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Le tableau clinique lié à la mutation complète du gène FMR1 est variable, et fonction du sexe de l’individu porteur.
La déficience intellectuelle est constante, de gravité variable.
Les signes cliniques sont initialement peu spécifiques, et il s’agit le plus souvent d’un retard de développement, en particulier du langage, avec des troubles du comportement. Les acquisitions motrices sont en général peu retardées. Les troubles du langage occupent une place particulière car ils sont quasiment constants : l'expression verbale est retardée et inférieure au niveau de compréhension. Les troubles de l'attention et le comportement hyperkinétique sont fréquemment un motif de consultation. Ces troubles ont tendance à s'amender dans le temps contrairement au déficit intellectuel (il semble exister un déclin progressif des performances avec l'âge). Il peut parfois exister également des troubles du spectre autistique.
D’autres signes associés peuvent être présents, mais aucun n’est pathognomonique, et leur absence ne doit pas faire récuser le diagnostic. Parmi les signes initialement décrits, on note la dysmorphie faciale caractérisée par un visage allongé et de grandes oreilles décollées, et la macro-orchidie post-pubertaire (« Martin Bell syndrome »), inconstants. Il peut également exister une avance staturale avec normo ou macrocéphalie, une grande fontanelle, des extrémités larges et une hyperlaxité articulaire. La comitialité est fréquente, ou au moins des anomalies de l'électroencéphalogramme.
L'expression clinique chez les filles présentant une mutation complète est très variable : 40% environ n’ont pas de signe clinique, et 60% ont une DI globalement plus modérée que chez les garçons. Les symptômes peuvent être modérés et se limiter à des troubles du comportement et de la relation (timidité, anxiété massive, tendance dépressive…).
Il faut toutefois se rappeler que les signes cliniques ne sont ni spécifiques, ni constants et, notamment chez le jeune enfant, le retard mental est parfois le seul signe d’appel.
Dans tous les cas, et en l’état actuel des connaissances, il n’y a pas de risque de déficience intellectuelle.
Il existe un risque de développer un syndrome neurodégénératif (FXTAS : fragile X tremor ataxia syndrome) associant une ataxie cérébelleuse, un tremblement d’intention, une atteinte cognitive (mémoire, comportement, fonctions exécutives) et un syndrome parkinsonien. Ce risque augmente avec la taille de la prémutation et l’âge de l’individu
Il existe un risque d’environ 20 % d’insuffisance ovarienne prématurée (FXPOI : fragile X premature ovarian failure). Le risque de FXTAS est mal connu, plus faible que chez l’homme.