malnutrition aiguë sévère (MAS) non-œdémateux en trois phénotypes anthropométriques : faible périmètre brachiale (PB) seul ; faible indice poids-taille (IPT) seul ; ou faible PB et ITP. Tous sont éligibles à une réhabilitation nutritionnelle selon les lignes directrices de l’OMS.Cependant, pour des raisons de facilité d’utilisation, et sur la base de données suggérant une surmortalité chez les enfants atteints de MAS diagnostiquée par le seul PB, plusieurs agences et gouvernements considèrent ce dernier critère comme nécessaire et suffisant à l’éligibilité pour une prise en charge de la MAS, excluant de fait les enfants présentant uniquement un faible IPT. Ce changement de paradigme semble prématuré : les liens entre phénotype anthropométrique, retentissement fonctionnelle et risque associés n’ont pas encore été élucidés. En effet, plusieurs ré-analyse de données anciennes montrent que les enfants atteints de MAS inéligibles à une prise en charge sur la base du seul PB (c’est-à-dire les enfants avec uniquement un faible IPT) présentent un risque de décès similaire à ceux éligibles. De plus, ces analyses suggèrent que les enfants présentant simultanément les deux déficits anthropométriques ont un risque de mortalité encore supérieur.Cette thèse vise à décrire et comparer physiopathologie et de la gravité fonctionnelle associée aux phénotypes anthropométriques d’enfants atteints de MAS. En se basant sur l’état actuel des connaissances sur la vulnérabilité chez ces derniers, ces travaux cherchent à répondre à la question suivante : comment les profils de vulnérabilité des enfants atteints de MAS inéligibles à une prise en charge dans le cadre d’un programme basé sur le PB seul (i.e., faible IPT-seul) se comparent-ils aux profils de ceux qui seraient éligibles?Une étude de cohorte multicentrique a été réalisé chez des enfants atteints de MAS sans complications ni œdèmes au Bangladesh, au Burkina Faso, et au Libéria. Les patients ont été inclus de façon équilibré parmi les trois phénotypes anthropométriques. Un large panel de paramètres cliniques et biochimiques indicateurs du statut nutritionnel et de l’état de santé a été recueilli à l’admission à – et à des points clés pendant – la réhabilitation nutritionnelle. Nous avons évalué de nouveaux biomarqueurs de la physiopathologie et de la survie en plus des biomarqueurs conventionnels de l’état de santé et de la dénutrition : la leptine sérique, un paramètre prédictif robuste de mortalité chez les enfants atteints de MAS ; l’abondance isotopique naturelle du carbone et de l’azote (δ13C et δ15N) dans le cheveux, offrant un intéressant historique nutritionnel et métabolique ; la bio-impédancemétrie, une technique mobile et non-invasive pour l’évaluation de la composition corporelle adaptée à une utilisation sur le terrain ; et la mesure de paramètres biochimiques d’inflammation (protéines de la phase aiguë) et de déficience en micronutriments (vitamine A et fer).L’analyse de ces indicateurs ont monté que tous les enfants atteints de MAS, quel que soit leur phénotype anthropométrique, présentent des signes cliniques de dénutrition et des preuves biologiques de déficience en micronutriments—mais avec une hétérogénéité significative sur certains paramètres clés. Les enfants avec un faible IPT seul présentent des anomalies cliniques et biologiques plus sévères que les enfants avec un faible PB seul. Ces résultats montrent également que les enfants avec les deux déficits anthropométriques présentent le risque de morbi-mortalité le plus élevé sur le court terme, et après prise en charge. Ainsi, nos résultats plaident en faveur du maintien de l’IPT comme critère diagnostique indépendant, en accord avec les recommandations de l’OMS. Le développement de méthodes diagnostiques innovantes permettant d’identifier, directement dans la communauté, les enfants présentant un faible IPT doit être une priorité de recherche.

Current WHO diagnostic recommendations segregate non-edematous children with severe acute malnutrition (SAM) into one of three anthropometric phenotypes, those with: (1) low mid-upper arm circumference (MUAC) only; (2) low weight-for-height z-score (WHZ) only; or (3) both low MUAC and low WHZ—all of which are eligible for nutritional rehabilitation according to WHO guidelines.But, based on both ease of use and reports purporting higher mortality in SAM identified by MUAC, many agencies and some national governments use only MUAC as the sole diagnostic criterion for admission to therapeutic refeeding programs—disqualifying low WHZ only children from access to treatment. This diagnostic paradigm shift is premature because the links between anthropometric phenotype and functional severity have not yet been clearly delineated. In fact, recent secondary analyses of historic databases have shown that children with SAM that are excluded from treatment within the framework of a MUAC-only program (i.e., low WHZ only) have a similar risk of death as those who are included; moreover, children with both anthropometric deficits (i.e., low MUAC and low WHZ) have a higher risk of death.This dissertation aims to describe and compare the pathophysiology and functional severity associated with the anthropometric phenotypes of children with SAM today. Building on existing comparative work on vulnerability in SAM, it asks: how does the vulnerability profile of children with SAM who are excluded from treatment within the framework of a MUAC-only program (i.e., low WHZ only) compare to the profiles of those children who are included (i.e., low MUAC only and/or both low MUAC and low WHZ)?A multi-centric cohort study was conducted in uncomplicated, non-edematous children with SAM in Bangladesh, Burkina Faso and Liberia. Participants were recruited equally into each of the three anthropometric phenotypes. A wide range of clinical and biochemical indicators of health and nutritional status were collected at admission to, and at key time points throughout, therapeutic refeeding. We assessed emerging biomarkers of pathophysiology and viability in addition to traditional indicators of health status and nutritional deprivation. These included: serum leptin, a robust biochemical predictor of mortality in children with SAM; natural isotopic abundances of carbon and nitrogen (δ13C and δ15N) in hair, promising archives of metabolic status; bio-electric impedance, a portable, non-invasive technique for assessing body composition in the field-setting; and combined biochemical assessment of micronutrient deficiencies (vitamin A and iron) and inflammation (acute phase proteins).Analysis of these indicators demonstrated that all children with SAM (i.e., low WHZ and/or low MUAC) presents with clinical evidence of nutritional deprivation and micronutrient deficiencies, with significant heterogeneities on key criteria. Children with low WHZ only have biochemical and clinical deficits that are more severe than those in children with low MUAC only. These results also indicate that children with both anthropometric deficits have the highest risk of acute and post-discharge death and morbidity. On this basis, low WHZ must be retained as an independent diagnostic criterion, in line with WHO recommendations. Further research is urgently needed to develop innovative diagnostic solutions to identify low WHZ children in the community.