Dissertation

Tierärztliche Hochschule Hannover / Bibliothek – School of Veterinary Medicine Hannover / Library

Stefanie Hoffrogge

Einflussfaktoren auf den Dexamethason-

Suppressionstest beim Hund und möglicher Einsatz

des Cortisol/Dehydroepiandrosteron-Verhältnisses

in der Cushing-Diagnostik

 

NBN-Prüfziffer

urn:nbn:de:gbv:95-109832

title (eng.)

Factors influencing dexamethasone suppression test in dogs and possible use of cortisol/dehydroepiandrosterone ratio in Cushing diagnostics

publication

Hannover, Tierärztliche Hochschule, Dissertation, 2017

text

http://elib.tiho-hannover.de/dissertations/hoffrogges_ss17.pdf

abstract (deutsch)

Aufgrund der unspezifischen Symptomatik stellt die Diagnose eines Hyperadrenokortizimus (HAC) oftmals eine Herausforderung dar. Dies schließt die Tatsache ein, dass der für die Diagnostik herangezogene Low-Dose-Dexamethason-Suppressionstest (LDDST) ein durch diverse Einflüsse sehr störanfälliger Test ist. Ziel dieser Dissertation war es daher, Einflussfaktoren auf den LDDST zu bewerten und als weiteres Hilfsmittel zur Diagnostik eines HAC das Cortisol/Dehydroepiandrosteron (DHEA)-Verhältnis zu evaluieren.     
Der erste Studienteil, welcher zur Vorbereitung der weiteren Versuche diente, befasste sich mit der Dauer der Suppression der Hypothalamus-Hypophysen-Nebennierenachse nach Durchführung des LDDST, d. h. nach intravenöser Applikation von 0,01 mg/kg Dexamethason. Bei zehn klinisch gesunden Hunden wurde zunächst ein LDDST durchgeführt und der Cortisolspiegel im Folgenden nach 24, 48, 72 und 96 Stunden (h) gemessen. Zwei der zehn Hunde wurden aus dem Versuch aufgrund von unphysiologischen Cortisolspiegeln ausgeschlossen. Die restlichen acht Hunde hatten allesamt physiologisch supprimierte Cortisolwerte nach 4 und 8 h. Nach 24 h war das Cortisol bei drei Hunden noch supprimiert. Der Median der 4, 8 und 24 h-Werte war im Vergleich zum basalen Cortisolwert signifikant supprimiert. Nach 48 h war der Cortisolwert noch bei einem der Hunde erniedrigt und nach 72 h waren die Cortisolwerte aller Hunde wieder im Normalbereich.    
Basierend auf den Ergebnissen des ersten Studienteils wurden die Messzeitpunkte des zweiten Studienteils auf Abstände von mindestens drei Tagen festgesetzt. Dieser Studienteil sollte den Einfluss von operativen Eingriffen in Narkose auf das Ergebnis des LDDST bewerten. Dazu wurde im ersten Versuch an fünf gesunden Hunden ein LDDST vor und an Tag 1, 4, 7, 14, und 28 nach einer Zahnsanierung in Allgemeinanästhesie durchgeführt. Im zweiten Versuch wurde ein LDDST bei HAC-verdächtigen Hunden an Tag 2, 7, 14 und 28 nach einer Operation durchgeführt. Die LDDST der gesunden Hunde ergaben an jedem Messtag negative Ergebnisse ohne signifikante Unterschiede zwischen den Basalwerten der einzelnen Tage. Basalwerte, die teilweise unter dem Referenzbereich lagen und sehr niedrige 4 und 8 h-Werte deuten jedoch einen suppressiven Effekt an. Die HAC-verdächtigen Hunde zeigten zum Teil variable Ergebnisse in den LDDST auf. Drei Hunde hatten durchgehend positive Ergebnisse des LDDST (inklusive eines fraglichen Befundes), die anderen zwei zeigten sowohl positive als auch negative Ergebnisse. Es gab keine signifikanten Unterschiede zwischen den einzelnen Testtagen.            
Ebenso besteht aufgrund der niedrigen Spezifität des LDDST die Schwierigkeit bei Hunden mit zusätzlichen anderen Erkrankungen einen HAC zu diagnostizieren. Der letzte Studienteil beschäftigte sich aufgrund der vorangegangenen aufgezeigten diagnostischen Problematik damit, das Steroidhormon DHEA, ein funktioneller Cortisolantagonist, als Hilfmittel in der HAC-Diagnostik zu bewerten. Dazu haben wir bei 8 gesunden, 22 Hunden mit HAC und bei 22 Hunden mit nicht-adrenalen Erkrankungen (NAI) Cortisol und DHEA basal (vor Dexamethason-Applikation) und 4 und 8 h nach Injektion von Dexamethason gemessen und das Cortisol/DHEA-Verhältnis und für alle drei Messgrößen die Höhe der Suppression (als verbliebender Prozentsatz vom Basalwert) berechnet. Zusätzlich wurde Cortisol und DHEA in basalen Blutproben von weiteren 50 gesunden Hunden gemessen. Das Cortisol/DHEA-Verhältnis nach 8 h im Vergleich zum Basalwert ergab keine Veränderungen bei Hunden mit HAC, wohingegen es bei gesunden Hunden und Hunden mit NAI signifikant erniedrigt war. Cortisol war nach 8 h in allen drei Gruppen (gesund, HAC, NAI) signifikant niedriger als der Basalwert. Im Vergleich der Höhe der Suppression des Cortisol/DHEA-Verhältnisses und der Cortisolkonzentration in Hunden mit HAC, war die Suppression signifikant niedriger bei dem Verhältnis. Bei gesunden Hunden und Hunden mit NAI gab es keine Unterschiede zwischen der Cortisolsuppression und der Suppression des Cortisol/DHEA-Verhältnisses. Dementsprechend zeigte dieser Studienteil, dass das Cortisol/DHEA-Verhältnis ein nützliches Hilfsmittel für die Unterscheidung von Hunden mit HAC und NAI sein kann. Aufgrund von großen Überschneidungen, was die Höhe der Suppression von Hunden mit HAC und NAI betrifft, ist die klinische Relevanz jedoch limitiert (ebenso hinblickend auf die zusätzlichen Kosten und den Aufwand). Dieser Studienteil zeigt zudem die Wichtigkeit des vorherigen Ausschlusses anderer Erkrankungen, bevor ein LDDST bei Hunden mit Verdacht auf HAC durchgeführt wird.

Die Dissertation schließt die Fallbeschreibung eines Hundes mit klinischen Anzeichen und Befunden eines HAC ein. Ein LDDST ergab jedoch ein negatives Ergebnis. Auch die Wiederholung des LDDST und ein Stimulationstest mit Adrenocorticotropem Hormon (ACTH) ergaben keinen Verdacht auf HAC. Daraufhin wurden die Steroidvorläuferhormone und -nebenprodukte Progesteron, Östrogene und Testosteron bestimmt und mit ACTH stimuliert. Die Basalwerte der aufgeführten Hormone waren erhöht und Progesteron zudem stimulierbar. Es wurde die Diagnose eines atypischen Hyperadrenokortizismus (AHAC) gestellt und der Hund unter Trilostan-Therapie gestellt, unter welcher sich seine klinische Symptomatik deutlich besserte.

Die Ergebnisse dieser Dissertation sind folglich:

1. Die Cortisolsuppression nach LDDST entsprechend des Standardprotokolls kann individuell bis mindestens 48 h anhalten und eine Testwiederholung wird erst nach frühestens drei Tagen angeraten.

2. Ein Einfluss eines operativen Eingriffs auf das Ergebnis eines LDDST kann trotz verschiedener Limitierungen des Studienteils bis 28 Tage nach Eingriff nicht ausgeschlossen werden.          

3. Das Cortisol/DHEA-Verhältnis stellt ein nützliches Hilfsmittel in der HAC-Diagnostik dar. Jedoch ist die klinische Relevanz aufgrund der zusätzlichen Kosten und des Aufwandes verhältnismäßig eher beschränkt und NAI sollten bei HAC-verdächtigen Hunden ausgeschlossen werden bevor ein LDDST durchgeführt wird.       
4. Der Fallbericht des Hundes mit AHAC verdeutlicht eine weitere Problematik der HAC-Diagnostik, wenn die klinische Symptomatik für einen HAC spricht, die durchgeführten Hormontests jedoch negative Ergebnisse aufzeigen.

abstract (englisch)

Due to unspecific symptoms, the diagnosis of hyperadrenocorticism (HAC) is often a challenge. This includes the fact that the low-dose dexamethasone suppression test (LDDST) which is used for diagnostics, is a test that is very susceptible to interference by various influences. Therefore it was the aim of this dissertation to evaluate factors influencing the LDDST and also to assess the cortisol/dehydroepiandrosterone (DHEA)-ratio as an additional diagnostical tool for HAC.      
The first part of the study which served to prepare further trials, dealt with the duration of suppression of the hypothalamic-pituitary-adrenal axis after a LDDST, i.e., after intravenous administration of 0.01 mg/kg dexamethasone. First in ten clinically healthy dogs, a LDDST was performed and in the following the cortisol level was measured after 24, 48, 72 and 96 hours (h). Two of the ten dogs were excluded from the trial due to unphysiological cortisol levels. The remaining eight dogs all had physiologically suppressed cortisol levels after 4 and 8 h. After 24 h, the cortisol was still suppressed in three dogs. The median of the 4, 8 and 24 h values ​​was significantly suppressed compared to the basal cortisol value. After 48 h, the cortisol value was still lower in one of the dogs and after 72 h the cortisol values ​​of all dogs were within normal range again.   
According to the results of the first part of the study, the measurement intervals of the second part of the study were determined to at least three days. In this part of the study the influence of surgical interventions in narcosis on the outcome of the LDDST should be evaluated. For this purpose in the first trial a LDDST was performed before and on day 1, 4, 7, 14, and 28 after a dental restoration in general anesthesia on five healthy dogs. In the second trial, a LDDST was performed on day 2, 7, 14 and 28 after surgery on dogs suspected of HAC.
The LDDST of the healthy dogs showed negative results on each day with no significant differences between days. However, basal values which were partly below the reference range, and very low 4 and 8 h values indicate a suppressive effect. The dogs suspected of HAC partly showed variable results in the LDDST. Three dogs consistently had positive results in the LDDST (including a questionable result), the other two dogs showed positive as well as negative results. There were no significant differences between test days.          
Furthermore, due to the low specificity of the LDDST, it might be problematic to diagnose HAC in dogs with additional other diseases. The last part of the study dealt with assessing the steroid hormone DHEA which is a functional antagonist of cortisol, as a further tool for diagnosing HAC because of the formerly shown diagnostic problems. Therefore we measured cortisol and DHEA in 8 healthy, 22 dogs with HAC and 22 dogs with non-adrenal illnesses (NAI) at baseline (prior to dexamethasone application) and at 4 and 8 h after injection of dexamethasone and calculated the cortisol/DHEA-ratio and the degree of suppression (residual percentage of baseline value) for all three measurement categories. Additionally cortisol and DHEA was measured in baseline blood samples of another 50 healthy dogs. The cortisol/DHEA-ratio did not change in dogs with HAC at 8 h compared to baseline values, but it decreased significantly in healthy dogs and dogs with NAI. Cortisol was significantly lower at 8 h than at basline in all three groups (healthy, HAC, NAI). Comparing the degree of suppression of the cortisol/DHEA-ratio and cortisol concentration in HAC dogs, it was significantly lower in the ratio but no difference was shown between cortisol suppression and suppression of the cortisol/DHEA-ratio in healthy dogs or in NAI dogs. Thus, this part of the study showed that the cortisol/DHEA-ratio could be a useful additional tool in differentiating dogs with HAC and dogs with NAI. However, because of wide overlaps of the degree of suppression of the ratio between HAC dogs and NAI dogs, the clinical relevance is relatively limited (as well as due to additional costs and efforts). This study part also showed the importance excluding other diseases before performing a LDDST in dogs suspected of HAC.
The dissertation includes the case report of a dog with clinical signs and findings of a HAC. However, a LDDST showed a negative result. Also the repetition of the LDDST and a stimulation test with adrenocorticotropic hormone (ACTH) revealed no suspicion of HAC. Subsequently, the steroid precursor hormones and steroid by-products progesterone, estrogens and testosterone were determined and stimulated with ACTH. The basal values of the listed hormones ​​were increased and progesterone was also stimulable. The diagnosis of atypical hyperadrenocorticism (AHAC) was made and the dog was put under medication with trilostane, under which his clinical symptoms significantly improved. This case illustrates another difficuty of the diagnosis of HAC.

Hence, the results of this dissertation are:    
1. LDDST suppression of cortisol according to the standard protocol can individually last for at least 48 h and a repeat of the test is recommended after three days at the earliest.           
2. Despite various limitations of this part of the study, an influence of a surgical intervention on the results of a LDDST can not be excluded for up to 28 days after surgery.       
3. The cortisol / DHEA ratio is a useful tool in HAC diagnostics. However, clinical relevance is relatively limited due to the additional costs and efforts and NAI should be ruled out in dogs suspicius for HAC before performing a LDDST.         
4. The case report of the dog with AHAC illustrates another problem of HAC diagnostics, when the clinical symptoms speak for HAC, but the results of the hormone tests show negative results.

keywords

Cushing, Dexamethason-Suppressionstest, Hund, Cushing, dexamethasone suppression test, dog

kb

721