Klinički centar Srbije, Beograd Institut za endokrinologiju, dijabetes i bolesti metabolizma
Originalni nauční rad Original study UDK 616.453-008.84-079.4
VREDNOST ODREĐIVANJA ADRENOKORTIKOTROPNOG HORMONA U DIFERENCIJALNOJ DIJAGNOZI HIPERKORTICIZMA
VALUE OF ASSESSING ADRENOCORTICOTROPIC HORMONE (ACTH) LEVELS IN DIFFERENTIAL DIAGNOSIS OF HYPERCORTICISM
Zorana PENEZIĆ, Miloš ŽARKOVIĆ, Svetlana VUJOVIĆ, Biljana BELESLIN, Jasmina ĆIRIĆ i Milka DREZGIĆ
Sažetak - Diferencijalna dijagnoza Cushingovog sindroma još uvek predstavlja izazov u kliničkoj endokrinologiji. Cilj ovog rada je procena validnosti određivanja nivoa ACTH u diferencijalnoj dijagnozi Cushingovog sindroma upotrebom ROC krivih, Ispitivana grupa obuhvatila je 114 pacijenata sa Cushingovim sindromom kod kojih je dijagnoza potvrđena patohistološkim nalazom i postope- rativnim endokrinološkim testiranjem. Kontrolna grupa obuhvatila je 53 zdrave gojazne osobe. Za određivanje ACTH korišćena je RIA metoda, komercijalni kit proizvođača (CIS, France). ACTH sekretujući tumor hipofize potvrđen je kod 56,14% ispitanika, ek- topična sekrecija kod 6,14%, kortizol-sekretujući adenom nadbubrežne žlezde kod 31,57%, a karcinom nadbubrega kod 6,14% ispi- tanika sa CS. Nivo ACTH u grupi pituitarnih adenoma bio je 107,29+75,69 pg/ml; kod ektopične sekrecije 181,63+149,84 pg/ml; kod adenoma nadbubrega 4,22+2,32 pg/ml, a 5,50±7,72 pg/ml kod karcinoma; i 34,76+10,07 pg/ml u kontrolnoj grupi. Testiranjem validnosti odredivanja ACTH dobijena površina ispod ROC krive iznosi 0,9965+0,0071. Za postignutu senzitivnost testa od 99,89% specifičnost testa je 97%. Kada se kao diferencijalno-dijagnostička vrednost uzme nivo ACTH od 8 pg/ml, senzitivnost testa je 88,50%, a specifičnost testa 99%, Kada se kao granična vrednost uzme nivo ACTH od 22 pg/ml, senzitivnost testa je 99,30%, a specifičnost 98%. Određivanje nivoa ACTH uz prelaznu zonu od 8 do 22 pg/ml pokazuje senzitivost i specifičnost testa koja ga svrstava u red pouzdanih testova u diferencijalnoj dijagnozi Cushingovog sindroma.
Ključne reči: Hiperfunkcija nadbubrežnih žlezda; Cushingov sindrom + dijagnoza; Kortikotropin; ROC kriva; Diferencijalna dijagnoza
Summary - Diagnosis and differential diagnosis of Cushing’s syndrome remains a challenge in clinical endocrinology. The aim of this study was to establish the value of assessing adrenocorticotropic hormone (ACTH) levels in differential diagnosis of hypercorti- cism using receiver operating characteristic (ROC) curve. We have evaluated 114 patients with Cushing’s syndrome testing the value of pathohistological examination and postoperative testing. The control group consisted of 53 obese healthy persons. ACTH level was determined using a commercial RIA (CIS, France). ACTH secreting pituitary adenoma was found in 56.14% examinees, ectopic secretion in 6.14%, cortisol secreting adrenal adenoma in 37.57%, and adrenal carcinoma in 6.14% of all patients with Cushing’s syndrome. Basal ACTH level for pituitary adenoma was 107.29+75.69 pg/ml .; for ectopic secretion 181.63+149.84 pg/ml: for adrenal adenoma 4.22+2.32 pg/mL; for adrenal carcinoma 5.50 +7.72 pg/ml; and 34.76 +10.07 pg/mL in control group. Testing the value of assessing ACTH the area under ROC curve was 0.9965+0.0071. Test sensitivity was 99.89% and test specificity was 97%. For ACTH cut-off level of 8 pg/mL, test sensitivity was 88.50%, with specificity of 99%. For ACTH cut-off level of 22 pg/mL, test sensitivity was 99.30%, with specificity of 98%. Our intermediate zone from 8 to 22 pg/ml confirms that assess- ment of ACTH level is a reliable tool in differential diagnosis of Cushing’s syndrome.
Key words: Adrenal Gland Hyperfunction; Cushing Syndrome +, diagnosis; Corticotropin: ROC Curve; Diagnosis, Differential
Uvod
Cushingov sindrom (CS) je multisistemska bolest nastala kao posledica dejstva povišenih koncen- tracija kortikosteroida koji dovode do promena prak- tično svih organa i tkiva, najčešće u direktnoj proporciji sa dužinom i stepenom hiperkorticizma. Takođe se može definisati kao skup simptoma i znakova nastalih kao rezultat izloženosti svih tkiva visokim koncentracijama kortikosteroida [1]. Eti- ološki hiperkorticizam se deli na egzogeni i endo- geni. Endogeni CS se deli u dve osnovne kategorije [2,3]: ACTH zavisni CS (približno 80%) koji obu- hvata Morbus Cushing (MC) i ektopičnu sekreciju ACTH/CRH (oko 15%/<1%); i ACTH nezavisni ČS (oko 20%) koji obuhvata adenom nadbubrežnih žlezda (9%), karcinom nadbubrežnih žlezda (8%), mikronodularnu (1%) i makronodularnu adrenalnu
Introduction
Cushing’s syndrome (CS) is a clinical state re- sulting from prolonged, inappropriate exposure to excessive endogenous secretion of cortisol and hence excess circulating free cortisol, characterized by loss of the normal feedback mechanisms of the hypothalamicuitary-adrenal axis and the normal circadian rhythm of cortisol secretion [1]. Endoge- nous Cushing’s syndrome has principal categories [2,3]: ACTH-dependent (80%) including Cushing’s disease and ectopic ACTH/ CRH secretion (15%/<1%); and ACTH-independent (20%) includ- ing adrenal adenoma (9%), adrenal carcinoma (8%), micronodular (1%) and macronodular adrenal hy- perplasia (<1%). Other than these broad ACTH- dependent and ACTH-independent categories, the syndrome is caused by: an intermediate lobe tumor,
Skraćenice
| ACTH | - adrenokortikotropni hormon |
|---|---|
| CBG | - kortizol-vezujući globulin |
| CRH | - kortikotropni oslobadajući hormon |
| CS | - Cushingov sindrom |
| DST | - deksametazon-supresioni test |
| GIP | - gastriční intestinalni polipeptid |
| IRMA | - imunoradiometrijski esej |
| MC | - Morbus Cushing |
| POMC | - proopiomelanokortin |
| RIA | - radioimunoesej |
| ROC | - receiver operathing characteristic |
hiperplaziju (<1%). Pored navedenih postoje nove, još uvek neprecizno klasifikovane varijante CS, a to su: tumor intermedijernog lobusa; hipofizna hiper- plazija; ciklični CS; pretklinički i supklinički ĆS i GIP zavisna hipersekrecija kortizola. Incidencija en- dogenog CS je 13 (5-25) obolelih na milion stanov- nika za godinu dana [4]. Danas je veća učestalost egzogenog hiperkorticizma zbog široke terapijske primene glukokortikoida, ACTH i androgena, ali tačna incidencija nije utvrđena [4].
Dijagnoza ČS podrazumeva potvrdu postojanja autonomne endogene hipersekrecije kortizola i nje- govo odvajanje od stanja hiperkortizolemije neza- visne od CS. Ta stanja su [5]: fizički stres (opera- cija, trauma; vežbanje; malnutricija), mentalni stres ili psihijatrijski poremećaj (hospitalizacija; zlou- potreba droge ili alkohola i apstinencija; hronična depresija; panični poremećaji; anorexia nervosa) i metabolički poremećaji (hipotalamusna amenoreja; povišen CBG; rezistencija na glukokortikoide; dia- bets mellitus).
Biohemijska dijagnoza hiperkorticizma podrazu- meva potvrdu postojanja [3,5-9]: hronične preko- merne sekrecije kortizola; izostanka dnevnog ritma sekrecije kortizola i izostanka supresije egzogenim steroidima. Rutinski testovi su: određivanje korti- zola u 24-časovnom urinu; određivanje dnevnog ritma sekrecije kortizola; test supresije deksameta- zonom; kombinacija DST i CRH testa; loperamidski test; i izostanak odgovora na insulinsku hipoglike- miju. Dijagnoza CS mora biti postavljenja pre zapo- činjanja diferencijalno-dijagnostičkih testova, jer su u suprotnom zbunjujući ili ih je nemoguće interpre- tirati.
Po potvrdi dijagnoze CS u praksi se često nameće problem diferencijalne dijagnoze. To podra- zumeva razlikovanje ACTH-zavisnog od ACTH- nezavisnog CS, a zatim što je često veći problem, odvajanje hipofizne od ektopične sekrecije ACTH. Pored određivanja nivoa ACTH drugi korišćeni diferencijalno-dijagnostički testovi su: test supresije visokim dozama deksametazona, metiraponski test, CRH stimulacioni test i test sa vazopresinom. Još uvek ne postoji jedan, jednostavan i neinvazivan test, a najveća preciznost postiže se setom testova kojim se procenjuje spektar različitih fizioloških odgovora.
Abbreviations
| ACTH | - adrenocorticotropic hormone |
|---|---|
| CBG | - cortisol-binding globulin |
| CRH | - corticotropin releasing hormone |
| CS | - Cushing's syndrome |
| DST | - dexamethasone suppression test |
| GIP | - gastric intestinal polypeptide |
| IRMA | - immunoradiometric assay |
| MC | - Cushing's disease |
| POMC | - pro-opiomelanocortin |
| RIA | - radioimmunoassay |
| ROC | - receiver operating characteristic |
pituitary hyperplasia, cyclic CS, subclinical and pre- clinical CS, and ectopic action of GIP. CS has been reported to have incidence of 13 (5-25) in a million [4]. Due to wide pharmacological use of glucocorti- coids, the incidence of iatrogenic CS is rising.
Diagnosis of CS requires conformation of endo- genous cortisol hypersecretion with exclusion of non-Cushing’s hypercortisolemia and states as fol- lows [5]: physical stress (operations, trauma, chro- nic exercise, malnutrition), mental stress and psy- chiatric disorders (hospitalization, drug and alcohol abuse or withdrawal, chronic depression, panic dis- order, anorexia nervosa), metabolic abnormalities (hypothalamic amenorrhea, elevated CBG, gluco- corticoid resistance, diabetes mellitus).
Cardinal biochemical features of CS are [3,5-9]: excess endogenous cortisol secretion; loss of the normal feedback of HPA axis; and disturbance of the normal circadian rhythm of cortisol secretion. A set of standard diagnostic tests includes urinary free cortisol determination, low-dose dexamethasone testing, circadian rhythm assessment, insulin toler- ance test, and LDDST/CRH test. The diagnosis of CS must be established before any attempt at differ- ential diagnosis of CS is confirmed, its cause is ca- tegorized initially, by determining weather it is ACTH-dependent or ACTH-independent, and then distinction between pituitary and ectopic ACTH se- cretion should be made. Differential diagnosis of CS includes: plasma ACTH level determination, high dose dexamethasone testing, metyrapone testing, CRH testing, vasopresin testing or a combination. No single testing is infallible and therefore the diag- nosis relies on accumulated results of several tests.
Because of a variable pattern of biochemical pa- rameters, high morbidity and mortality, diagnosis and differential diagnosis of CS still remains a chal- lenge for clinicians [10]. Due to potential complex- ity of investigation, evaluation and treatment of this syndrome should be conducted in specialized endo- crinology referral centers, with validated normal range established for each laboratory. The aim of this study was to evaluate sensitivity and specificity of ACTH level determination in our institution and to optimize diagnostic criteria for best diagnostic accuracy.
Pored niza navedenih testova dijagnoza i dife- rencijalna dijagnoza CS i dalje predstavlja jedan od najvećih izazova u kliničkoj endokrinologiji, naro- čito zbog povišenog morbiditeta i mortaliteta u CS [10]. Diferencijalna dijagnoza CS spada u domen rada visoko specijalizovanih ustanova u kojima se nametnula potreba da svaka ustanova za sebe odredi specifičnost i senzitivnost korišćenih testova. Os- novni cilj ovog rada je procena senzitivnosti i speci- fičnosti određivanja nivoa ACTH, kao i određiva- nje vrednosti ACTH u opsegu tačnosti najsigurnije za donošenje adekvatnog zaključka.
Materijal i metode
Ispitivanjem su obuhvaćeni bolesnici kod kojih je u periodu 1989-1998. godine, postavljena dijag- noza CS, konsekutivno potvrđena patohistološkim nalazom i postoperativnim endokrinološkim testi- ranjem. Kao izvor podataka korišćena je medicinska dokumentacija Instituta za endokrinologiju. Ispitiva- na grupa obuhvatila je 114 bolesnika sa potvrđenim CS.
Kontrolnu grupu sačinjavale su 53 zdrave go- jazne osobe, bez kliničkih stigmata CS. Osnovni biohemijski parametri bili su u granicama fizio- loških vrednosti, isključeno je postojanje dijabetes melitusa, oboljenja jetre i bubrega, i poremećaj funkcije štitaste žlezde. U kontrolnoj grupi hiperk- orticizam je isključen niskodoznim deksametazon- supresionim testom, ili testom insulinske hipoglike- mije. U vreme ispitivanja niko nije uzimao lekove koji bi mogli uticati na rezultate testova. Svi paci- jenti kontrolne grupe praćeni su tokom najmanje godinu dana i u tom periodu nije bilo progresije kliničkih karakteristika, promene u arterijskom pritisku ili nivou glikemije.
Uzorci za određivanje ACTH uzimani su naj- manje 48 sati po prijemu u bolnicu, sa postavlja- njem kanile u 7,30 h i uzimanjem uzorka u 8 h. S obzirom da je poluživot ACTH oko 10 minuta, uzo- rak je uziman u ohlađene epruvete pripremljene sa EDŤA, odmah centrifugiran i zamrzavan do mere- nja. Za određivanje nivoa ACTH u serumu ko- rišćena je radioimunoesej metoda (RIA), komerci- jalni kit proizvođača (CIS bio international, Fran- ce). Preciznost unutar testa (CV) iznosila je 6,1%, a preciznost između testova 5,3%. Referentne vred- nosti za jutarnji nivo ACTH su 10-60 pg/mL.
Statistička analiza podataka obavljena je anali- zom tablica kontingencije, na osnovu kojih je pro- cenjena senzitivnost, specifičnost i efikasnost testa [11]. Osim toga određeni su i koeficijenti k(1,0) za senzitivnost i k(0,0) za specifičnost, koji bolje određuju karakteristike testa u odnosu na ispitivanu populaciju [12,13].
Rezultati
U ispitivanoj grupi bilo je 114 bolesnika kod ko- jih je potvrđena dijagnoza CS. Posmatrajući struk-
Material and Methods
Our investigation included 114 patients with CS evaluated at the Institute of Endocrinology, from 1989 to 1998. The diagnosis was confirmed by dy- namic biochemical testing; pathohistological exami- nation and postoperative testing after surgery or ir- radiation therapy.
The control group consisted of 53 healthy obese persons. All presented with normal blood pressure, normal oral glucose tolerance test; normal liver and renal function tests; and normal plasma levels, free thyroxine and TSH. They were not taking any drugs and were without history of alcohol abuse. Hyper- corticism was excluded by low-dose dexamethasone suppression test and insulin tolerance test. All pa- tients from the control group were followed for at least one year for the progression of clinical chara- cteristics, changes in blood pressure or blood glu- cose level. There was no progression of any of the followed parameters. An indwelling catheter was placed at 7.30 and blood was sampled at 8.00, not less than 48 h after admission to the hospital. All blood samples were immediately separated and kept frozen until assayed.
Plasma ACTH concentrations were determined using a commercial RIA (Cis, France). The proce- dure has an intraassay coefficient of variation of 6.1%, and interaassay coefficient of variation of 5.3%. Normal morning level of ACTH for this method is from 10-60 pg/mL.
Statistic analysis was done using table of contin- gency analysis, and by calculating sensitivity, speci- ficity and efficacy of each test [11]. Coefficients k(1,0) for sensitivity, and k(0,0) for specificity were also calculated, as they better represent test charac- teristics in regard to the examined population [12, 13].
Results
This investigation was performed in 114 patients with CS, 64 of all (56.14%) had ACTH secreting pi- tuitary adenoma and 7 patients (6.14%) had ectopic ACTH/CRH secretion. Cortisol secreting adrenal adenoma was confirmed in 36 (31.58%) and adrenal carcinoma in 7 (6.14%) of all patients with CS. The. source of ectopic secretion was small cell carcinoma in 2 patients, medullary carcinoma, osteosarcoma, and unknown source in 3 cases. In patients in whom no tissue for pathohistological examination was ob- tained, the diagnosis was based upon dynamic test- ing, whereas in some cases of ectopic secretion presence of widespread metastases supported the di- agnosis. Patient data are presented in Table 1.
| Broj bolesnika Number of patients (%) | starost/age (god./wear) | BMI (kg/m2) | odnos 2/m ratio f/m | ACTH(pg/ml) | |
|---|---|---|---|---|---|
| Cushingov sindrom | 114 (100) | 39,44±13,19 | 28.7744,01 | 5:1 | 1 |
| Cushing's syndrome | 64 (56,14) | 39,06±12,01 | 28,99±3,83 | 5,4:1 | 107,29+75,69 |
| Ektopična sekrecija/Ectopic secretion | 7(6,14) | 47.71*14,28 | 27.85±3.11 | 1:1,33 | 181,63+149,85 |
| Adenom nadbubrega/ Adenoma adrenal | 36 (31,57) | 38,44±14,44 | 28,63+4,26 | 11:1 | 4,22±2,32 |
| Karcinom nadbubrega/Adrenal cancer | 7 (6,14) | 39,71±16,03 | 28.34+5,67 | 2.5:1 | 5.50±7.72 |
| Kontrolna grupa/Control group | 53 | 35,31±11,72 | 37,83=9.18 | 3.5:1 | 34,76±10,07 |
strukturu bolesnika, dijagnoza ACTH sekretujućeg tumora hipofize potvrđena je kod 64 bolesnika što je 56,14% od svih bolesnika. Ektopična sekrecija ACTH/CRH postojala je kod 7 bolesnika (6,14%). Postojanje kortizol-sekretujućeg adenoma nadbub- režne žlezde potvrđeno je kod 36 bolesnika (31,57%). Karcinom nadbubrega potvrđen je kod 7 bolesnika (6,14%). U grupi pacijenata klasifikova- nih kao ektopična sekrecija, kod dva pacijenta izvor je bio mikrocelularni karcinom pluća, kod jednog medularni karcinom štitaste žlezde, a kod drugog osteosarkom. Kod tri bolesnika klinička slika, značajna hipokalemija, diferencijalno-dijagnostički testovi, kao i prisustvo diseminovanih metastaza ukazivali su na postojanje ektopične sekrecije. Karakteristike podgrupa prikazane su na Tabeli 1.
Bazalni nivo ACTH po podgrupama prikazan je na Tabeli i Grafikonu 1. Testiranjem validnosti određivanja bazalnog ACTH dobijena površina is- pod ROC krive iznosi 0,9965±0,0071. CI (95%) je 0,9142-1,000. Dobijena ROC kriva za ACTH pri- kazana je na Grafikonu 2.
Za postignutu senzitivnost testa od 99,89%, broj lažno pozitivnih rezultata je 3%, odnosno speci- fičnost testa je 97%. Kada se kao diferencijalno-di- jagnostička vrednost uzme nivo ACTH od 8 pg/ml, senzitivnost testa je 88,50%, uz broj lažno pozitiv- nih od 1%, što znači da je specifičnost testa 99%, Kada se kao diferencijalno-dijagnostička vrednost uzme nivo ACTH od 22 pg/ml, senzitivnost testa je 99,30%, uz broj lažno pozitivnih od 2%, što znači da je specifičnost testa 98%.
Diskusija
Uprkos brojnim mogućnostima koje pružaju di- namički testovi, CS predstavlja delikatan dijag- nostički pristup za endokrinologa. Modifikacijom postojećih i uvođenjem novih testova stvorena je još veća konfuzija. Nova saznanja o genezi tumora i kontroli sekrecije hormona objašnjavaju ovu kom- pleksnost u dijagnostici. Zbog relativne retkosti oboljenja potrebne su godine iskustva da bi se pot- vrdila validnost određenog dijagnostičkog postupka, što je najčešće rađeno putem retrospektivníh studija. U desetogodišnjem radu dijagnostikovano je 114 bolesnika sa CS i većina operativno rešena. Cilj ovog rada je da sumira deo iskustava i dâ smernice za dalji rad.
Basal ACTH levels are presented in Figure 1. Area under the ROC curve for ACTH level is 0.9965±0.0071 (95%CI 0.9965 - 1.0000), (Figure 2). For test sensitivity of 99.89%, test specificity was 97%. For ACTH cut-off level of 8 pg/mL, test sensi- tivity was 88.50% with specificity of 99.0%. For cut- off level of 22 pg/mL test sensitivity was 99.30%, with specificity of 98%.
450
400
350
<GIADE
300
250
200
150
100
50
0
Morbus Cushing
Extopična sekrecija ACTH
Adenom
Karcinom
nedbubrega nadbubrega
Kontrola
1.2
1
senzitivnost (TPF)
0.8
0.6
0.4
0.2
0
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1-specifičnost (FPF)
1.2
U ispitivanoj grupi bolesnika sa CS bilo je 114 pacijenata, 95 žena i 19 muškarca. Posmatrajući strukturu, ACTH sekretujući tumor hipofize pot- vrđen je kod 56,14% od svih bolesnika sa CS, a od- nos žene/muškarci je 5,4:1. Ektopična sekrecija ACTH/CRH postojala je kod 7 pacijenata, što čini 6,14% od ukupnog broja, a odnos žene/muškarci je 1:1,33. Postojanje ACTH nezavisnog CS kao posle- dice kortizol-sekretujućeg adenoma nadbubrežne žlezde potvrđeno je kod 31,57% od ukupnog broja ispitanika sa CS, a odnos žene/muškarci je 11:1. Kortizol-sekretujući karcinom nadbubrežnih žlezda potvrđen je kod 6,14% ispitanika, a odnos žene/ muškarci je 2,5:1.
Kada se struktura naših bolesnika poredi sa pub- likovanim podacima upadljiv je značajno veći pro- cenat adenoma nadbubrežne žlezde kao uzroka CS. Razlog za veću učestalost može biti specifična karakteristika populacije, kao što je opisano u Ja- panu, gde su kortizol-sekretujući adenomi 10 puta češći od karcinoma nadbubrežnih žlezda i čine 50% od ukupnog broja CS [4]. I italijanska multicentrič- na studija koja je obuhvatila 426 bolesnika sa CS, nalazi veći procenat ACTH nezavisnih formi CS (26,5%) sa takođe dramatično većom učestalošću adenoma nadbubrega kod žena [14]. Poznato je da kod Slovena postoji etnički specifična pove- ćana učastalost deficita 21-hidroksilaze [15]. Moguće ob- jašnjenje je i da velika učestalost incidentaloma nadbubrega koji se danas endokrinološki testiraju, dovodi do toga da se otkriva veći procenat sup- kliničkih i prekliničkih formi CS [16]. Dodatni fak- tor može biti i takozvano preuzimanje usled na vreme nepotvrđene dijagnoze CS. Reč je o moguć- nosti da kao posledica dugotrajne ACTH hiper- stimulacije neki nodusi u nadbubregu mogu postati autonomni, tj. dolazi do tranzicije od MC do različi- tog stepena adrenalne autonomije, što je i opisano u literaturi [17]. Činjenica je i da je 114 bolesnika sa CS tokom deset godina nedovoljan broj da se sa si- gurnošću može govoriti o karakteristikama popula- cije, bez obzira na relativnu retkost ovog oboljenja.
Prema podacima iz literature [4], iz za sada nepoznatih razloga, odnos polova je oko 1:6-8 u ko- rist žena, koji se u približnim okvirima održava i unutar naše populacije. Izuzetak čini podgrupa ek- topične sekrecije ACTH/CRH koja se češće javlja kod muškaraca, što je i u našoj grupi slučaj, ali je potrebno naglasiti da je reč o samo sedam bole- snika. Razlog za mali broj detektovanih slučajeva mogla bi biti činjenica da je ektopična sekrecija najčešće vezana za progresivne malignitete i kratko- trajan tok, uz nedovoljnu opštu edukaciju lekara o krakteristikama te sekrecije. Doprinoseći faktor su svakako i naše insuficijentne mogućnosti u tehnički veoma sofisticiranoj dijagnostici ektopične sekre- cije.
Kontrolna grupa obuhvatila je 53 zdrava gojazna pacijenta. Uloga glukokortikoida u razvoju gojaz- nosti kod CS uglavnom je objašnjena, ali se postav- lja pitanje njihovog uticaja u nastanku gojaznosti
Discussion
The diagnosis of Cushing’s syndrome is a chal- lenging problem in endocrinology. Traditional ap- proaches, as well as new diagnostic tests and pro- cedures, have failed to provide adequate accuracy for diagnosis of Cushing’s syndrome. The optimal test and optimal testing sequence are still a matter of debate. Recent studies of tumor genesis and con- trol of secretion could explain the complexity of di- agnostic procedures. Due to the relative rarity of the disease, many years of experience are required be- fore formal validation of a certain diagnostic appro- ach. This is the reason why most studies, as well as ours, are in the form of retrospective analyses. Our attempt was to optimize diagnostic criteria by ree- valuation of a ten-year experience at our Institute.
The investigated group included 114 patients with CS, 95 females and 19 males. ACTH secreting pituitary adenoma was confirmed in 56.14% of all patients, with female to male ratio 5.4 : 1, and 6.14% were classified as ectopic ACTH/CRH secre- tion with female to male ratio | : 1.33. Cortisol se- creting adrenal adenoma was confirmed in 31.58% with female to male ratio 11 : 1, and adrenal carci- noma in 6.14% of all patients with CS, with female to male ratio 2.5 : 1.
Our study revealed a significantly higher propor- tion of cortisol secreting adenomas, with striking fe- male preponderance in comparison to published data. It might be a population characteristic, like in Japan with incidence of adrenal adenomas approxi- mately 10-fold greater than that of adrenal carcino- mas and 50% greater than that of CS [4]. An Italian multicentric study of 426 patients with CS estab- lished a higher proportion of ACTH-independent forms (26.5%) with high female preponderance for adrenal adenoma [14]. Ethnic specific frequency of nonclassical 21-hydroxylase deficiency is also high among Slavs [15]. It is also possible that higher per- cent of subclinical or preclinical CS are diagnosed due to adrenal incidentaloma testing [16]. There is also a possibility for adrenal autonomy, so called “transition” from ACTH-dependent to ACTH-inde- pendent CS due to long duration of hypercortiso- lemia [17]. Despite the rarity of the disease, eva- luation of 114 patients with CS during ten years is insufficient to establish population characteristics.
According to published studies [4] male to fe- male ratio is 1:6-8, also present in our group of pa- tients. The exception is ectopic secretion of ACTH/ CRH which is more frequent in males, also obser- ved in our group, although we had only 7 patients. A small number of detected cases might be explai- ned by the fact that they are connected to progre- ssive malignances; insufficient professional educa- tion about characteristics of ectopic secretion; and technical incapacity for highly sophisticated dia- gnostics.
nezavisno od CS. Sama gojaznost u praksi često se nameće kao dijagnostički problem u odnosu na hiperkorticizam. Kortizol kod gojaznih je u grani- cama normalnih vrednosti, najčešće i slobodni korti- zol u 24-časovnom urinu uz očuvan cirkadijalni ri- tam, ali je povećana produkcija i metabolički klirens kortizola. Pretpostavlja se da bi prenaglašen odgo- vor kortizola na stres mogao biti faktor rizika za nastanak centripetalne gojaznosti nezavisno od CS [18].
Diferencijalna dijagnoza CS podrazumeva ut- vrđivanje precizne etiologije CS, a dijagnostički postupci preduzimaju se tek kada je nesporno pot- vrđeno postojanje endogenog hiperkorticizma. Op- šte prihvaćeno je da se određivanjem bazalnog ni- voa ACTH odvaja ACTH zavisni od ACTH neza- visnog CS. Određivanjem nivoa ACTH moguća je podela bolesnika sa ČS u tri podgrupe: nizak ba- zalni ACTH kompatibilan sa postojanjem ACTH nezavisnog CS; normalan ili povišen nivo ACTH konzistentan sa ACTH zavisnim CS; i intermedi- jarni nivo ACTH (5-10 pg/ml) koji se nalazi i kod ACTH zavisnog i kod ACTH nezavisnog CS [5]. Neki autori ovu “prelaznu zonu” proširuju na vred- nosti od 5-15pg/ml [19].
Danas se smatra da ACTH-IRMA ima prednost nad RIA metodom kao inicijalna, zbog veoma vi- soke senzitivnosti i specifičnosti pri niskim koncen- tracijama ACTH. Povišen ACTH jednako tačno mere obe metode, ali parcijalnu supresiju ili veoma niske koncentracije meri samo IRMA [20]. Nivo ACTH kod ACTH nezavisnog CS određen IRMA metodom neprekidno je ispod 5pg/ml sa aplatiranim odgovorom na CRH stimulaciju, nasuprot tome AČTH-RIA nivo često nije suprimovan, a može biti i povišen. Multicentrična studija u Italiji [14] po- kazala je da je kod 55% bolesnika sa MC i 17% sa ektopičnom sekrecijom bazalni ACTH bio u grani- cama normalnih vrednosti, čak i niskim do 9 pg/ml. Izmereni ACTH određivan RIA i IRMA metodom pokazao je sličnu distribuciju. Kod bolesnika sa ACTH nezavisnim CS bazalni ACTH bio je detekti- bilan, tj. iznad donje granice senzitivnosti eseja u 58%, a u granicama normalnih vrednosti kod 28% pacijenata sa CS. IRMA je pokazala nešto veću učestalost supnormalnih koncentracija ACTH u od- nosu na RIA metodu. Iako autori ne isključuju mo- gućnost inkopletne supresije pituitarne sekrecije cirkulišućim glukokortikoidima rezultati ove studije su iznenađujući. Nedostatak IRMA metode je njena specifičnost isključivo za intaktni ACTH molekul, te ostaje nemoguća detekcija biološki aktivnih frag- menata ACTH kao što je npr. “big” ACTH. Poznato je da kod tumora sa ektopičnom ACTH sekrecijom postoji neadekvatno proceso- vanje POMC-a, što može dovesti do većeg procenta visokomolekulskog ACTH sa niskom ACTH imunoreaktivnošću.
Izmereni ACTH može biti lažno niži zbog ce- panja molekula, što ima za posledicu visok LPH/ ACTH odnos koji je česta karakteristika ektopičnog ACTH sindroma i može uputiti na dijagnozu [21].
The control group included 53 obese, otherwise healthy persons. It is a common clinical state asso- ciated with many features of hypercorticism, so dif- ferentiation of obesity from glucocorticoid excess may be difficult. Obese people present with normal urinary free cortisol, normal plasma cortisol and preserved circadian rhythm, although metabolic clearance rate and production are increased. It is also suggested that increased response to environ- mental stressors could be a risk factor for abdomi- nal obesity [18].
The diagnosis of CS must be established prior to any procedures for differential diagnosis. Determi- nation of basal ACTH level is the best way to dis- criminate between ACTH-dependent and ACTH- independent CS. Three outcomes are possible: the basal ACTH is low (<5 pg/mL) compatible with an ACTH-independent adrenal source; the ACTH lev- els are normal or elevated (>10 pg/mL) consistent with ACTH-dependent CS, pituitary or ectopic; the levels are intermediate (5-10 or extended to 15 pg/mL), which can occur occasionally in both ACTH-dependent, and ACTH-independent CS [19].
The ACTH/IRMA has many advantages over RIA for initial test, due to high sensitivity and specificity for low ACTH level. Elevation of ACTH can be accurately measured by both techniques, but suppressed or low concentrations of ACTH can be measured by IRMA only [20]. ACTH-IRMA values are consistently less than 5 pg/mL with blunted re- sponse to CRH stimulation in ACTH-independent Cushing’s syndrome. In contrast, ACTH-RIA levels are frequently not suppressed and may be even ele- vated. An Italian multicentric study [14] revealed that 55% of patients with Cushing’s disease and 17% with ectopic secretion exhibited normal levels, with values as low as 9 pg/mL. ACTH concentra- tions, measured by RIA and IRMA presented a si- milar distribution. ACTH levels were detectable in 58% and within a normal range in 28% of patients with ACTH-independent CS. IRMA resulted with higher frequency in subnormal concentrations com- pared to RIA. Results of this study are unexpected, although the possibility of incomplete suppression of pituitary secretion cannot be completely ex- cluded. ACTH-IRMA may fail to detect biologi- cally active fragments, for example “big” ACTH, secreted from nonpituitary tumors. A frequent fea- ture of the ectopic ACTH syndrome due to abnor- mal processing is discrepant LPH/ACTH ratio that is unexpectedly high and might lead to diagnosis [21].
Međutim, određivanje LPH i drugih derivata POMC-a još uvek je u domenu istraživačkih usta- nova. Kod tumora sa ektopičnom sekrecijom ACTH/CRH postoji i mogućnost kosekrecije jednog ili više peptida (kalcitonin, somatostatin, gastrin, PP, VIP, glukagon, B-hCG, a-feto protein, a sub- jedinica, NSE, GHRH, CEA), pa potvrda njihovog prisustva govori u prilog ektopične sekrecije, a ko- risni su markeri za praćenje. Nažalost, naša iskustva o ulozi ovih peptida u dijagnostici su mala usled tehničkih nemogućnosti. Može se određivati i nivo CRH koji je inače nedetektibilan izuzev u pos- lednjem trimestru trudnoće, a njegova koncentracija preko 50 pg/ml govori u prilog ektopične CRH sek- recije [8].
Pri određivanju ACTH za postignutu senzitiv- nost testa od 99,89% broj lažno pozitivnih rezultata je 3%, odnosno specifičnost testa je 97%. Kada se kao diferencijalno-dijagnostička vrednost uzme nivo ACTH od 8 pg/ml, senzitivnost testa je 88,5%, uz broj lažno pozitivnih od 1%, što znači da je speci- fičnost testa 99%. Kada se kao diferencijalno-dija- gnostička vrednost uzme nivo ACTH od 22 pg/ml, senzitivnost testa je 99,3%, uz broj lažno pozitivnih od 2%, što znači da je specifičnost testa 98%. Navedeni podaci pokazuju da se određivanje bazal- nog ACTH pokazalo kao dobar diferencijalno-dija- gnostički test u okviru naše populacije bolesnika sa ČS. Takođe navedeni podací se odnose na RIA me- todologiju, kojom je ACTH određivan kod 92% pacijenata.
Osnovne karakteristike dobrog testa su da je po- zitivan kod obolelih i negativan kod zdravih, čemu odgovaraju termini senzitivnost i specifičnost. Senzitivnost predstavlja procenat pozitivnih rezul- tata kod obolelog dela ispitivane populacije, a speci- fičnost procenat negativnih nalaza u zdravom delu ispitivane populacije [12]. Karakteristike testa zavi- se od ispitivane populacije zbog čega je nužna opreznost pri donošenju zaključaka na osnovu testa koji nije ispitan na populaciji na kojoj se prime- njuje. Odgovor na zadate zahteve daje analiza ROC krive, na kojoj su grafički prikazani senzitivnost i specifičnost, i to na x-osi specifičnost, najčešće u vìdu procenta lažno pozitivnih nalaza (1-specifič- nost), a na y-osi senzitivnost [13]. Kriva idealnog testa uvek ima senzitivnost i specifičnost 100%, stoga je predstavljena linijom paralelnom x-osi, kriva bezvrednog testa zaklapa ugao od 45 sa x- osom, što znači da se kriva realnog testa nalazi u području ograničenom ovim krivama. Najčešći kvantitativni indeks kojim se opisuje ROC kriva je površina pod krivom, odnosno mera efikasnosti testa što znači da idealan test ima najveću površinu 1, najmanju 0,5 bezvredan test, a realan test je iz- među te dve vrednosti. Optimalnu diskriminacionu vrednost testa određuju kliničke potrebe i karakter- istike ispitivane populacije. Prema potrebama testa dovoljno je izračunati senzitivnost ili specifičnost za svaki nivo testa, a zatim odabrati optimalnu vred- nost, što omogućuje analiza ROC krive [22].
Determination of LPH and POMC fragment is not common in clinical practice. Tumors with ec- topic ACTH/CRH secretion may express or cose- crete one or more additional peptides such as calci- tonin, somatostatin, gastrin, PP, VIP, glucagon, hCG-B, a-fetoprotein, a-subunit, NSA, GHRH, CEA. Measurement of these specific peptides may be useful for diagnosis and follow-up. Also, it is possible to determine CRH level, normally unde- tectable, except in last trimester of pregnancy [8]. CRH level above 50pg/mL suggests ectopic secre- tion.
In our group of patients ACTH determination had a test sensitivity of 99.89% and test specificity of 97%. For ACTH cut-off level of 8 pg/ml, test sensitivity was 88.5% with specificity of 99%. For cut off-level of 22 pg/mL test sensitivity was 99.3% with specificity of 98%. Our intermediate zone was from 8-22 pg/mL, and made ACTH determination highly recommended.
The basic characteristic of a reliable test is that it is positive in diseased persons and negative in healthy persons, which implies to terms of sensitiv- ity and specificity. Sensitivity is the percent of posi- tive results in diseased part of examined population, and specificity is the percent of negative results in healthy part of examined population [12]. Test qual- ity depends on evaluated population characteristics, so it is necessary to be cautious when it is applied to different populations. The right choice is ROC curve analysis that shows specificity as percent of false positive results (1-specificity) on x-axis; and sensitivity on y-axis [13]. An ideal test has a sensi- tivity and specificity of 100%, figured as a line par- allel to x-coordinate. A useless test is figured by line angled 45 degrees to x-coordinate, so the real test is somewhere between. Quantitative index for ROC curve is area under the curve as a level of effi- cacy for ideal test is 1, for useless 0.5, the real is be- tween these values. ROC curve shows the entire spectrum of sensitivity/specificity pairs, resulting from continuously varying cut-off points over the entire range of results. Diagnostic accuracy is meas- ured as sensitivity and specificity, depending on threshold cut-off level selected to optimize diagnos- tic criteria [22].
Zaključak
Cushingov sindrom bilo koje etiologije je stanje koje vitalno ugrožava bolesnika značajno povećava- jući morbiditet i mortalitet obolelih. Potrebno je uložiti sve postojeće mogućnosti kako bi di- janostički i diferencijalno-dijagnostički testovi bili što precizniji i time omogućili adekvatnu terapiju. Određivanje nivoa ACTH uz prelaznu zonu od 8 do 22 pg/ml pokazuje senzitivnost i specifičnost testa koja ga svrstava u red pouzdanih testova u diferen- cijalnoj dijagnosti CS.
Conclusion
Cushing’s syndrome is a condition carrying sig- nificant morbidity and mortality. Every effort must be made to confirm the diagnosis accurately, what is necessary for best therapeutic approach. Sensitivity and specificity of basal ACTH level measurement, with intermediate zone from 8-22 pg/mL, makes this test highly recommended for differential diag- nosis of CS.
Literatura
1. Yanovski JA, Cutler GB Jr. Glucocorticoid action and the clinical features of Cushing’s syndrome. Endocrinol Metab Clin North Am 1994; 23: 487-509.
2. Orth DN. Cushing’s syndrome. N Engl J Med 1995;332: 791-803.
3. Newell-Price J, Trainer P, Besser M, Grossman A. The diagnosis and differential diagnosis of Cushing’s syndrome and Pseudo-Cushing’s states. Endocr Rev 1998;19:647-72.
4. Ross NS. Epidemiology of Cushing’s syndrome and sub- clinical disease. Endocrinol Metab Clin North Am 1994:23: 539-46.
5. Meier CA, Biller BMK. Clinical and biochemical evalua- tion of Cushing’s syndrome. Endocrinol Metab Clin North Am 1997:26:741-62.
6. Trainer PJ, Grossman A. The diagnosis and diffrential di- agnosis of Cushing’s syndrome. Clin Endocrinol 1994:34:317- 30.
7. Findling JW, Doppman JL. Biochemical and radiologic diagnosis of Cushing’s syndrome. Endocrinol Metab Clin North Am 1994:23:511-34.
8. Tsigos C, Chrousos GP. Differential diagnosis and man- agement of Cushing’s syndrome. Annu Rev Med 1996;47:443- 61.
9. Boscaro M, Barzon L, Fallo F, Sonino N. Cushing’s syn- drom. The Lancet 2001;357:783-91.
10. Etxabe J, Vazquez JA. Morbidity and mortality in Cush- ing’s disease: an epidemiological approach. Clin Endocrinol 1994;40:479-84.
11. Kraemer HC. Evaluating medical tests. Newbury Park: Sage, 1992.
12. Henderson RA. Assessing test accuracy and its clinical consequences: a primer for receiver operating characteristic curve analysis. Ann Clin Biochem 1993;30:521-39.
Rad je primljen 23. XII 2003
Prihvaćen za štampu 29. XII 2003.
BIBLID.0025-8105:(2004):LVII:7-8:335-342.
13. Hanley JA, McNeil BJ, The meaning and use of teh area under a receiver operating characteristic (ROC) curve. Radiol- ogy 1982; 143:29-36.
14. Invitti C, Pecori Giraldi F, de Martin M, Cavagnini F, et al. Diagnosis and management of Cushing’s syndrome: results of an Italian multicentre study. J Clin Endocrinol Metab 1999; 84:440-8.
15. Speiser PW, Dupont B, Rubinstein P, Piazza A, Kaste- lan A, New MI. High frequency of nonclassical steroid 21-hy- drohylase deficiency. Am J Hum Genet 1985;37:650-67.
16. Terzolo M, Osella G, Ali A, Borretta G, Cesaria F, Pac- cotti P, et al. Subclinical Cushing’s syndrome in adrenal inci- dentaloma. Clin Endocrinol 1998;48:89-97.
17. Hermus AR, Pieters GF, Smals AG, Pesman GJ, Lam- berts SW, Benraad TJ, et al. Transition from pituitary dependent to adrenal dependent Cushing’s syndrome. N Engl J Med 1988; 318:966-71,
18. Smith SR. The endocrinology of obesity. Endocrinol Metab Clin North Am 1996;25:921-42.
19. Papanicolaou DA, Chrousos GP. Cushing’s syndrome. In: Rakel RE, ed. Conn’s Current Therapy. Philadelphia: WB Saunders Co; 1999:631-6.
20. Kertesz G, Boucier B, Cailla H, Jean F. Immunoradi- ometric assay of succinylated corticotropin: an improved me- thod for quantification of ACTH. Clin Chem 1998:44:78-85.
21. Becker M, Aron DC. Ectopic ACTH syndrome and CRH-mediated Cushing’s syndrome. Endocrinol Metab Clin North Am 1994:585-606.
22. Barry HC, Ebell MH. Test characteristics and decision rules. Endocrinol Metab Clin North Am 1997;26:45-65.