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Use of Copeptin Measurement after Arginine Stimulation for the Differential Diagnosis of Diabetes Insipidus

English title Use of Copeptin Measurement after Arginine Stimulation for the Differential Diagnosis of Diabetes Insipidus
Applicant Christ-Crain Mirjam
Number 182753
Funding scheme Project funding (Div. I-III)
Research institution Abteilung Endokrinologie, Diabetologie und Metabolismus Universitätsspital Basel
Institution of higher education University of Basel - BS
Main discipline Clinical Endocrinology
Start/End 01.10.2018 - 30.09.2022
Approved amount 904'000.00
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Keywords (1)

diabetes insipidus, polyuria polydipsia syndrome

Lay Summary (German)

Lead
Arginininfusion plus Copeptinmessung als neuer Test in der Differentialdiagnose des Polyurie Polydipsie Syndroms
Lay summary

Das Polyurie-Polydipsie Syndrom umfasst verschiedene Krankheitsbilder, darunter die primäre Polydipsie, den zentralen Diabetes insipidus sowie den nephrogenen Diabetes insipidus. Eine Unterscheidung der verschiedenen Ätiologien ist wichtig, da eine falsche Behandlung zu schwerwiegenden Komplikationen führen kann.
Bisher war der Standardtest zur Abklärung der indirekte Durstversuch. Dabei wird die renale Wirkung des antidiuretischen Hormons AVP mittels 16 stündiger Durstphase auf die Urin-Konzentration evaluiert. Der Test ist für die Patienten jedoch sehr belastend und die Beurteilung ist auf Grund der stark überlappenden Ergebnisse oft irreführend. Entsprechend zeigte sich eine tiefe diagnostische Genauigkeit von nur 70%. Versuche, die diagnostische Genauigkeit mittels direkter Messung des zirkulierenden AVPs zu verbessern scheiterten auf Grund signifikanter prä-analytischer und technischer Limitationen der AVP-Messung.

Im Gegensatz dazu konnten mehrere Studien zeigen, dass die Bestimmung von Copeptin (ein stabiler und schnell bestimmbarer Surrogate-Marker für AVP) in der Differentialdiagnose hilfreich ist.  In einer prospektiven internationalen Multicenter-Studie konnten wirzeigen, dass die Messung des Plasma Copeptins nach Stimulation mit hypertoner NaCl-Lösung dem klassischen Durstversuch deutlich überlegen ist und entsprechend als Standardtest zur Abklärung eingesetzt werden sollte. Trotz der deutlichen Verbesserung der Testgenauigkeit kann der hypertone NaCl-Infusionstest aber auf Grund der notwendigen Anhebung des Natrium-Spiegels belastend sein und benötigt konstante Überwachung. Ein einfacherer Test wäre wünschenswert.
Mittels Infusion von Arginin können verschiedene Hormone des vorderen Hypophysenlappens wie das Wachstumshormon stimuliert werden. Eigene Daten haben gezeigt, dass Arginine auch ein potenter Stimulus des hinteren Hypophysenlappens ist. Copeptin nach Arginine Infusion konnte Patienten mit einem zentralen Diabetes insipidus von Patienten mit primärer Polydipsie mittels hoher diagnostischer Genauigkeit unterscheiden. Die Arginin-Infusion ist gut verträglich, benötigt keine Blutgasanalysen und liegt mit einer Testdauer von 1.5 Stunden unter der Testzeit des hypertonen NaCl-Infusionstests.
Angesichts der erhobenen Daten wäre auf Grund der Verträglichkeit und Durchführbarkeit der Arginin-Infusionstest dem hypertonen NaCl-Infusionstest als diagnostischer Standard-Test in der Abklärung von Patienten mit PPS vorzuziehen. Entsprechend ist das Ziel dieser Studie der direkte Vergleich der diagnostischen Genauigkeit des Arginin-Infusionstests mit dem hypertonen NaCl-Infusionstest. Unsere Hypothese ist, dass der Arginin-Infusionstest dem hypertonen NaCl-Infusionstest in der diagnostischen Genauigkeit nicht unterlegen ist und somit als Standard-Test in der Abklärung von Patienten mit PPS eingesetzt werden kann.

Direct link to Lay Summary Last update: 28.09.2018

Responsible applicant and co-applicants

Employees

Associated projects

Number Title Start Funding scheme
162608 Improving Diagnosis and Treatment of Polyuria Polydipsia syndrome 01.10.2015 Project funding (special)
162608 Improving Diagnosis and Treatment of Polyuria Polydipsia syndrome 01.10.2015 Project funding (special)

Abstract

Background: A variety of diseases clinically present as polyuria polydipsia syndrome, i.e. central diabetes insipidus, nephrogenic diabetes insipidus and primary polydipsia. Careful differentiation of the underlying disorders is mandatory as treatment strategies vary substantially. For decades, the “gold-standard” was the water deprivation test with indirect assessment of vasopressin activity by measurement of the maximally reached urine osmolality during a prolonged dehydration period. However, this test was not satisfactory and often resulted in false diagnosis with a diagnostic accuracy of only 70%. We have recently shown that a new test using copeptin levels after hypertonic saline infusion has a better diagnostic accuracy of 96.5%. However, hypertonic saline infusion needs permanent surveillance especially due to the risk of rapid sodium increase >150mmol/L but also due to side effects like thirst, headache and malaise in the majority of patients. Results of our proof of concept study using arginine stimulation in the same patient population showed promising results with a diagnostic accuracy of 94% with good tolerability and a short test duration of only 1.5 hours. Its use as diagnostic test in polyuria polydipsia patients would therefore have clear advantages. Aim: To compare the diagnostic accuracy between copeptin measurement after arginine stimulation and the current best test which is copeptin measurement after hypertonic saline infusion in the differential diagnosis of diabetes insipidus. Hypothesis: The discrimination ability between central diabetes insipidus and primary polydipsia of the arginine stimulation test with copeptin measurement is not inferior to the hypertonic saline infusion test plus copeptin measurement. Design: Prospective randomized international multicenter diagnostic study. Patient population: Consecutive patients with polyuria polydipsia syndrome admitted for diagnostic evaluation. Sample size considerations: 124 patients with polyuria polydipsia syndrome will ensure a power of 90% to detect a positive difference of 10% from the inferiority boundary for the arginine stimulation test as significant deviation from the null-hypothesis. Assuming an 8% dropout rate (based on CODDI study) we will include 135 patients. Collaborators and setting: Endocrine Units of 3 University hospital centers in Germany, 1 endocrine Unit of a University hospital in Brazil (Universidade Federal de Minas Gerais, Brasil) and 6 centers in Switzerland (Basel, Aarau, Bern, Zürich, Lucerne, St.Gallen). The Clinical Trial Unit of the University of Basel will provide logistic and statistical support for the study.Significance, feasibility and outlook: The availability of a reliable, simple and safe diagnostic test method like arginine stimulation with copeptin measurement would significantly contribute to an important simplification of the previously cumbersome or potentially hazardous test methods of polyuria polydipsia, for patients and physicians alike.
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