Growth hormone assays and dynamic tests in the diagnosis of acromegaly and GH deficiency in adults

Show full item record



Permalink

http://urn.fi/URN:ISBN:978-951-51-7273-0
Title: Growth hormone assays and dynamic tests in the diagnosis of acromegaly and GH deficiency in adults
Author: Markkanen, Helene
Contributor: University of Helsinki, Faculty of Medicine
Doctoral Program in Clinical Research
Publisher: Helsingin yliopisto
Date: 2021-06-04
Language: en
URI: http://urn.fi/URN:ISBN:978-951-51-7273-0
http://hdl.handle.net/10138/330187
Thesis level: Doctoral dissertation (article-based)
Abstract: The measurement of serum growth hormone (GH) is the cornerstone of the diagnosis and management of GH-related disorders, acromegaly, and GH deficiency (GHD). GH secretion from the anterior pituitary gland is pulsatile and influenced by several factors (e.g. exercise, stress, glucose). Therefore, the GH result of a single blood sample is not diagnostic. Thus, the diagnosis is based on the suppression and stimulation tests of pituitary GH secretion. GH measurement is challenging due to the heterogenous structure and binding proteins of GH. The first assays for GH were based on radioimmunoassay (RIA) using polyclonal antibodies. The old International Standard (IS) reference preparations for GH assay calibration were of pituitary origin and contained a pooled cadaver-derived mixture of GH isoforms. During the 1990s, a significant methodological change in serum GH assays occurred, when RIAs were gradually replaced by more specific sandwich assays with monoclonal antibodies and highly sensitive labels. The use of monoclonal antibodies and IS preparations containing different GH isoforms caused significant between-assay and between-laboratory variation of GH levels. During the 1990s, the standard of recombinant 22-kDa GH became available. At the beginning of the 2000s, the WHO IS 98/574 (22 kDa) was established. During the last 10 years, GH immunoassay manufacturers have adopted this new standard for calibration of GH assays. Together with monoclonal antibodies, this has resulted in a significant reduction of GH concentrations obtained by recent GH assays. The aim of this study was to evaluate the interlaboratory variation of different GH assays used in Finland between 1998 to 2003 on the basis of an external quality assessment round of GH. Moreover, we wanted to compare the clinical use of two automated GH assays, AutoDELFIA and Immulite 2000 assays (calibrated against the same standard), with old polyclonal RIA with older standardization. The utility of consensus cut-offs of the oral glucose tolerance test (OGTT) and insulin tolerance test (ITT) in clinical practice was also studied by using those two automated assays. At the beginning of this study, the clinical use of a new GHRH+ARG test was assessed in control subjects and GHD patients by using the AutoDELFIA GH assay. Later, the cut-offs for the GHRH+ARG test were evaluated by using the Immulite 2000 XPi GH assay, which is calibrated against the current WHO IS 98/574. Our results showed that the international cut-off values for GH in consensus statements and guidelines cannot be directly adopted in diagnostic use without a clinical validation of the particular GH assay in use. We also showed that male control subjects in the OGTT and GHRH+ARG test had significantly lower GH values than women, suggesting that gender-specific cut-offs are needed. In our study, the ITT was an unreliable test for GHD. Almost half of apparently healthy adults have peak GH values <3 μg/L, which is the cut-off for GHD recommended in the consensus statement of 2011. Our present Immulite 2000 XPi assay yielded sufficiently similar GH results as the former AutoDELFIA assay. Thus, awareness of the differences between GH assays is important. It is crucial to use the same GH assay in the follow up of each patient with acromegaly or GHD.Kasvuhormoni (GH) eli somatotropiini erittyy aivolisäkkeestä sykäyksittäin ja sen eritykseen vaikuttavat useat eri tekijät, kuten mm. stressi, liikunta ja veren glukoosipitoisuuden vaihtelu. Suurentunut arvo aikuisella ei välttämättä merkitse liikatuotantoa (akromegalia) eikä pieni arvo kasvuhormonin puutetta. Diagnoosin varmistaminen perustuu jarrutus- ja stimulaatiokokeisiin. Kasvuhormonin määrittäminen on haasteellista, koska kasvuhormonipolypeptidi esiintyy verenkier-rossa useissa eri muodoissa (päämuodot 22 kDa ja 20 kDa GH) ja se sitoutuu kahteen sitojaproteiiniin. Ensimmäiset kasvuhormonin immunomenetelmät perustuivat 1960-luvulla radioimmunologiseen määritysmenetelmään (RIA), jossa käytettiin polyklonaalisia vasta-aineita. Menetelmissä käytetyt referenssipreparaatit sisälsivät kasvuhormonin eri muotoja. 1990-luvulta lähtien siirryttiin vähitellen immunometrisiin menetelmiin (kaksi vasta-ainetta) ja monoklonaalisiin vasta-aineisiin. Nämä muutokset lisäsivät menetelmien välisiä tulostasoeroja ja siten vaikeuttivat diagnostiikkaa. Vuonna 1998 käynnistettiin Labquality Oy:n kanssa ulkoinen laadunarviointikierros kasvuhormonille. Seuranta-aikana v. 1998-2003 käytössä olleiden kasvuhormonimenetelmien määrä väheni, siirryttiin immunometrisiin menetelmiin ja menetelmiin tuli käyttöön sama referenssipreparaatti. Radioimmunologiset menetelmät antoivat korkeampaa tulostasoa kuin immunometriset, mutta myös immunometristen menetelmien välillä oli tasoeroja. Kymmenen viimeisen vuoden aikana menetelmävalmistajat ovat ottaneet käyttöön rekombinanttitekniikalla valmistetun 22 kDa GH:n referenssipreparaatin (nykyisin WHO IS 98/574). Tutkimme kasvuhormonin liikatuotannon diagnostiikassa käytetyn oraalisen sokerirasituskokeen ja vajaatuotannon diagnostiikassa käytettyjen insuliinihypoglykemiakokeen ja 1990-luvulla käyttöön otetun kasvuhormonin vapauttajahormoni+arginiini-kokeen (GHRH+ARG) päätösrajoja terveillä verrokeilla ja potilailla. Kaikki näytteet analysoitiin kahdella immunometrisella menetelmällä (AutoDELFIA GH ja Immulite 2000 GH). GHRH+ARG-kokeen näytteet analysoitiin sekä AutoDELFIA:lla että Immulite 2000 XPi (IS 98/574):lla. Sokerirasituskokeessa ja GHRH+ARG -kokeessa miehet saivat merkittävästi matalampia kasvuhormo-nipitoisuuksia kuin naiset. Tutkimuksen perusteella sokerirasituskokeessa tulisi käyttää menetelmä- ja sukupuolikohtaisia päätösrajoja. Vastaavanlaisia tuloksia on julkaistu tämän tutkimuksen jälkeen. GHRH+ARG-kokeen päätösrajoissa huomioidaan painoindeksi. Tulostemme perusteella päätösrajoissa tulisi ottaa huomioon myös sukupuoli. Kasvuhormoni-puutteen diagnostiikassa käytetty insuliinihypoglykemiakoe osoittautui epäluotettavaksi: usea terveistä verrokeista sai pitoisuuden, mikä kansainvälisen suosituksen ja kirjallisuuden mukaan viittaisi kasvuhormonin vajeeseen. Tulostemme ja myös kansainvälisten suositusten perusteella menetelmien välisten tulostasoerojen takia potilaan hoidon seurannassa tulee käyttää samaa kasvuhormonimenetelmää. Tutkimuksemme osoitti, ettei kansainvälisten suositusten päätösrajoja voi ottaa käyttöön ilman niiden kliinistä validointia käytössä olevalla kasvuhormonimenetelmällä.
Subject: lääketiede
Rights: This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.


Files in this item

Total number of downloads: Loading...

Files Size Format View
markkanen_helene_dissertation_2021.pdf 746.0Kb PDF View/Open

This item appears in the following Collection(s)

Show full item record