Accuratezza delle metanefrine libere urinarie dosate in cromatografia liquida accoppiata a spettrometria di massa (LC-MS/MS) nella diagnosi di feocromocitoma e paraganglioma

BACKGROUND. Plasma or urinary fractionated metanephrines are the cornerstone for the diagnosis of pheochromocytoma and paraganglioma (PPGL). However, these diagnostic tests present a significant number of false positives (20%), partly due to the lack of properly determined reference values (using an appropriate sample that accounts for sex differences). Moreover, free metabolites should specifically reflect only the metabolic activity of sympathetic PPGLs and therefore be more accurate than total analytes. OBJECTIVES. This study aims to define the reference intervals of free, deconjugated, and total urinary metanephrines and plasma metanephrines, and to evaluate their diagnostic accuracy for the diagnosis of PPGLs. PATIENTS AND METHODS. Patients who underwent urinary total metanephrine testing at the Baldi and Riberi laboratory of the A.O.U. Città della Salute e della Scienza di Torino from 08/2020 to 01/2025 were included. On the same samples, free metanephrines were subsequently measured within a time frame compatible with proper sample preservation using liquid chromatography with tandem mass spectrometry (LC-MS/MS). For each sample, demographic data were collected, along with any metanephrine measurements performed on the plasma component. In all cases, clinical/diagnostic information was obtained thanks to the work of the Endocrinology departments of the A.O.U. Città della Salute e della Scienza di Torino. RESULTS. A total of 3188 patients with urinary total metanephrine measurements were considered, and the same free analytes were measured on the same samples. A subset of these patients (N=1658) had also undergone plasma metabolite testing. From the total sample set, patients with repeated measurements were first excluded, and subsequently, only patients followed at the A.O.U. Città della Salute e della Scienza di Torino were considered. Therefore, the study included a total of 832 patients, 642 of whom had also undergone plasma metanephrine testing. A total of 35 PPGL cases were diagnosed, 24 of which were PPGLs, and 797 patients were not affected by chromaffin neoplasia. Reference intervals were calculated for the five diagnostic tests: 1) 24-hour urinary free metanephrines, 2) Spot urinary free metanephrines, 3) 24-hour urinary deconjugated metanephrines 4) 24-hour urinary total metanephrines, and 5) Plasma free metanephrines. The obtained values were differentiated by the general population, female sex, and male sex, categorized into three interpercentile ranges (90%-95%-99%). The accuracy of the methods used for PPGL diagnosis was assessed by analyzing the ROC curves of logistic regression models, which included normetanephrine, metanephrine, and 3-methoxytyramine corrected for age at the time of testing. The diagnostic accuracy was consistently high: urinary free metabolites (AUC 0.929), urinary deconjugated metabolites (AUC 0.942), 24-hour urinary total metabolites (AUC 0.943), and plasma metabolites (AUC 0.897) demonstrated optimal results, with no statistically significant differences in diagnostic capability. However, the performance of spot urinary free metanephrines was also very high but slightly lower than the other metabolites (AUC 0.895, p=0.052). CONCLUSIONS. In this study, reference values were defined for 24-hour free metanephrines, spot urine free metanephrines, total urinary, deconjugated, and plasma metanephrines. The accuracy of these methods in the diagnosis of PPGLs was found to be optimal and comparable, except for spot urine free metanephrines, which showed significantly lower accuracy. In particular, 24-hour free metanephrines demonstrated excellent accuracy for the diagnosis of PPGLs, allowing a reduction in dosage costs compared to other urinary matrix methods.

BACKGROUND: Le metanefrine frazionate plasmatiche o urinarie sono l’elemento cardine per la diagnosi di feocromocitoma e paraganglioma (PPGL). Questi test diagnostici presentano un numero significativo di falsi positivi (20%), anche a causa della mancanza di valori di riferimento adeguatamente determinati su campioni corretti e differenziati per sesso. Inoltre i metaboliti liberi dovrebbero riflettere in modo più specifico l’attività metabolica dei PPGL simpatici (PPGLs), risultando potenzialmente più accurati rispetto agli analiti totali. OBIETTIVI: Questo studio si propone di determinare gli intervalli di riferimento delle metanefrine urinarie libere, deconiugate e totali, e delle metanefrine plasmatiche, e di valutarne l’accuratezza diagnostica nella diagnosi di PPGLs. PAZIENTI E METODI: Sono stati inclusi pazienti sottoposti al dosaggio delle metanefrine totali urinarie presso il laboratorio Baldi e Riberi dell’A.O.U. Città della Salute e della Scienza di Torino tra 08/2020 e 01/2025. Sugli stessi campioni sono state successivamente misurate le metanefrine libere mediante cromatografia liquida con spettrometria di massa tandem (LC-MS/MS), nel rispetto dei tempi di conservazione adeguati. Per ogni paziente sono stati raccolti dati anagrafici, eventuali dosaggi plasmatici e informazioni clinico-diagnostiche grazie alla collaborazione con i reparti di Endocrinologia dell’A.O.U. RISULTATI: Lo studio ha considerato 3188 pazienti con dosaggi di metanefrine totali urinarie, sui cui campioni sono stati successivamente misurati gli stessi analiti liberi. Tra questi, 1658 pazienti avevano anche eseguito il dosaggio dei metaboliti plasmatici. Dopo l’esclusione dei campioni ripetuti e la selezione di pazienti seguiti presso l’A.O.U. Città della Salute e della Scienza di Torino, il campione finale dello studio è stato di 832 pazienti, di cui 642 con dosaggi plasmatici. In totale, sono stati diagnosticati 35 PPGL, di cui 24 PPGLs, mentre 797 pazienti non presentavano neoplasie cromaffini. Sono stati calcolati gli intervalli di riferimento per cinque test diagnostici: 1) metanefrine libere urinarie delle 24 ore, 2) metanefrine libere urinarie spot, 3) metanefrine deconiugate urinarie delle 24 ore, 4) metanefrine totali urinarie delle 24 ore e 5) metanefrine libere plasmatiche. I valori ottenuti sono stati differenziati per popolazione generale, sesso femminile e maschile, e distinti in tre fasce interpercentili (90%-95%-99%). L’accuratezza diagnostica delle metodiche è stata valutata attraverso l’analisi delle curve ROC dei modelli di regressione logistica, considerando normetanefrina, metanefrina e metossitiramina corrette per età. I risultati hanno mostrato un’elevata accuratezza diagnostica per i metaboliti urinari liberi (AUC 0.929), deconiugati (AUC 0.942), totali delle 24 ore (AUC 0.943) e plasmatici (AUC 0.897). Le metanefrine libere su urine spot, pur mostrando una performance elevata, hanno registrato un’accuratezza inferiore rispetto agli altri test (AUC 0.895, p=0.052). CONCLUSIONI: In questo studio sono stati definiti i valori di riferimento per le metanefrine libere delle 24 ore, su urine spot, e per le metanefrine urinarie totali, deconiugate e plasmatiche. L’accuratezza di queste metodiche nella diagnosi di PPGLs è risultata ottimale e comparabile, eccetto per le metanefrine libere urinarie spot, che hanno mostrato un’accuratezza significativamente inferiore. In particolare, le metanefrine libere delle 24 ore hanno dimostrato un’eccellente accuratezza diagnostica per i PPGLs, consentendo anche una riduzione dei costi di dosaggio rispetto ad altre metodiche basate su matrice urinaria.