Almanac of Clinical MedicineAlmanac of Clinical MedicineАльманах клинической медицины2072-05052587-9294Moscow Regional Research and Clinical Institute (MONIKI)155310.18786/2072-0505-2021-49-041ARTICLESОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИStudy of urine steroid profiles by gas chromatography-mass spectrometry in patients with adrenocortical cancer in the course of treatmentИсследование стероидных профилей мочи методом газовой хромато-масс-спектрометрии у больных адренокортикальным раком в динамике леченияhttps://orcid.org/0000-0002-9352-4035VelikanovaL. I.ВеликановаЛ. И.
Russian Federation

Ludmila I. Velikanova - Doctor of Biol. Sci., Professor, Head of Scientific Laboratory of Chromatography.

41 Kirochnaya ul., Saint Petersburg, 191015.

Tel.: +7 (921) 379 32 95.

Великанова Людмила Иосифовна – доктор биологических наук, профессор, заведующая научно-исследовательской лабораторией хроматографии.

191015, Санкт-Петербург, ул. Кирочная, 41.

Тел.: +7 (921) 379 32 95.

velikanova46@gmail.comhttps://orcid.org/0000-0002-9574-105XVorokhobinaN. V.ВорохобинаН. В.
Russian Federation

Natalia V. Vorokhobina - MD, PhD, Professor, Head of Chair of Endocrinology named after academician V.G. Baranov.

41 Kirochnaya ul., Saint Petersburg, 191015.

Ворохобина Наталья Владимировна – доктор медицинских наук, профессор, заведующая кафедрой эндокринологии им. акад. В.Г. Баранова.

191015, Санкт-Петербург, ул. Кирочная, 41.

https://orcid.org/0000-0001-8292-8504ShafigullinaZ. R.ШафигуллинаЗ. Р.
Russian Federation

Zulfiya R. Shafigullina - MD, PhD, Associate Professor, Chair of Endocrinology named after academician V.G. Baranov.

41 Kirochnaya ul., Saint Petersburg, 191015.

Шафигуллина Зульфия Ривгатовна – кандидат медицинских наук, доцент кафедры эндокринологии им. акад. В.Г. Баранова.

191015, Санкт-Петербург, ул. Кирочная, 41.

https://orcid.org/0000-0002-9066-5190BokhianV. Yu.БохянВ. Ю.
Russian Federation

Vagan Yu. Bokhian - MD, PhD, Head of Surgical Department No. 5 (Endocrine Oncology).

24 Kashirskoe shosse, Moscow, 115478.

Бохян Ваган Юрикович - доктор медицинских наук, заведующий хирургическим отделением № 5 (эндокринной онкологии).

115478, Москва, Каширское шоссе, 23.

https://orcid.org/0000-0002-0493-1166StilidiI. S.СтилидиИ. С.
Russian Federation

Ivan S. Stilidi - MD, PhD, Professor, Member of the Russian Academy of Sciences, Director.

24 Kashirskoe shosse, Moscow, 115478.

Стилиди Иван Сократович – доктор медицинских наук, профессор, академик РАН, директор.

115478, Москва, Каширское шоссе, 23.

https://orcid.org/0000-0002-2812-6911KaluginaV. V.КалугинаВ. В.
Russian Federation

Valentina V. Kalugina - Postgraduate Student, Chair of Endocrinology named after academician V.G. Baranov.

41 Kirochnaya ul., Saint Petersburg, 191015.

Калугина Валентина Викторовна -аспирант кафедры эндокринологии им. акад. В.Г. Баранова.

191015, Санкт-Петербург, ул. Кирочная, 41.

https://orcid.org/0000-0003-0880-0814MalevanayaE. V.МалеванаяЕ. В.
Russian Federation

Ekaterina V. Malevanaya - PhD (in Chem.), Senior Research Fellow, Scientific Laboratory of Chromatography.

41 Kirochnaya ul., Saint Petersburg, 191015.

Малеваная Екатерина Валерьевна - кандидат химических наук, старший научный сотрудник научно-исследовательской лаборатории хроматографии.

191015, Санкт-Петербург, ул. Кирочная, 41.

https://orcid.org/0000-0002-1208-8092StrelnikovaE. G.СтрельниковаЕ. Г.
Russian Federation

Elena G. Strelnikova - PhD (in Chem.), Senior Research Fellow, Scientific Laboratory of Chromatography.

41 Kirochnaya ul., Saint Petersburg, 191015.

Стрельникова Елена Геннадьевна – кандидат химических наук, старший научный сотрудник научно-исследовательской лаборатории хроматографии.

191015, Санкт-Петербург, ул. Кирочная, 41.

https://orcid.org/0000-0002-3898-4127KushlinskiiN. E.КушлинскийН. Е.
Russian Federation

Nikolay E. Kushlinskii - MD, PhD, Professor, Member of Russian Academy of Sciences, Head of Laboratory of Clinical Biochemistry.

24 Kashirskoe shosse, Moscow, 115478.

Кушлинский Николай Евгеньевич – доктор медицинских наук, профессор, академик РАН, заведующий лабораторией клинической биохимии.

115478, Москва, Каширское шоссе, 23.

North-Western State Medical University named after I.I. MechnikovСеверо-Западный государственный медицинский университет имени И.И. Мечникова Минздрава РоссииN.N. Blokhin National Medical Research Center of OncologyНациональный медицинский исследовательский центр онкологии им. Н.Н. Блохина Минздрава России271120214942772840110202101102021Copyright ©; 2021, Velikanova L.I., Vorokhobina N.V., Shafigullina Z.R., Bokhian V.Y., Stilidi I.S., Kalugina V.V., Malevanaya E.V., Strelnikova E.G., Kushlinskii N.E.Copyright ©; 2021, Великанова Л.И., Ворохобина Н.В., Шафигуллина З.Р., Бохян В.Ю., Стилиди И.С., Калугина В.В., Малеваная Е.В., Стрельникова Е.Г., Кушлинский Н.Е.2021Velikanova L.I., Vorokhobina N.V., Shafigullina Z.R., Bokhian V.Y., Stilidi I.S., Kalugina V.V., Malevanaya E.V., Strelnikova E.G., Kushlinskii N.E.Великанова Л.И., Ворохобина Н.В., Шафигуллина З.Р., Бохян В.Ю., Стилиди И.С., Калугина В.В., Малеваная Е.В., Стрельникова Е.Г., Кушлинский Н.Е.https://creativecommons.org/licenses/by/4.0https://almclinmed.ru/jour/article/view/1553

Background: Adrenocortical carcinoma (ACC) is a rare and aggressive disease. There are only few studies evaluating the diagnostic value of gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS) for detection of ACC recurrence after surgery. It is necessary to conduct an in-depth study to search for the most informative markers of the disease relapse.

Aim: To study urine steroid metabolism by GC-MS during treatment to identify early signs of metastatic disease and relapse.

Materials and methods: Thirty nine (39) ACC patients were examined before and after surgery, in the early postoperative period (< 1 year) and late postoperative period (at 2 to 5 years). Ten (10) patients were disease-free at less than 1 year after surgery. Twenty nine (29) patients had metastases in lungs and other organs: 14, within 1 year after surgery, and 15, at 2 to 5 years. The control group included 25 patients with nonfunctioning adrenocortical adenomas (NAA) without malignant characteristics at histological examination. Urine steroid profiles were assessed with a gas chromatograph-mass spectrometer Shimadzu GCMS-QP2020.

Results: As assessed by GC-MS, 16 major ACC biomarkers were found before surgery, including etiocholanolone, dehydroepiandrosterone (DHEA) and its metabolites, pregnanediol, pregnanetriol, 5-ene-pregnenes, and tetrahydro-11-deoxycortisol (THS). Their urine excretion was increased compared to that in the patients with NAA (р < 0.002). A non-classic 5-ene-pregnene, 3β,16,20-pregnenetriol (3β,16,20-dP3), was identified, with its urine excretion of > 500 mcg/day that was typical for ACC patients. After surgery, decreased urinary excretion of THS (р < 0.0001) and 3β,16,20-dP3 (р < 0.0001), increased 3α,16,20-dP3/3β,16,20-dP3 ratio (р = 0.003), compared to those before surgery, were indicative of the absence of any metastases. No difference of urine THS excretion and 3α,16,20-dP3/3e,16,20-dP3 ratio from the corresponding values before surgery (p > 0.05) is a sign of metastatic diseases in the ACC patients at less than 1 year after the surgery, of the disease relapse at 2 to 5 years, and of the disease relapse after chemotherapy. In addition, in the ACC patients with metastatic disease within 1 year after surgery, increased progestogen urine excretion was found. Urine excretion of DHEA and its metabolites in the patients with the disease relapse after chemotherapy was not different from those in the ACC patients before surgery (p > 0.05).

Conclusion: Determination of urine excretion of THS, DHEA and its metabolites, etiocholanolone, 5-ene-pregnenes, 3β,16,20-dP3, and 3α,16,20-dP3/3β,16,20-dP3 ratio by GC-MS is of utmost importance in the monitoring of treatment for ACC and early diagnosis of the disease progression.

Актуальность. Адренокортикальный рак (АКР) - редкое и агрессивное заболевание. Диагностические возможности исследования стероидных профилей мочи методом газовой хромато-масс-спектрометрии (ГХМС) у больных АКР после проведенного оперативного лечения оцениваются в единичных работах. Необходимо проведение углубленного исследования для поиска наиболее информативных маркеров рецидива заболевания.

Цель - изучить метаболизм стероидов мочи методом ГХМС у больных АКР в динамике лечения для выявления ранних признаков развития метастазов и рецидива заболевания.

Материал и методы. Обследовано 39 пациентов с АКР до операции и после проведения хирургического лечения - в раннем послеоперационном (до 1 года) и позднем послеоперационном (через 2-5 лет после операции) периодах. В период до 1 года после операции у 10 больных АКР метастазы отсутствовали. У 29 больных выявлены метастазы в легких и других органах: у 14 - в течение 1 года после операции, у 15 - через 2-5 лет. Группу контроля составили 25 больных с гормонально-неактивной аденомой коры надпочечников без злокачественного потенциала по данным гистологического исследования. Методом ГХМС исследовали стероидные

профили мочи на газовом хромато-масс-спектрометре Shimadzu GCMS-QP2020.

Результаты. Методом ГХМС получены 16 основных биомаркеров АКР в дооперационном периоде: этиохоланолон, дегидроэпиандростерон (DHEA) и его метаболиты, прегнандиол, прегнантриол, 5-епе-прегнены и тетрагидро-11-дезокси-кортизол (THS), экскреция с мочой которых была увеличена в сравнении с показателями больных с гормонально-неактивной аденомой (р < 0,002). Определен неклассический 5-епе-прегнен, 3β,16,20-прегнентриол (3β,16,20-dP3), экскреция с мочой которого более 500 мкг/сут характерна для больных АКР. Снижение экскреции с мочой THS (р < 0,0001) и 3β,16,20-dP3 (р < 0,0001), увеличение соотношения 3α,16,20-dP3/3β,16,20-dP3 (р = 0,003) в сравнении с показателями больных АКР до операции служат признаками отсутствия метастазов после операции. Отсутствие различий экскреции с мочой THS и соотношения 3α,16,20-dP3/3β,16,20-dP3 с соответствующими показателями больных АКР до операции (р > 0,05) служат признаками развития метастазов у больных АКР до 1 года после операции, рецидива заболевания через 2-5 лет после операции и проведения химиотерапии. Кроме этого, у больных АКР с метастазами до 1 года после операции повышена экскреция с мочой прогестагенов, а при рецидиве заболевания после химиотерапии -экскреция с мочой DHEA и его метаболитов, которая не отличалась от показателей больных АКР до оперативного лечения (р > 0,05).

Заключение. Определение методом ГХМС экскреции с мочой THS, DHEA и его метаболитов, этиохоланолона, 5-епе-прегненов, 3β,16,20-dP3 и соотношения 3α,16,20-dP3/3β,16,20-dP3 имеет наибольшее значение в мониторинге лечения АКР и ранней диагностике прогрессирования заболевания.

adrenocortical carcinomapostoperative periodmetastasesgas chromatography-mass spectrometryurine steroid metabolomicsадренокортикальный ракпослеоперационный периодметастазыгазовая хромато-масс-спектрометрияметаболомика стероидов1. Мельниченко ГА, Стилиди ИС, Алексеев БЯ, Горбунова ВА, Бельцевич ДГ, Райхман АО, Кузнецов НС, Жуков НВ, Бохян ВЮ. Федеральные клинические рекомендации по диагностике и лечению адренокортикального рака. Проблемы Эндокринологии. 2014;60(2): 51-67. doi: 10.14341/probl201460251-67.2. Pommier RF, Brennan MF. An eleven-year experience with adrenocortical carcinoma. Surgery. 1992;112(6):963-970; discussion 970-971.3. Stojadinovic A, Ghossein RA, Hoos A, Nissan A, Marshall D, Dudas M, Cordon-Cardo C, Jaques DP, Brennan MF. Adrenocortical carcinoma: clinical, morphologic, and molecular characterization. J Clin Oncol. 2002;20(4):941-950. doi: 10.1200/JCO.2002.20.4.941.4. Fassnacht M, Dekkers OM, Else T, Baudin E, Berruti A, de Krijger R, Haak HR, Mihai R, Assie G, Terzolo M. European Society of Endocrinology Clinical Practice Guidelines on the management of adrenocortical carcinoma in adults, in collaboration with the European Network for the Study of Adrenal Tumors. Eur J Endocrinol. 2018;179(4):G1-G46. doi: 10.1530/EJE-18-0608.5. Cawood TJ, Hunt PJ, O'Shea D, Cole D, Soule S. Recommended evaluation of adrenal incidentalomas is costly, has high false-positive rates and confers a risk of fatal cancer that is similar to the risk of the adrenal lesion becoming malignant; time for a rethink? Eur J Endocrinol. 2009;161(4):513-527. doi: 10.1530/EJE-09-0234.6. Arlt W, Biehl M, Taylor AE, Hahner S, Libe R, Hughes BA, Schneider P, Smith DJ, Stiekema H, Study of urine steroid profiles by gas chromatography-mass spectrometry in patients with adrenocortical cancer in the course of treatment Krone N, Porfiri E, Opocher G, Bertherat J, Mantero F, Allolio B, Terzolo M, Nightingale P, Shackleton CH, Bertagna X, Fassnacht M, Stewart PM. Urine steroid metabolomics as a biomarker tool for detecting malignancy in adrenal tumors. J Clin Endocrinol Metab. 2011;96(12): 3775-3784. doi: 10.1210/jc.2011-1565.7. Kerkhofs TM, Kerstens MN, Kema IP, Willems TP, Haak HR. Diagnostic Value of Urinary Steroid Profiling in the Evaluation of Adrenal Tumors. Horm Cancer. 2015;6(4):168-175. doi: 10.1007/s12672-015-0224-3.8. Velikanova LI, Shafigullina ZR, Lisitsin AA, Vorokhobina NV, Grigoryan K, Kukhianidze EA, Strelnikova EG, Krivokhizhina NS, Krasnov LM, Fedorov EA, Sablin IV, Moskvin AL, Bessonova EA. Different Types of Urinary Steroid Profiling Obtained by High-Performance Liquid Chromatography and Gas Chromatography-Mass Spectrometry in Patients with Adrenocortical Carcinoma. Horm Cancer. 2016;7(5-6):327-335. doi: 10.1007/s12672-016-0267-0.9. Grondal S, Eriksson B, Hagenas L, Werner S, Curstedt T. Steroid profile in urine: a useful tool in the diagnosis and follow up of adrenocortical carcinoma. Acta Endocrinol (Copenh). 1990;122(5):656-663. doi: 10.1530/acta.0.1220656.10. Wangberg B, Khorram-Manesh A, Jansson S, Nilsson B, Nilsson O, Jakobsson CE, Lindstedt S, Oden A, Ahlman H. The long-term survival in adrenocortical carcinoma with active surgical management and use of monitored mitotane. Endocr Relat Cancer. 2010;17(1):265-272. doi: 10.1677/ERC-09-0190.11. Chortis V, Bancos I, Nijman T, Gilligan LC, Taylor AE, Ronchi CL, O'Reilly MW, Schreiner J, Asia M, Riester A, Perotti P, Libe R, Quinkler M, Canu L, Paiva I, Bugalho MJ, Kastelan D, Dennedy MC, Sherlock M, Ambroziak U, Vassiliadi D, Bertherat J, Beuschlein F, Fassnacht M, Deeks JJ, Biehl M, Arlt W. Urine Steroid Metabolomics as a Novel Tool for Detection of Recurrent Adrenocortical Carcinoma. J Clin Endocrinol Metab. 2020;105(3):e307-e318. doi: 10.1210/clinem/dgz141.12. Weiss LM, Medeiros LJ, Vickery AL Jr. Pathologic features of prognostic significance in adrenocortical carcinoma. Am J Surg Pathol. 1989;13(3):202-206. doi: 10.1097/00000478198903000-00004.13. Velikanova LI, Strelnikova EG, Obedkova EV, Krivokhizhina NS, Shafigullina Z, Grigoryan K, Povarov VG, Moskvin AL. Generation of urinary steroid profiles in patients with adrenal incidentaloma using gas chromatography-mass spectrometry. J Anal Chem. 2016;71(7):748-754. doi: 10.1134/S1061934816070169.