Measurement of thyrotropin receptor antibodies (TRAK) with a second generation assay in patients with Graves’ disease

Summary

Aim: The detection of TSH-receptor-antibodies (TRAb) in patients (pts) with Graves’ disease (GD) is routinely used in nuclear medicine laboratories. It is performed by commercial, porcine radioreceptorassays (RRA) measuring TSH binding inhibitory activity. A second generation assay using the human, recombinant TSHreceptor was developed during the last years. The manufacturer composed this new assay as a coated tube RRA (CT RRA) and claimed a higher sensitivity for GD. Methods: TRAb was measured in 207 pts with various thyroid disorders and 205 healthy controls using the new coated tube RRA (Fa. B.R.A.H.M.S. Diagnostica GmbH, Berlin, Germany) as well as a conventional RRA (Fa. Medipan Diagnostica GmbH, Selchow, Germany): 60 pts suffering from GD showing a relapse after antithyroid drug treatment and before radioiodine therapy, 109 pts with disseminated autonomia (DA) and 38 pts suffering from Hashimoto’s thyroiditis. A ROC-analysis was performed to find the optimal decision threshold level for positivity. Results: We found 42/60 TRAbpositive pts with GD in the established RRA (threshold 6 U/L) and 52/60 in the CT RRA, respectively. The sensitivity increased from 70% (RRA) to 86,7% (CT RRA). The CT RRA found 2 false positives (one Hashimoto’s and one healthy control) and the RRA detected 3 Hashimoto’s and 2 healthy controls as false positive. Conclusion: The increased sensitivity of CT RRA for GD provides an advantage compared to conventional RRA, especially in GD-patients relapsing after antithyroid drug treatment. Functional sensitivity and Interassayvariation of CT RRA are very precisely compared to conventional RRA. Handling of the new assay is also improved.

Zusammenfassung

Ziel: Die Bestimmung der TSH-Rezeptorantikörper (TRAK) bei Patienten mit Morbus Basedow ist fester Bestandteil der nuklearmedizinischen In-vitro-Diagnostik. Seit kurzem ist diese Bestimmung mit einem TRAK-Assay möglich, bei dem im Gegensatz zu den herkömmlichen, porcinen Radiorezeptorassays (RRA), rekombinante, humane TSH-Rezeptoren verwendet werden (»coated tube«-Prinzip, CT RRA). Methoden: Insgesamt wurden 207 Patienten mit verschiedenen Schilddrüsenerkrankungen sowie 205 schilddrüsengesunde Personen als Kontrollkollektiv sowohl in einem etablierten RRA (Fa. Medipan Diagnostica GmbH, Selchow) als auch im neuen CT RRA (Fa. B.R.A.H.M.S. Diagnostica GmbH, Berlin) untersucht. 60 Patienten mit Morbus Basedow befanden sich nach erfolgter Thyreostase mit einem Hyperthyreoserezidiv vor einer Radiojodtherapie, 109 Patienten wiesen eine disseminierte Autonomie (DA) auf und bei den restlichen 38 bestand eine Hashimoto-Thyreoiditis. Mittels R0CAnalyse wurden Normbereiche für beide Assays festgelegt und auf ihre diagnostische Brauchbarkeit geprüft. Ergebnis: Während der ältere RRA 42/60 Basedow-Patienten positiv fand, detektierte der CT RRA 52/60 TRAK-positiv. Die Sensitivität stieg somit von 70% auf 86,7% (Spezifität: 99,5% bei beiden Assays). Im Hashimoto- und im Kontrollkollektiv fand der neue CT RRA jeweils eine falsch positive Probe, der ältere hingegen 3, respektive 2 Proben falsch positiv. Schlussfolgerung: Der neue DYNOtest^® TRAK human ist für Morbus-Basedow-Patienten mit rezidivierender Hyperthyreose deutlich sensitiver – bei gleichhoher Spezifität. Die Bestimmung der funktionellen Assaysensitivität und der Interassay-Variation fiel im CT RRA präziser aus als im etablierten RRA. Auch die Handhabung des CT RRA ist einfacher.

Keywords

Graves’ disease - TRAK - human TSH-receptor - coated tube - radioreceptorassay - thyroid autoantibodies

Schlüsselwörter

Morbus Basedow - TRAK - Humaner TSH-Rezeptor - Coated tube - Radiorezeptorassay - Schilddrüsenautoantikörper

• Literatur

• 1 Becker W. Radioiodtherapie des Morbus Basedow. In: Autoimmune Hyperthyreose. Meng W, Pinchera A. (eds). Berlin. Wien: Blackwell Wissenschafts-Verlag; 1998: 41-9.
• 2 Börner AR, Voth E, Wienhard K, Wagner R, Schicha H. F-18-FDG-PET der Schilddrüse bei Morbus Basedow. Nuklearmedizin 1998; 37: 227-33.
• 3 Costagliola S, Alcade L, Ruf J, Vassart G, Ludgate M. Overexpression of the extracellular domain of the TSH receptor in bacteria; production of thyrotropin-binding inhibiting immunoglobulins. J Mol Endocrinol 1994; 13: 11-21.
• 4 Costagliola S, Morgenthaler NG, Hoermann R, Badenhoop K, Struck J, Freitag D, Poertl S, Weglöhner W, Hollidt JM, Quadbeck B, Dumont JE, Schumm-Draeger PM, Bergmann A, Mann K, Vassart G, Usadel KH. Second generation assay for thyrotropin receptor antibodies has superior diagnostic sensitivity for Graves’ disease. J Clin Endocrinol Metab 1999; 84: 90-7.
• 5 Costagliola S, Rodien P, Many MC, Ludgate M, Vassart G. Genetic immunization against the human thyrotropin receptor causes thyroiditis and allows production of monoclonal antibodies recognizing the native receptor. J Immunol 1998; 160: 1458-65.
• 6 De Forteza R, Smith CU, Amin J, McKenzie JM, Zakarija M. Visualization of the thyrotropin receptor on the cell surface by potent autoantibodies. J Clin Endocrinol Metab 1994; 78: 1271-3.
• 7 Dietlein M, Dressler K, Joseph B, Leisner E, Moser E, Reiners C, Rendl J, Schicha H, Schober O. Leitlinien zur Schilddrüsendiagnostik. Nuklearmedizin 1999; 38: 215-8.
• 8 Dietlein M, Moka D, Dederichs B, Hunsche E, Lauterbach KW, Schicha H. Kosten-Effektivitäts-Analyse: Radioiod oder thyreostatische Medikation bei der Primärbehandlung der Immunhyperthyreose. Nuklearmedizin 1999; 38: 7-14.
• 9 Feldt-Rasmussen U, Schleusener H, Carayon P. Meta-analysis evaluation of the impact of thyrotropin receptor antibodies on long-term remission after medical therapy of Graves’ disease. J Clin Endocrinol Metab 1994; 78: 98-102.
• 10 Ilicki A, Gamstedt A, Karlsson FA. Hyperthyroid Graves’ disease without detectable thyrotropin receptor antibodies. J Clin Endocrinol Metab 1992; 74: 1090-4.
• 11 Kakinuma A, Morimoto I, Kuroda T, Fujihira T, Eto S, McLachlan SM, Rapoport B. Comparison of recombinant human thyrotropin receptors versus porcine receptors in the thyrotropin binding inhibition assay for thyrotropin receptor autoantibodies. Thyroid 1999; 9: 849-55.
• 12 Ludgate M, Perret J, Gerard C. Use of recombinant human thyrotropin receptor expressed in mammalian cell lines to assay TSH-R autoantibodies. Mol Cell Endocrinol 1992; 73: 13-8.
• 13 Michelangeli VP, Munro DS, Poon CW, Frauman AG, Colman PG. Measurement of thyroid stimulating immunoglobulins in a new cell line transfected with a functional human TSH receptor (JP09 cells) compared with an assay using FRTL-5 cells. Clin Endocrinol (Oxf) 1994; 40: 645-52.
• 14 Michelangeli V, Poon C, Taft J, Newham H, Topliss D, Colman P. The prognostic value of thyrotropin receptor antibody measurement in the early stages of treatment of Graves’ disease with antithyroid drugs. Thyroid 1998; 8: 119-24.
• 15 Morgenthaler NG, Pampel I, Aust G, Seissler J, Scheerbaum WA. Application of a bioassay with CHO cells for the routine detection of stimulating and blocking autoantibodies to the TSH-receptor. Horm Metab Res 1998; 30: 162-8.
• 16 Nicoloff JT, Spencer CA. The use and misuse of the sensitive thyrotropin assays. J Clin Endocrinol Metab 1990; 71: 553-8.
• 17 Perret J, Ludgate M, Libert F, Vassart G, Dumont J, Parmentier M. Stable expression of the human TSH receptor in CHO cells and characterization of differentially expressing clones. Biochem Biophys Res Commun 1990; 171: 1044-50.
• 18 Pfeilschifter J, Elser H, Haufe S, Ziegler R, Georgi P. Einfluss prätherapeutischer Variablen auf die Wirkung einer standardisierten ^13lJ-Therapie mit 150 Gy beim Morbus Basedow. Nuklearmedizin 1997; 36: 81-6.
• 19 Rapoport B, Greenspan FS, Filetti S, Pepitone M. Clinical experience with a human thyroid cell bioassay for thyroid stimulating immunoglobulin. J Clin Endocrinol Metab 1984; 58: 332-5.
• 20 Reiners C. Radiojodtherapie des M. Basedow und der funktionellen Autonomie: state of the art. In: Therapie der Hyperthyreose. Reinwein D, Weinheim B. (eds). Berlin, New York: Walter de Gruyter; 1994: 117-23.
• 21 Rink T, Holle LH, Schroth HJ, Garth H. Individuelle Verlaufskontrolle der TSH-Rezeptor-Antikörper-Titer zur Einschätzung der Prognose eines M. Basedow. Nuklearmedizin 1998; 37: 90-4.
• 22 Rink T, Wieg C, Schroth HJ, Heiisch A, Bertram U. Frühgeborenenhyperthyreose durch diaplazentar übertragene TSH-Rezeptor-Antikörper der Mutter. Nuklearmedizin 1999; 38: 156-9.
• 23 Sabri O, Schulz G, Zimny M, Schreckenberger M, Zimny D, Wagenknecht G, Kaiser HJ, Dohmen BM, Bares R, Büll U. Bestimmung von Einflussgrößen für den Therapieerfolg der Radioiodtherapie bei Patienten mit Morbus Basedow. Nuklearmedizin 1998; 37: 83-9.
• 24 Schleusener H, Schwander J, Fischer C. et al. Prospective multicentre study on the prediction of relapse after antithyroid drug treatment in patients with Graves’ disease. Acta Endocrinol (Copenh) 1989; 120: 689-701.
• 25 Shewring G, Rees Smith B. An improved radioreceptor assay for TSH receptor antibodies. Clin Endocrinol (Oxf) 1982; 17: 409-14.
• 26 Weetman AP, McGregor AM. Autoimmune thyroid disease: further developments in our understanding. Endocr Rev 1994; 15: 788-830.
• 27 Weigand A, Hinzpeter B, Schicha H. Verschlechterung einer endokrinen Orbitopathie nach Radioiodtherapie bei M. Basedow?. Nuklearmedizin 1998; 37: 234-8.
• 28 Zakarija M, McKenzie JM. The spectrum and significance of autoantibodies reacting with the thyrotropin receptor. Endocrinol Metab Clin North Am 1987; 16: 343-63.
• 29 Zweig MH, Campbell G. Receiver-operating characteristic ROC plots: a fundamental evaluation tool in clinical medicine. Clin Chem 1993; 39: 561-77.