Long-term outcome after bilateral adrenalectomy in Cushing's disease with focus on Nelson's syndrome

ABSTRACT Objective We analyzed the clinical, biochemical, and imaging findings of adrenalectomized patients with Cushing's disease (CD) in order to compare the characteristics of those who developed Nelson's syndrome (NS) versus those who did not develop this complication (NNS), aiming to identify possible predictive factors for its occurrence. Subjects and methods We performed a retrospective review of the clinical records of a group of patients with CD who underwent TBA between 1974 and 2011. Results Out of 179 patients with CD, 13 (7.3%) underwent TBA. NS occurred in 6 of them (46%) after a mean of 24 months from the total bilateral adrenalectomy (TBA). Age at diagnosis, duration of Cushing's syndrome (CS) until TBA, and steroid replacement doses were similar in both groups. Initial urinary cortisol levels (24-hour urinary free cortisol [UFC]) were significantly higher in the NS group than in the NNS group (p = 0.009). Four patients in the NS group and three of those in the NNS group received radiotherapy before TBA (p = 0.26). Three patients in the NS group presented residual tumors before TBA, compared with none in the NNS group (p = 0.04). At 1 year after TBA, the median ACTH level was 476 ng/L (240-1500 ng/L) in the NS group and 81 ng/L (48-330 ng/L) in the NNS group (p = 0.0007). Conclusion In conclusion, a residual tumor before TBA, higher 24-hour UFC at diagnosis, and increasing ACTH levels within 1 year after TBA emerged as predictive factors of development of NS.

Avaliação do eixo hipotálamo-hipófise adrenal no diagnóstico e na remissão da doença de Cushing / Assessment of the hypothalamic-pituitary-adrenal axis in Cushing's disease diagnosis and remission

A doença de Cushing (DC) permanece um desafio médico com muitas questões ainda não respondidas. O sucesso terapêutico dos pacientes com DC está ligado à correta investigação do diagnóstico síndrômico e etiológico, além da experiência e talento do neurocirurgião. A adenomectomia hipofisária transesfenoidal constitui-se no tratamento de escolha para a DC. A avaliação da remissão da doença no pós-operatório e da recorrência em longo prazo constitui um desafio ainda maior. Especial destaque deve ser dado para o cortisol sérico no pós-operatório como marcador de remissão. Adicionalmente, o uso de corticoide exógeno no pós-operatório apenas em vigência de insuficiência adrenal tem sido sugerido por alguns autores como requisito essencial para permitir a correta interpretação do cortisol sérico nesse cenário. Neste artigo, revisamos as formas de avaliação da atividade da DC e os marcadores de remissão e recidiva da DC após a realização da cirurgia transesfenoidal.

Cushing's disease (CD) remains a medical challenge, with many questions still unanswered. Successful treatment of CD patients is closely related to correct approach to syndromic and etiological diagnosis, besides the experience and talent of the neurosurgeon. Pituitary transsphenoidal adenomectomy is the treatment of choice for DC. Assessment of remission after surgery and recurrence in the long term is an even greater challenge. In this regard, special attention should be paid to the role of postoperative serum cortisol as a marker of CD remission. Additionally, the postoperative use of exogenous glucocorticoids only in cases of adrenal insufficiency has been suggested by some authors as an essential practice to enable the use of serum cortisol in this scenario. In this article, we review the forms of evaluation of DC activity, and markers of remission and relapse of CD after transsphenoidal surgery.

Surgical management of pediatric Cushing's disease: an analysis of 15 consecutive cases at a specialized neurosurgical center / Estratégia cirúrgica na doença de Cushing em pacientes pediátricos: análise de 15 casos consecutivos operados em centro neurocirúrgico especializado

OBJECTIVE: The aim of this study was to review the results of surgery for pediatric patients with Cushing's disease who were less than 18 years old and underwent transsphenoidal surgery in a specialized center during a 25-year period. SUBJECTS AND METHODS: Retrospective study, in which the medical records, histology and pituitary imaging of 15 consecutive pediatric patients with Cushing's disease (mean age: 13 years) were evaluated by the same team of endocrinologists and a neurosurgeon from 1982 to 2006. Patients were considered cured when there was clinical adrenal insufficiency and serum cortisol levels were below 1. 8 µg/dL or 50 nmol/L after one, two, three, or seven days following surgery; they therefore required cortisone replacement therapy. Follow-up was for a median time of 11.5 years (range: 2 to 25 years). RESULTS: Clinical and biochemical cure was achieved in 9/15 patients (60 percent) exclusively after transsphenoidal surgery. Hypopituitarism was observed in four patients; growth hormone deficiency, in two; permanent diabetes insipidus, in one case. CONCLUSIONS: Cushing's disease is rare in children and adolescents. Transsphenoidal surgery is an effective and safe treatment in most of these patients. Plasma cortisol level < 1. 8 µg/dL following surgery is the treatment goal and is a good predictive factor for long-term cure of Cushing's disease.

OBJETIVO: O objetivo deste estudo foi avaliar os resultados cirúrgicos em pacientes pediátricos com doença de Cushing com idade inferior a 18 anos, submetidos à cirurgia transfenoidal num centro especializado, durante um período de acompanhamento de 25 anos. SUJEITOS E MÉTODOS: Estudo retrospectivo dos prontuários médicos de 15 pacientes pediátricos com doença de Cushing (idade média de 13 anos), sendo avaliados aspectos clínicos, laboratoriais, histológicos e radiológicos. Todos os pacientes foram avaliados pela mesma equipe de endocrinologistas e operados por um mesmo neurocirurgião, entre 1982 e 2006. O tempo médio de seguimento foi 11,5 anos (2 a 25 anos). Os pacientes foram considerados curados quando houve insuficiência adrenal e níveis de cortisol plasmático inferiores a 1,8 µg/dL ou 50 nmol/L no pós-operatório um, dois, três ou sete dias após a cirurgia; estes pacientes necessitaram de reposição de corticosteroide. RESULTADOS: Cura clínica e bioquímica foi alcançada em 9/15 pacientes (60 por cento) após a cirurgia transfenoidal. Hipopituitarismo foi observado em quatro pacientes; déficit de hormônio de crescimento, em dois; diabetes insípido permanente, em um. CONCLUSÕES: A doença de Cushing é rara na infância e na adolescência. A cirurgia transfenoidal é um tratamento efetivo e seguro para a maioria dos pacientes. Uma concentração de cortisol plasmático < 1,8 µg/dL nos primeiros dias pós-cirurgia transfenoidal é o objetivo do tratamento e um fator preditivo tardio para a cura da doença de Cushing.

Cushing's disease: Pituitary surgery versus adrenalectomy

We describe two patients of the Department of Medicine at Sultan Qaboos University Hospital, Muscat, Oman, with Cushing's disease. Their magnetic resonance imaging scans of the pituitary were negative. One patient was treated by transsphenoidal surgery and the other by bilateral endoscopic adrenalectomy. Both procedures were successful and the patients cured. The advantages and disadvantages of these two approaches are discussed

Prospective evaluation of transsphenoidal pituitary surgery in 108 patients with Cushing's disease

Transsphenoidal pituitary surgery (TSS) remains the treatment of choice for Cushing's disease (CD). Despite the widespread acceptance of this procedure as the first line treatment in CD, the indication of a second TSS in not cured or relapsed DC patients is not consensus. We report the results of TSS in 108 patients with CD (a total of 117 surgeries). The mean postoperative follow-up period was 6 years. Remission was defined as clinical and laboratorial signs of adrenal insufficiency, period of glucocorticoid dependence, serum cortisol suppression on oral 1-mg dexamethasone overnight suppression test and clinical remission of hypercortisolism. We evaluated 103 patients with CD by the time of the first TSS. Fourteen patients underwent second TSS (5 had already been operated in others centers; in 5 patients the first surgery was not curative; in 4 patients CD relapsed). Remission rates were 85.4 percent and 28.6 percent (p < 0.001) after first and second TSS, respectively. In microadenomas, remission rates were higher than macroadenomas (94.9 percent vs. 73.9 percent; p = 0.006). In patients with negative pituitary imaging remission rates were 71.4 percent (p = 0.003; vs. microadenomas). Postoperative complications were: transient diabetes insipidus, definitive diabetes insipidus, hypopituitarism, stroke and one death. Only hypopituitarism was more frequent after second TSS (p = 0.015). In conclusion, TSS for CD is an effective and safe treatment. The best remission rates were observed at the first surgery and in microadenomas. The low remission rates after a second TSS suggest that this approach could not be a good therapeutic choice when the first one was not curative.

O tratamento de escolha para a doença de Cushing (DC) ainda é a cirurgia transesfenoidal (CTE) para ressecção do adenoma hipofisário produtor de ACTH. Porém, a indicação de uma segunda CTE representa uma questão controversa, tanto nos pacientes não curados após a primeira cirurgia quanto nos casos de recidiva. Neste trabalho, relatamos os resultados da CTE em 108 pacientes com DC (totalizando 117 cirurgias). O tempo médio de seguimento foi de 6 anos. Critérios de cura: ocorrência de insuficiência adrenal (clínica ou laboratorial), período de dependência ao glicocorticóide, supressão do cortisol sérico pós-1 mg de dexametasona overnight e remissão clínica do hipercortisolismo. Foram avaliados 103 pacientes com DC submetidos à primeira CTE. Quatorze pacientes foram submetidos a uma segunda CTE (5 já tinham sido operados em outros centros; a primeira cirurgia não fora curativa em 5; 4 pacientes com recidiva da DC). Índices de cura: 85,4 por cento e 28,6 por cento (p < 0,001) após a primeira e segunda CTE, respectivamente. Nos microadenomas, remissão maior que nos macroadenomas (94,9 por cento vs. 73,9 por cento; p = 0,006). Nos pacientes com imagem hipofisária negativa, cura foi de 71,4 por cento (p = 0,003; vs. micro). Complicações pós-operatórias: diabetes insipidus transitório e definitivo, hipopituitarismo, acidente vascular cerebral e um óbito. Apenas a ocorrência de hipopituitarismo foi mais freqüente após a segunda CTE (p = 0,015). Assim sendo, a CTE para a DC representa uma terapêutica efetiva e segura. Os melhores índices de cura foram obtidos na primeira cirurgia e em microadenomas. O baixo índice de cura após a segunda CTE sugere que esta abordagem não deve ser considerada uma boa opção terapêutica quando a primeira cirurgia não for curativa.

Criteria of cure and remission in Cushing's disease: an update: [review]

We review the clinical and biochemical criteria used for evaluation of the transsphenoidal pituitary surgery results in the treatment of Cushing's disease (CD). Firstly, we discuss the pathophysiology of the hypothalamic-pituitary-adrenal axis in normal subjects and patients with CD. Considering the series published in the last 25 years, we observed a significant variation in the remission or cure criteria, including the choice of biochemical tests, timing, threshold values to define remission, and the interference of glucocorticoid replacement or previous treatment. In this context we emphasize serum cortisol levels obtained early (from hours to 12 days) in the postoperative period without any glucocorticoid replacement or treatment. Our experience demonstrates that: (i) early cortisol < 5 to 7 µg/dl, (ii) a period of glucocorticoid dependence > 6 mo, (iii) absence of response of cortisol/ACTH to CRH or DDAVP, (iv) return of dexamethasone suppression, and circadian rhythm of cortisol are appropriate indices of remission of CD. In patients with undetectable cortisol levels early after surgery, recurrence seems to be low. Finally, although certain biochemical patterns are more suggestive of remission or surgical failure, none has been proven to be completely accurate, with recurrence observed in approximately 10 to 15 percent of the patients in long-term follow-up. We recommended that patients with CD should have long-term monitoring of the CRH-ACTH-cortisol axis and associated co-morbidities, especially hypopituitarism, diabetes mellitus, hypertension, cardiovascular disturbances, and osteoporosis.

Neste artigo, são revisados os principais critérios clínicos e hormonais utilizados para avaliação do tratamento cirúrgico da Doença de Cushing (DC). Inicialmente são comentados aspectos fisiopatológicos que orientam a avaliação hormonal e os principais fatores clínicos, laboratoriais, cirúrgicos e histológicos associados com melhores resultados, observados nas principais séries da literatura e em pacientes acompanhados prospectivamente pelos autores. Foram revisados, também, critérios adotados nas principais séries da literatura, nos últimos 25 anos, chamando-se atenção para as dosagens hormonais, o momento em que foram realizadas, a possibilidade de interferência de tratamentos prévios e da reposição glicocorticóide. À seguir, essas dosagens são discutidas salientando-se a importância do cortisol obtido seqüencialmente no pós-operatório e sem a interferência de reposição glicocorticóide. A experiência prospectiva dos autores, recentemente referendada na literatura, demonstra que valores de cortisol < 5 a 7 µg/dl associados com um período de dependência aos glicocorticóides > 6 meses, ausência de resposta do ACTH/cortisol ao DDAVP e/ou CRH, retorno da supressão à dexametasona e do ritmo circadiano, estão associados com remissão da DC. Em pacientes com cortisol indetectável após cirurgia transesfenoidal, a chance de recidiva parece ser menor do que naqueles em que se observa cortisol detectável. Finalmente, chamamos a atenção para que, mesmo adotando critérios rígidos de avaliação, a recidiva da DC pode ocorrer a longo prazo em até 15 por cento dos casos, recomendando-se, portanto, que esses pacientes sejam acompanhados por tempo indeterminado, com monitorização cuidadosa do eixo CRH-ACTH-cortisol e de suas co-morbidades, especialmente hipopituitarismo, diabete melito, hipertensão arterial, alterações cardiovasculares e osteoporose.

Radiotherapy and radiosurgery for Cushing's disease

Patients with residual or recurrent Cushing's disease receive external beam radiotherapy (RT) with the aim of achieving long-term tumour control and normalization of elevated hormone levels. Treatment is given either as conventional radiotherapy using conformal techniques or as stereotactic radiotherapy, which is either used as fractionated treatment (SCRT) or as single fraction radiosurgery (SRS). We describe the technical aspects of treatment and report a systematic review of the published literature on the efficacy and toxicity of conventional RT, SCRT and SRS. There are no studies directly comparing the different radiation techniques and the reported results are inevitably of selected patients by investigators with interest in the treatment tested. Nevertheless the review of the published literature suggests better hormone and tumour control rates after fractionated irradiation compared to single fraction radiosurgery. Hypopituitarism represents the most commonly reported late complication of radiotherapy seen after all treatments. Although the incidence of other late effects is low, the risk of radiation injury to normal neural structures is higher with single fraction compared to fractionated treatment. Stereotactic techniques offer more localized irradiation compared with conventional radiotherapy, however longer follow-up is necessary to confirm the potential reduction of long-term radiation toxicity of fractionated SCRT compared to conventional RT. On the basis of the available literature, fractionated conventional and stereotactic radiotherapy offer effective treatment for Cushing's disease not controlled with surgery alone. The lower efficacy and higher toxicity of single fraction treatment suggest that SRS is not the appropriate therapy for the majority of patients with Cushing's disease.

Pacientes com doença de Cushing residual ou recorrente recebem radioterapia externa em feixe (RT) com o objetivo de alcançar um controle tumoral prolongado e a normalização dos níveis hormonais elevados. O tratamento é realizado tanto com RT convencional, usando técnicas conformacionais, ou com RT estereotáxica, que é usada tanto como tratamento fracionado (RTF) ou como radiocirurgia em procedimento único (RCU). Descreveremos os aspectos técnicos do tratamento e mostraremos uma revisão sistemática da literatura sobre a eficácia e toxicidade da RT convencional, da RTF e da RCU. Não existem estudos comparando diretamente as diferentes técnicas de radiação, e os resultados reportados são inevitavelmente os de pacientes selecionados pelos investigadores com interesse no tratamento testado. De qualquer maneira, a revisão dos dados publicados sugere que há melhores taxas de controle hormonal e tumoral após RTF em comparação com RCU. O hipopituitarismo representa a complicação tardia mais comumente relatada da RT, vista após todos os tipos de tratamento. Embora a incidência de outros efeitos tardios seja baixa, o risco de a radiação comprometer estruturas neurais normais é mais elevado com RCU do que com RTF. Técnicas estereotáxicas oferecem irradiação mais localizada se comparadas com a RT convencional, embora um acompanhamento prolongado seja necessário para confirmar a possível redução da toxicidade continuada da radiação na RTF em comparação com a RT convencional. Com base na literatura disponível, a RT fracionada convencional e a estereotáxica oferecem tratamento efetivo para a doença de Cushing não controlada isoladamente pela cirurgia. A baixa eficácia e alta toxicidade do tratamento em dose única sugere que a RCU não seja a terapia mais apropriada para a maioria dos pacientes com doença de Cushing.

Nelson's Syndrome

Nelson's syndrome is a potentially severe complication of bilateral adrenalectomy performed in the treatment of Cushing's disease, and its management remains difficult. Of all of the features of Nelson's syndrome, the one that causes most concern is the development of a locally aggressive pituitary tumour, which, unusually for pituitary disease, may occasionally cause death from the tumour itself. This feature is especially pertinent given the increasing use in Cushing's disease of laparoscopic bilateral adrenal surgery as a highly effective treatment modality to control cortisol-excess. Despite numerous studies and reports, there is no formal consensus of what defines Nelson's syndrome. Thus, some will define Nelson's syndrome according to the classical description with an evolving pituitary mass after bilateral adrenalectomy, whereas others will rely on increasing plasma ACTH levels, even in the absence of a clear pituitary mass lesion on MRI. These factors need to be borne in mind when considering the reports of Nelson's syndrome, as there is great heterogeneity, and it is likely that overall the modern 'Nelson's syndrome' represents a different disease entity from that of the last century. In the present paper, clinical and epidemiological features of Nelson's syndrome, as well as its treatment modalities, are reviewed.

A síndrome de Nelson (SN) é uma complicação potencialmente grave da adrenalectomia bilateral realizada para o tratamento da doença de Cushing e seu manejo permanece difícil. De todas as manifestações da SN, aquela que causa maior preocupação é o desenvolvimento de um tumor hipofisário localmente agressivo, que pode (pouco usualmente para a doença hipofisária) ocasionalmente causar a morte pelo próprio tumor. Este achado é especialmente pertinente, dado o uso cada vez mais freqüente na doença de Cushing, da adrenalectomia bilateral por via laparoscópica, uma modalidade terapêutica altamente efetiva para o controle do excesso de cortisol. Apesar de numerosos estudos e publicações, não existe um consenso formal sobre a definição da SN. Assim, alguns irão definir a SN de acordo com a descrição clássica, como uma massa hipofisária que evolui após a adrenalectomia bilateral, enquanto outros irão se basear nos níveis crescentes dos níveis de ACTH plasmático, mesmo na ausência de uma lesão ou massa hipofisária nitidamente visível à RM. Esses fatores precisam ser relembrados quando se avaliam as publicações sobre SN, na medida em que existe grande heterogeneidade, e é provável que no geral a "SN moderna" represente uma entidade patológica diferente daquela do século passado. Neste artigo, revisaremos achados clínicos e epidemiológicos da SN e também suas modalidades terapêuticas.