Vulvar lichen sclerosus : Characterization of childhood lichen sclerosus and evaluation of novel biomarkers in the progression of lichen sclerosus to vulvar squamous cell carcinoma

Abstract

Tausta: Valkojäkälä eli lichen sclerosus (LS) on ihosairaus, joka ilmenee useimmiten sukuelinten ja peräaukon alueella vaaleina helposti haavautuvina ihomuutoksina. LS:n tavallisia oireita ovat kutina, kirvely ja kipu sekä ulostamis- ja virtsaamisvaikeudet, aikuisilla myös seksuaalielämän häiriöt. LS:een voivat sairastua sekä naiset että miehet, ja se voi puhjeta missä iässä tahansa. Lapsuusiässä sen esiintyvyys on 1:1000 ja aikuisilla 1:300. Naisilla ilmaantuvuudessa on kaksi huippua, ennen murrosikää ja vaihdevuosi-iän jälkeen. LS on autoimmuunisairaus, johon liittyy kohonnut riski muihin autoimmuunisairauksiin. LS on pitkäkestoinen, taudinkuvaltaan aaltoileva ja vaikeasti ennustettavissa oleva sairaus, joka voi johtaa genitaalialueen arpeutumiseen tai syöpään.

Ulkosynnyttimien eli vulvan levyepiteelisyöpä (vSCC) on harvinainen gynekologinen syöpä, johon Suomessa sairastuu vuosittain noin 130 naista. LS on merkittävä vulvan levyepiteelisyövän riskitekijä. Toinen keskeinen riskitekijä vulvan SCC:lle on korkean riskin papillooma-viruksen (hrHPV) kantajuus. Nämä kaksi etiologista tekijää syövän taustalla voidaan erottaa immunohistokemiallisten tutkimuksien avulla. Immunohistokemiallisen p53 värjäyspositiivisuuden tiedetään liittyvän LS:een ja sen pohjalta syntyvään vSCC:aan, p16 positiivisuus puolestaan liittyy HPV:n pohjalta syntyneeseen vSCC:aan.

Estrogen related -reseptorit (Estrogen Related Receptors, ERRs) ja Serpin A1 eli Alfa-1 antitrypsiini ovat huonon ennusteen merkkiaineita useissa syöpätyypeissä. ERR proteiinit, erityisesti ERRα, ovat solujen energia-aineenvaihdunnan säätelijöinä merkittävässä roolissa mm. immuniteetin säätelyssä ja kasvainten synnyssä. Serpin A1 osallistuu moniin fysiologisiin prosesseihin, kuten tulehduksen rajoittamiseen, toisaalta sillä on monia kasvaimen syntyyn vaikuttavia ominaisuuksia. Näitä merkkiaineita ei ole aikaisemmin vulvan levyepiteelisyövässä tutkittu.

Tavoitteet: Tutkimuksella haluttiin selvittää lapsuusiässä alkavan LS:n liitännäissairastuvuutta, suvuttaista esiintymistä, vaikutuksia elämänlaatuun, komplikaatioiden esiintymistä ja malignisoitumisriskiä.

Koska LS:n taudinkulku on arvaamaton ja kliinisessä käytössä ei ole merkkiaineita yksillöllisen ennusten tarkentamiseen, halusimme selvittää onko aikaisemmin muissa syöpätyypeissä tunnistetuilla ennustetekijöillä ERRα, ERRβ, ERRγ, Serpin A1, p53 ja p16 osuutta LS:ssa, vulvan syövän esiastemuutoksissa ja vulvan SCC:ssa.

Aineisto ja menetelmät: Lapsuusiän LS:ta koskeva rekisteri- ja kyselytutkimus käsitti Tampereen Yliopistollisen sairaalassa vuosina 1981-2011 hoidetut alle 19-vuotiaat tytöt. Heistä vapaaehtoiset kutsuttiin ihotautilääkärin ja nuorisogynekologin tutkimusvastaanotolle. Kliinisen tutkimuksen ja elämänlaatukyselyn lisäksi heistä kerättiin verinäytteet autoimmuunitautien seulontaa ja mikrobiologisia tutkimuksia varten.

Immunohistokemiallisia tutkimuksia tehtiin LS- ja vSCC- potilaiden diagnostisista biopsianäytteistä ja vSCC potilaiden vulvektomianäytteistä, ja tuloksia verrattiin vapaaehtoisten luovuttamiin terveen vulvan ihon näytteisiin. ERRα, ERRβ ja ERRγ:n ilmentymistä tutkittiin kaikkiaan 120 potilaan 203 näytteestä, joista 110 oli LS-, 6 syövän esiaste- ja 50 vSCC- näytteitä. Serpin A1, p53 ja p16 ilmentymistä tutkittiin 76 potilaan 120 näytteestä, joista 53 oli LS-, 9 syövän esiaste- ja 40 vSCC -näytteitä. Serpin A1 seerumipitoisuuksia arvioitiin 84 LS-, vSCC- ja kontrollipotilaiden näytteistä.

Tulokset: Rekisteritutkimus löysi 44 lapsuusiässä LS:een sairastunutta tyttöä, joista 15 vastasi kyselyyn ja 12 osallistui tutkimusvastaanotoille. Lasten LS osoittautui olevan huonosti tunnistettu sairaus, jossa autoimmuunisairauksien liitännäissairastavuus oli kohonnut. LS:n komplikaationa ilmeneviä vulvan alueen rakennemuutoksia ilmeni lähes viidenneksellä (n=8/44) potilaista. Lapsuusiän LS:lla oli huomattava vaikutus elämänlaatuun. ERRα, ERRβ ja ERRγ ilmenivät aina terveellä vulvan iholla. ERRα:n ilmenemisen havaittiin vähenevän 58%:ssa LS-näytteistä (64/110). ERRα värjäytyvyyttä ei havaittu tai se oli vähäistä kaikissa 50 vulvan syöpänäytteessä. Serpin A1 ilmeneminen lisääntyi syöpäprosessin edetessä, ja valtaosassa vSCC näytteistä (46/53, 88 %) havaittiin terveeltä iholta puuttuva Serpin A1:n värjäytyminen. Serpin A1 ilmeni syöpänäytteissä riippumatta edelsikö syövän syntyä LS:n vai HPV:n aihettama tulehdus. Serpin A1 tai ERRα eivät ennustaneet syöpäriskiä LS-potilailla eivätkä osoittaneet ennusteellista arvoa vSCC potilailla. p53 ilmeneminen LS:ssa oli tavallista, mutta sitä esiintyi enemmän LS:ssa, joka ei edennyt syöväksi (93% vs. 35%). LS-potilaiden syöpänäytteissä havaittiin hrHPV:een liittyvä p16 positiivisuus 13 %:ssa (3/24) näytteistä.

Johtopäätökset: Lapsuuiän LS:n oireet ja komplikaatiot aiheuttavat huomattavaa elämänlaadullista haittaa. Vulvan rakennemuutosten estämiseksi potilaiden riittävän tehokas alkuvaiheen hoito sekä pitkä ylläpitohoito ja seuranta on tärkeää. Kohonnut riski muihin autoimmuunisairauksiin on huomioitava LS potilaiden seurannassa.

Muutokset ERRα and Serpin A1:n ilmentymisessä liittyvät sekä LS:een, vulvan SCC:n esiastemuutoksiin että vSCC:aan. Nämä uudet merkkiaineet vahvistavat kroonisen tulehduksen olevan merkittävä tekijä syövän synnyssä ja tuovat uutta tietoa LS:n ja vSCC:n tautimekanismista, mutta eivät vaikuta ennustavan syöpäriskiä LS-potilailla tai liittyvän vSCC:n ennusteeseen. Myös p53 proteiinin tärkeä rooli vSCC:n synnyssä vahvistui. p16 positiivisuuden ja LS:n esiintyminen yhdessä vSCC:ssa kannustaa LS-potilaiden HPV-kantajuuden tutkimiseen.

Backround: Lichen sclerosus (LS) is a dermatitis affecting typically genital and perianal area with pearly white and atrophic lesions. LS symptoms are itching and burning sensation, pain, dysuria and constipation, and in adults, problems in sexual life. LS has remarkable effect on the quality of life of the patients. LS can occur in women and men, and at any age. In childhood, the prevalence is approximately 1:1000 and in adulthood 1:300. In female the incidence is dual-peaked and highest in prepubertal girls and postmenopausal women. LS is an autoimmune disease with increased risk of other autoimmune diseases. The course of LS is chronic, relapsing and remitting, and it may lead to scarring and disturbance of vulvar architecture or progress to malignancy.

Vulvar squamous cell carcinoma (vSCC) is a rare gynecological malignancy. The incidence in Finland is ca. 130 womer per year. LS is an important risk factor for vSCC. The other main risk factor for vSCC is high-risk human papilloma virus (hrHPV) infection. Immunohistochemical (IHC) studies of tumor suppressor proteins p53 and p16 can be used to discriminate these two etiological pathways. p53 positivity in IHC is associated with LS and LS-dependent vSCC, in turn p16 positivity is associated with HPV-dependent vSCC.

Estrogen Related Receptors (ERRs) and Serpin A1 (also called alfa-1 antitrypsin) are markers of poor prognosis in several cancer types. ERR proteins, especially ERRα, are master regulators of energy metabolism in cells and thus play a role in e.g. tumorigenesis and immunology. Serpin A1 participates in many physiological processes such as restricting the inflammatory response, but it also has tumorigenetic properties. These markers have not been previously studied in LS or vSCC.

Aims: The current study investigated the co-morbidity, family history, impact on the quality of life, complications and the risk of malignancy in childhood-onset LS. Since the course of LS is unpredictable and there are no markers in clinical practice to predict the risk of malignancy in individual patient, we wanted to study the role of these previously indentified tumor markers ERRα, ERRβ, ERRγ, Serpin A1, p53 and p16 in LS, in vulvar premalignant lesions and vSCC.

Materials and methods: The register study and questionnaire included childhood-onset LS patients less than 19 years of age treated at Tampere University Hospital on 1981-2011. The register study found 44 childhood-onset LS patients. The patients were invited to clinical examination by a dermatologist and pediatric gynecologist. The visit also included quality of life questionnaires, and collection of blood samples for screening of other autoimmune diseases and microbiological etiologies. Immunohistochemical studies on normal vulvar skin samples from volunteers, diagnostic biopsy samples from LS and vSCC patients and vulvectomy samples from vSCC patients were obtained. ERRα, ERRβ and ERRγ expressions were studied in 203 samples from 120 patients: 110 LS, 6 vulvar premalignant lesions and 50 vSCC samples. Studies on Serpin A1, p53 and p16 included 120 samples from 76 patients: 53 LS, 9 vulvar premalignant lesions and 40 vSCC samples. Serpin A1 serum concentrations were analyzed from 84 control, LS and vSCC patients.

Results: The register study found 44 childhood-onset lichen sclerosus patients, of whom 15 completed the questionnaire and 12 attended to clinical visits. Childhood LS turned out to be a challenging diagnosis for clinicians. The risk for other autoimmune diseases was elevated. Vulvar scarring and architectural changes of vulva occurred in almost every fifth of the patients (8/44). The impact on the quality of life in LS was remarkable. Normal vulvar skin expressed ERRα, ERRβ and ERRγ. Decrease in ERRα staining was detected in 58% of LS samples (64/110). Complete loss or substantial decrease of ERRα expression occurred in all 50 vSCC samples. Expression of Serpin A1 increased in malignant progression to vSCC, and majority (46/53, 88%) vSCC samples overexpressed Serpin A1. Overexpression of Serpin A1 was associated in both LS-dependent and HPV-dependent pathways to vSCC. Neither of these markers studied predicted the risk of cancer in LS patients or had correlation to overall survival of vSCC patients. Positivity of p53 in LS samples was common, and LS without malignant progression was p53 positive more often than LS with malignant progression (93% vs. 35%). In LS-dependent vSCC p16 positivity was detected in 13% (3/24) of patients.

Conclusions: Symptoms and complications of childhood LS has remarkable effect on the quality of life of the patients. To prevent complications from LS, initial treatment must be effective, and the maintenance therapy and the follow-up must be long enough. The risk of other autoimmune diseases should be kept in mind in surveillance.

Decrease of ERRα expression and increase of Serpin A1 expression associate to vSCC in both LS and HPV-related pathways. These novel biomarkers add knowledge of the distinct inflammatory pathways to vSCC and reveal the pathogenesis of vSCC, but seem to lack prognostic value in LS or vSCC patients. The essential role of p53 in vSCC was established. p16 positivity also occurs in LS-dependent vSCC. Thus, testing for hrHPV types in LS patients is important.