Innledning

Oftalmisk postherpetic neuralgi (PHN) er en invalidiserende og grundig undersøkt nevropatisk smertetilstand forårsaket av herpes zoster og vedvarende eller tilbakevendende i minst 3 måneder i områder som leveres av den oftalmiske delingen av trigeminusnerven (IHS-Klassifisering, (2013).1

Studier som vurderer kutan innervering i hudbiopsiprøver har gitt ny innsikt i mekanismene bak nevropatisk smerte under flere forhold (Sommer og Lauria, 2007). Hudbiopsi er et minimalt invasivt diagnostisk verktøy som brukes til å vurdere nervefiber i den menneskelige epidermis og dermis. Epidermal innervasjon består hovedsakelig av umyelinerte c-fiberterminaler, med relativt få små Myelinerte aδ-fibre som mister myelinskjeden og når epidermis som umyelinerte frie nerveender. Omvendt består dermal innervering hovedsakelig av store myelinerte Aß-fibre som sender grener til dermale legemer og hårsekk (Nolano et al., 2003, 2013).De fleste morfometriske studier brukte bright-field immunhistokjemi med protein gene product (pgp) 9.5 immunostaining og vurdert epidermal innervering alene. En tilnærming basert på immunfluorescens og konfokal mikroskopi ved hjelp av dobbel og trippel immunostaining med et omfattende panel av antistoffer inkludert pan-neuronal markør PGP 9.5, basalmembranmarkøren, kollagen IV (ColIV) OG antistoffer for forskjellige myelinerte og umyelinerte nervefiberpopulasjoner, har vist seg å gi tydelig informasjon om sensoriske og autonome nervefibre, og muligens vurdere hudinnervering mer nøyaktig (Doppler et al., 2012; Nolano et al., 2013).Selv om tidligere hudbiopsistudier har vist et alvorlig epidermal nervefiber (ENF) tap i de berørte thoraxdermatomene hos pasienter MED PHN (Oaklander, 2001; Petersen et al., 2010), undersøkte de ikke direkte oftalmisk PHN, og de skiller heller ikke epidermale umyelinerte og dermale myelinerte fibre, eller nøyaktig detaljering av autonom nervefiber involvering. Å ha denne informasjonen kan mer presist definere de patofysiologiske mekanismene som ligger til GRUNN FOR PHN, og dermed muligens forbedre måten vi diagnostiserer og kurerer denne eksepsjonelt stoffresistente nevropatiske smertetilstanden.Fortsetter vår forskningsinteresse i mekanismene bak nevropatisk smerte i perifere nervesykdommer (Truini et al., 2014) inkludert PHN (Truini et al., 2008), i denne kliniske og morfometriske studien, tok vi sikte på å undersøke hvordan oftalmisk PHN påvirker myelinerte og umyelinerte sensoriske og autonome hudnervefibre. For å gjøre det tok vi 2 mm supraorbital punch hudbiopsier fra den berørte siden og upåvirket speilside hos ti pasienter med oftalmisk PHN. Vi behandlet hudprøver med indirekte immunfluorescens, undersøkte prøvene ved konfokal mikroskopi, fremtredende epidermal unmyelinated og dermal myelinated innervering, og beskrevet autonom nervefiber involvering.

Materialer og Metoder

vi registrerte 10 pasienter (3 F, 7 M; 74,5 ± 4,4 år) med oftalmisk PHN I Avdelingen For Nevrologi, Sapienza Universitet, Roma. Oftalmisk PHN ble diagnostisert i samsvar Med International Headache Society diagnostiske kriterier: smerte vedvarende eller tilbakevendende i minst 3 måneder i området levert av oftalmisk deling av trigeminusnerven, og forårsaket av herpes zoster. Eksklusjonskriterier var kognitiv svekkelse, andre sykdommer i det sentrale og perifere nervesystemet. Ingen pasient ble behandlet med topiske smertestillende midler (dvs. lidokain og capsaicin).

Institutional Review Board Of Department Of Neurology, Policlinico Umberto I, Roma, godkjente studien og pasientene ga sitt informerte samtykke.

Klinisk Og Nevrofysiologisk Vurdering

alle deltakerne gjennomgikk en generell undersøkelse og en nevrologisk undersøkelse, med full sensorisk testing inkludert negativ (taktil, pinprick og termisk hypoestesi) og positive symptomer (pågående spontan smerte, paroksysmal smerte) og tegn (mekanisk dynamisk allodyni og pinprick hyperalgesi). Tilstedeværelsen og alvorlighetsgraden av negative symptomer ble vurdert ved å sammenligne den berørte siden med speilbildet på den sunne siden. Alvorlighetsgraden av de ulike smertetypene (dvs. pågående spontan smerte, paroksysmal smerte, mekanisk dynamisk allodyni, pinprick hyperalgesi) ble vurdert på en numerisk skala fra 0-10 (NRS; 0 = ingen sensasjon, 10 = verst mulig smerte).

hos alle pasienter registrerte Vi den Aß-myelinerte fibermedierte blinkrefleksen, med metoder som fulgte anbefalingene Fra International Federation Of Clinical Neurophysiology guidelines (Deuschl og Eisen, 1999). For å undersøke Enδ og C fiber funksjon registrerte vi laser fremkalte potensialer, ifølge en tidligere rapportert teknikk (Truini et al., 2008).

Hudbiopsi

To mm punch hudbiopsier ble tatt umiddelbart over øyenbryn fra den berørte og upåvirkede speilsiden. Såret helbredet om noen dager uten synlig arr (Figur 1). Hudprøver ble behandlet med immunhistokjemiske teknikker, som tidligere beskrevet (Nolano et al., 2013). Prøvene ble fikset over natten i Zamboni-oppløsning, kryobeskyttet i 20% sukrose i fosfatbufret saltvann og skåret i 50-µ tykke seksjoner på et frysende mikrotom (Leica 2000r, Tyskland). Frittflytende seksjoner ble behandlet for indirekte immunfluorescens ved hjelp av et antistoffpanel for å flekk sensorisk, autonom hudinnervering og vaskulære strukturer, inkludert pgp9.5, kalsitonin genrelatert peptid (CGRP), substans P (SubP) og VASOAKTIVT intestinal peptid (VIP) antistoffer (Tabell 1). Digitale bilder ble kjøpt ved hjelp av ikke-laser konfokal mikroskopi (CARV confocal system; ATTO Biosciences, USA Og Apotome confocal system; Zeiss, Tyskland).

Figur 1. To mm supraorbital slag hud biopsi. (A) Fotografi av en pasient med postherpetic neuralgi (PHN) som viser 2 mm hud såret umiddelbart etter slag. (B) etter 1 uke er arret knapt synlig.

Tabell 1. Forkortelse, kilde og fortynning av immunhistokjemiske markører.

ENF-tetthet ble vurdert i 2 mm hudpunchbiopsi-prøvene ved å bruke Neurolucida-programvare (MicroBrightField Bioscience, USA) til fire konfokale bilder i 20× z-serie (2 µ × 16 trinn), hentet fra fire tilfeldig valgte seksjoner for hver prøve. Dermale myelinerte nervefibre ble kvantifisert ved bruk av anti-myelin-basiske proteinantistoffer i hele hudoverflaten, inkludert 1 mm i dybden fra kjellermembranen i tre tilfeldige seksjoner for hver prøve, etter tidligere publisert prosedyre (Nolano et al ., 2013). Et kalibrert rutenett (2 × 1 mm) med en serie på syv likeverdige parallelle linjer ble påført på et digitalt ikke-konfokalt 5× originalt forstørrelsesbilde av myelin basisk proteinfargede seksjoner. Alle avskjæringer mellom myelinerte fibre og rutenettet ble talt. Dermal myelinated nervefibertetthet ble beregnet som antall fibre som avskjærer rutenettet per hudområde (avskjærer per mm2). En enkelt operatør blindt kvantifisert hud nerve fiber i hver prøve. VIP-ir sudomotor nerve lengde tetthet (nm / mm3) ble beregnet ved hjelp av nerve tracing modul Autoneuron, en del Av Neurolucida programvare, som tidligere beskrevet (Provitera et al ., 2014). For å vurdere peptidergiske fibre (SubP, CGRP og VIP-ir) i det subepidermale nevrale plexus, innen 100 µ fra kjellermembranen, ble det brukt en semikvantitativ scoring (0 = fravær av fibre , 1 = sjeldne fibersegmenter, kortere enn 10 µ, 2 = få fibre, som i stor grad fyller denervert dermis, 3 = normalt, flere fibre som dekker det meste av det subepidermale nevrale plexus).

funn Av hudbiopsi hos de 10 pasientene ble sammenlignet med et tilsvarende utvalg av 10 friske forsøkspersoner (epidermal nervefibertetthet: 18,9 ± 3,7 / mm, dermal myelinert fibertetthet: 6,7 ± 1,4 / mm; Nolano et al., 2013).

Statistisk Analyse

alle data er uttrykt som gjennomsnittlig ± SD. Normal fordeling av epidermal og dermal myelinert fibertetthet ble evaluert ved Bruk Av D ‘ Agostino og Pearson omnibus normalitetstest. Wilcoxon matched-pair-testen ble brukt til å sammenligne nevrofysiologiske og hudbiopsivariabler mellom upåvirkede og berørte sider. Mann Whitney-testen ble brukt til å sammenligne hudbiopsivariabler mellom PHN-pasienter og normale kontroller. Korrelasjoner mellom enf tetthet OG phn varighet ble beregnet Med Pearsons r korrelasjonskoeffisient. P-verdier mindre enn eller lik 0,05 ble vurdert for å indikere statistisk signifikans.

Resultater

ved klinisk undersøkelse klaget alle ti pasientene over sensoriske underskudd med alle sensoriske modaliteter og rapporterte pågående spontane smerter (NRS: 4,3 ± 1,4); fem pasienter klaget også over mekanisk dynamisk allodyni (NRS: 3,5 ± 0,7).

Nevrofysiologisk testing viste alvorlige abnormiteter som involverte alle testede variabler. Hos alle pasienter fremkalte enß-fibermediert blinkrefleks som stimulerte den berørte siden unormal (forsinket eller fraværende) respons. Laser perceptive terskler var høyere og Enδ – og C-laser fremkalte potensielle amplituder lavere etter stimulering av den berørte siden enn etter stimulering av den upåvirkede siden (p < 0,05, Wilcoxon test). Hos 2 av de 10 pasientene var laser fremkalte potensialer relatert Til c-fiber stimulering fraværende også i den upåvirkede siden (Tabell 2).

Tabell 2. Forkortelse, kilde og fortynning av immunhistokjemiske markører.Confocal immunofluorescence analyse viste at huden innervasjon i supraorbital punch hud biopsier fra pasienter MED PHN skilte seg påfallende mellom upåvirket (Figur 2a, C, E)og berørte sider (Figur 2b,D,F). Mens hudbiopsiprøver fra den upåvirkede siden viste en ganske tett og vanlig innervering, oppstod epidermis i den berørte siden dårlig og ujevnt innervert med klynger og lange kanaler uten nervefibre(Figur 2A-D–. Kvantitativ analyse viste at subepidermal plexus dukket opp dårlig og forstyrrede og, i forhold til uberørt side, inneholdt mindre (p < 0.001) CGRP (1.4 ± 0.8 vs. 2.5 ± 0.5), SubP (1.1 ± 0.6 vs. 2.3 ± 0.7), og VIP (1.0 ± 0.7 vs. 2.2 ± 0.8) immunoreactive (IR) nerve fibre. Hårfollikler dukket opp dårlig innervert med få umyelinerte og myelinerte fibre (Figur 2F,E). Epidermal og dermal myelinerte fibertap varierte fra moderat til alvorlig og 3 av de 10 pasientene hadde fullstendig huddenervering. De få overlevende epidermal axons ble gruppert mellom områder av denervert epidermis. Myelinerte fibre viste flere morfologiske abnormiteter, som fragmentering, hyppig forekomst av lengre nodal lengde enn normalt (7 µ eller lengre; Nolano et al., 2003), og kaliber uregelmessigheter med utvidelse og krymping (endring i diameter over 100%) innenfor samme internode. Disse funksjonene ble sjelden observert i den upåvirkede siden. I motsetning til sensorisk innervasjon, begge komponenter, adrenerge og kolinerge, av autonom innervasjon til dermal anneksene dukket relativt bevart (Figur 3). De upåvirkede og berørte sidene viste mange kolinerge (VIP-ir) sudomotor (Figur 3c,D) og adrenerge (DbH-ir) pilomotoriske (Figur 3E,F) fibre. Kolinerg sudomotorisk nervefibertetthet var ikke forskjellig mellom berørte (1,9 ± 0.7 nm / mm3) og upåvirket side (2,0 ± 0,5 nm/mm3).

Figur 2. Innervasjon av huden. Konfokale bilder som viser hudinnervasjon i upåvirket (A,C,E) og berørt side (B,D,F) hos en representativ pasient MED PHN. Alvorlig epidermal og dermal nervefibertap er synlig i hudbiopsiprøver fra den berørte siden (B vs A). Den epidermis i den berørte siden viser en lang kanal uten nervefibre og nervefiberklynger (D vs C). Slående unmyelinated og myelinated nerve fiber tap rundt hårsekkene (F vs E). Barer: 100 µ inn (A,B,E,F); 25 µ inn (C,D).

Figur 3. Autonom hud innervasjon. Konfokale bilder som viser Autonom innervasjon til dermal vedlegg i de berørte (A, C, E) og upåvirket side (B, D, F). Den øvre dermis rundt hårsekkene i den berørte siden inneholder færre vasoaktive intestinale peptidimmunoreaktive (VIP-IR) fibre enn det samme hudområdet i den upåvirkede siden (a vs. B) mens VIP-ir sudomotor og DbH-ir pilomotor innervering er godt utrustet (D og F Vs. C og E). Barer: 100 ③m inn (A, B); 50 µ inn (C,D), 25 µ inn (E,F).

Kvantitativ analyse (basert på analyse AV PGP9.5 og myelin basisk protein (MBP) immunoreaktivitet) av hudbiopsi-prøvene viste en signifikant lavere epidermal og dermal myelinert fibertetthet på den berørte siden enn på den upåvirkede siden (3,1 ± 3,3 og 2,1 ± 2,8 vs. 17,2 ± 8,9 og 6,6 ± 5,0/mm2; p< 0,01, tabell 2). Forholdet mellom epidermale og dermale myelinerte nervefibre var signifikant lavere hos de berørte enn hos de upåvirkede (1,1 ± 1,0 vs. 4.3 ± 5.3; p< 0.01).

Selv om ENF-tettheten økte med phn-varigheten, klarte denne korrelasjonen ikke å nå statistisk signifikans (r: 0,5574, p = 0,09; Figur 4).

Figur 4. Korrelasjon mellom epidermal nerve fiber (ENF) tetthet OG phn varighet. Selv om ENF-tettheten økte med phn-varigheten, savnet denne korrelasjonen den statistiske signifikansen (epidermal nervefiber: r: 0,5574, p = 0,09).

middelverdiene for umyelinerte og myelinerte nervefibertettheter på den upåvirkede siden skilte seg ikke fra kontrollene (epidermal nervefibertetthet: 17.2 ± 8.9/mm vs. 18.9 ± 3.7/mm; dermal myelinert fibertetthet: 6.6 ± 5.0/mm vs. 6.7 ± 1.4/mm; p >0.3, av mann-whitney test). Hos de to pasientene med unormale c-fibermedierte laser-fremkalte potensialer viste imidlertid hudbiopsi et epidermalt og et dermalt myelinert nervefibertap også på den upåvirkede siden (0,8 og 3,6 / mm i den upåvirkede og 0,0 og 0.3 / mm i den berørte siden).

Diskusjon

Vår kliniske og morfometriske studie, som vurderer hudinnervasjon i supraorbitale slaghudbiopsier med indirekte immunfluorescens og konfokal mikroskopi, gir ny informasjon som spesifiserer at selv om oftalmisk PHN påvirker både epidermale umyelinerte og dermale myelinerte nervefibre, skader den overveiende umyelinerte nervefibre og sparer autonom hudinnervasjon.

Klinisk undersøkelse viste at alle pasienter hadde taktil, pinprick og varm hypoestesi. Følgelig var alle de tre nevrofysiologiske variablene vi registrerte (den Enß-fibermedierte blinkrefleksen, Enδ – og C-laser fremkalt potensialer) unormale. Mens klinisk vurdering og nevrofysiologisk testing viste både myelinerte og umyelinerte fiberskader, viste hudbiopsi-vurdering at PHN-relatert skade på hudinnervering var forskjellig i myelinerte og umyelinerte fibre. Mer spesifikt antyder det lavere umyelinerte/myelinerte forholdet i den berørte siden enn i den upåvirkede speilsiden et overveiende epidermalt umyelinert nervefibertap. Dette nye morfometriske funnet stemmer overens med tidligere studier som undersøkte epidermal innervering alene, og viste et variabelt umyelinert fibertap (Oaklander, 2001; Petersen et al., 2010; Reda et al., 2013). Den dominerende unmyelinated nervefiber involvering vi beskriver hos pasienter MED PHN passer inn med deres typisk pågående smerte. Denne typen smerte reflekterer sannsynligvis sekundære neuroplastiske endringer og spontan hyperaktivitet i de anatomisk denerverte andreordens nociceptive nevronene (Truini et al., 2013). På grunn av den lille studieprøven kunne vi ikke pålidelig undersøke mulige sammenhenger mellom smerte og kliniske, nevrofysiologiske og morfologiske abnormiteter. Dette spørsmålet fortjener undersøkelse i en videre studie som registrerer flere pasienter.

i denne hudbiopsi-studien, med indirekte immunfluorescens og konfokal mikroskopi, gir vi tidligere urapportert detaljert informasjon om autonom hudinnervasjon hos pasienter med oftalmisk PHN. Mens autonom innervering til svettekjertler og til erector pilorum muskler ble spart, observerte vi en dårlig representasjon AV VIP-IR-fibre i øvre dermis, rundt kar og hårsekk, hvor det også var en dårlig representasjon AV CGRP og SubP. Noen av disse fibrene modulerer hårsekkfunksjonen og ansikts vasomotorisk kontroll, og kan stamme fra den sensoriske trigeminusnerven (Izumi, 1995, 1999). Denne opprinnelsen kan forklare deres engasjement I PHN, mens de uinvolverte sudomotoriske OG pilomotoriske VIP-IR-nervefibrene sannsynligvis stammer fra de overlegne cervical sympatiske ganglia og fra kraniale parasympatiske nerver SOM PHN forlater intakt. Gitt at mange studier tyder på at det autonome nervesystemet kan delta i utviklingen av smerte (Fields et al., 1998), kan den autonome nervefibersparingen vi beskriver her støtte den foreslåtte indirekte koblingen mellom intakte sympatiske postganglioniske og skadede primære afferente unmyelinerte nevroner (Drummond et al., 2014).

hos våre pasienter med oftalmisk PHN hudbiopsi funn viste at de få overlevende aksoner i den berørte side var gruppert mellom områder av denervert epidermis og AT ENF tetthet tendens til å øke med sykdomsvarighet. Denne observasjonen fører oss til formodning om at huden kan gjennomgå noen nerve remodeling over tid. Disse endringene kan skje når de overlevende aksonene spire collaterals i et forsøk på å okkupere denervert territorium. Denne anatomiske remodeling kan også føre til noen funksjonell forbedring. Riktignok argumenterer vår hypotese som tyder på en delvis reinnervasjon over tid hos pasienter med oftalmisk PHN mot pivotale studier som adresserer den naturlige historien til thorax PHN (Petersen et al., 2010; Reda et al., 2013). Disse studiene med funksjonelle tiltak og hudbiopsi konkluderer med at selv ved 7,7 år er det bare en beskjeden gjenoppretting av sensorisk funksjon og ingen anatomisk gjenoppretting til tross for smerteoppløsning hos de fleste pasientene. Spesielt Viste studien Av Reda og kolleger at selv om smerte og de fleste tiltak av sensorisk funksjon, sensoriske symptomer og capsaicin-respons fortsatte en trend mot forbedring under en langsiktig oppfølging, opplevde mange fag fortsatt sensoriske abnormiteter. Selv om vi ikke kan utelukke at påliteligheten av våre funn kan påvirkes av den lille prøven av pasienter, om trigeminal systemet, et særegent territorium, er mer utsatt for hud reinnervation enn andre kroppsområder, er fortsatt et interessant spørsmål for fremtidig forskning.

den gjennomsnittlige epidermale og dermale myelinerte fibertettheten og deres forhold i den upåvirkede speilsiden var ikke forskjellig fra kontroller. Men i to av de ti pasientene vi studerte, C-fiber-relaterte laser fremkalt potensialer var fraværende etter å stimulere upåvirket side og begge pasientene hadde mild epidermal fibertap, men mindre alvorlig i upåvirket enn i den berørte side. Dette funnet er i tråd med tidligere kliniske, nevrofysiologiske og hudbiopsistudier som viser bilateral nervefiberskade og støtter hypotesen om AT PHN av OG TIL kan forårsake mild, subklinisk sensorisk afferent pathway involvering i den upåvirkede siden (Haanpää Et al., 1997; Odd et al., 1998; Truini et al., 2008).Vår hudbiopsi-studie viser at oftalmisk PHN differensielt påvirker epidermale og dermale myelinerte fibre og sparer den autonome hudinnerveringen gir ny informasjon for å forstå mekanismene som ligger til grunn for denne invalidiserende tilstanden.

Forfatterbidrag

Interessekonflikt

forfatterne erklærer at forskningen ble utført i fravær av kommersielle eller økonomiske forhold som kan tolkes som en potensiell interessekonflikt.

Fotnoter

1. ^ http://www.ihs-classification.org/_downloads/mixed/International-Headache-Classification-III-ICHD-III-2013-Beta.pdf