Clinical, histological, and immunohistochemical analysis in search for the cause of epidermal thickening in prurigo nodularis

Abstract

Prurigo nodularis (PN) is a chronic pruritic skin disorder characterized by multiple hyperkeratotic nodules. Although several hypotheses have been suggested, the exact mechanisms of the pathogenesis have not been elucidated. Also, PN is known to be associated with atopic dermatitis (AD), yet their associations remain largely unknown. In this study, patients of PN and PN with AD (PN-AD) were compared with normal subjects clinically, histologically and through immunohistochemical studies. The results showed that PN-AD patients had significantly higher total IgE levels and eosinophil counts than that of PN group. Histologic assessment revealed increased epidermal thicknesses and dermal inflammatory cell counts of PN and PN-AD groups when compared to normal subjects. Immunohistochemical analyses showed that uptake of SDF 1- α, TSLP, IFN- γ, IL-4, IL-13, IL-18, IL-31, and IL-33 were increased in the tissues of PN and PN-AD groups, in which the staining intensities of SDF 1- α, TSLP, IL-4, and IL-13 of PN-AD group were higher than that of PN group. In the contrary, the staining intensities of IL-18, IFN- γ, and IL-33 were statistically higher in the PN-AD group than PN group. Through the findings of this study, the pathogenesis of PN without AD may be different from that of PN with AD, in which IL-18, IFN- γ, and IL-33 may be associated, suggesting that epidermal injury may be the initial cause that induces IL-18 and IL-33, which then enhances IFN- γ, resulting in the inflammatory process of PN.

결절성 소양진은 만성적인 가려움증을 동반하는 피부 질환으로 다수의 과각화된 결절을 특징으로 한다. 여러 가설들이 제시되어 왔으나 아직 발병기전에 대해서는 명확히 밝혀져 있지는 않다. 또한 아토피피부염이 연관이 되어 있는 것으로 알려져 있으나 아직 이와 연관성은 잘 알려져 있지 않다. 이 연구에서는 결절성 소양진 환자 (PN), 아토피피부염이 동반된 결절성 소양진 환자 (PN-AD), 그리고 정상 대조군과 임상적, 조직학적, 그리고 면역화학적으로 비교를 하였다. PN과 PN-AD 환자들을 비교한 결과, PN-AD군에서 혈청 전체 IgE 수치와 eosinophil count가 통계적으로 유의미하게 높았다. 조직학적으로 분석을 하였을 때, PN과 PN-AD 군에서 표피의 두께 및 진피에 침윤된 염증 세포의 수가 정상 대조군에 비해서 유의미하게 증가하였다. 면역화학적 분석에서는 SDF 1- α, TSLP, IFN- γ, IL-4, IL-13, IL-18, IL-31 및 IL-33에 대한 염색이 PN과 PN-AD군에서 증가되었다. 염색된 강도를 분석하였을 때 PN-AD군에서 SDF 1- α, TSLP, IL-4 및 IL-13의 염색 강도가 PN군에 비해서 더 높게 나타났다. 반면에 PN군에서는 IL-18, IFN- γ 그리고 IL-33의 염색 강도가 PN-AD군에 비해서 유의미하게 강하게 나타났다. 이러한 결과들을 통해서 아토피피부염이 동반되지 않은 결절성 소양진의 발병 기전은 아토피피부염이 동반된 경우와 다를 것으로 생각되며, IL-18, IFN- γ 그리고 IL-33이 연관이 있을 것으로 사료된다. 따라서 아토피피부염이 동반되지 않은 결절성 소양진의 경우 긁음 등 경미한 기계적 자극에 의해 손상된 표피에서 증가된 IL-18과 IL-33이 초기 염증 작용을 하여 궁극적으로 표피의 만성화에 관여하는 IFN- γ을 유도함으로써 결절성 소양진의 표피의 증가, 즉 극세포증을 일으키고 침윤된 염증 세포가 이 과정에 관여하리라 생각된다.