Immunohistochemical and histopathological analyses of cutaneous innervation to improve the diagnostic efficacy in hansen disease skin lesion

Background: The diagnosis of Hansen disease (HD) can be difficult when acid-fast bacilli are not detected in the patient's skin sample.

Objective: To demonstrate that detailed morphological analysis of nonspecific inflammatory and/or noninflammatory alterations in dermal nerves as well as skin adnexa in leprosy-suspected biopsy samples could improve the efficacy of histopathological diagnosis.

Methods: Patients with one to five skin lesions were enrolled in the study and classified into three groups by skin histopathology findings: Hansen disease (HD, n = 13), other diseases (OD, n = 11), and inconclusive cases (INC, n = 11). We quantified dermal nerve damage via the nerve lesion index (NLI) and PGP9.5-immunoreactive axon quantitative index in dermal nerves (AQI). We also measured inflammatory involvement of adnexa in cutaneous samples as indirect evidence of HD.

Results: We observed a higher median endoneurial inflammatory infiltrate NLI (HD = 0.5; INC = 0; OD = 0; p < 0.001) and more frequent inflammatory involvement of skin adnexa in samples of the HD group compared with those of the INC and OD groups (HD = 7; INC = 1; OD = 0). However, samples from the INC and OD groups also showed inflammatory and noninflammatory damage of dermal nerves, with 2 or more kinds of alterations in nerves in the same sample (respectively: INC = in 1 and 2 samples; OD = in 3 and 5 respectively). The quantification of PGP9.5-immunoreactive axons in dermal nerves revealed no difference between the groups.

Conclusion: A detailed morphological analysis of cutaneous nerves in lesions with a suspicion of HD enabled us to select patients with nonspecific inflammatory or non-inflammatory lesions in the dermal nerves in the INC and OD groups, so they may be clinically monitored aiming at a possible future diagnosis of the disease. These INC and OD patients cannot have the HD diagnosis definitely excluded, and HD may coexist with another disease as a comorbidity.

Portuguese abstract:

Antecedentes: A hanseníase pode ter o seu diagnóstico histopatológico dificultado quando bacilos álcool-ácido resistentes não são encontrados nas amostras de pele dos pacientes.

Objetivo: Demonstrar que uma análise morfológica detalhada de alterações histopatológicas dos nervos dérmicos pode aumentar a eficácia diagnóstica. \

Métodos: Foram selecionadas amostras de pele de pacientes com uma a cinco lesões suspeitas de hanseníase. Os casos selecionados foram classificados conforme achados histopatológicos: hanseníase (HD, n ¼ 13), casos inconclusivos (INC, n ¼ 11), e outras doenças (OD, n ¼ 11). Quantificamos as lesões dos nervos cutâneos por meio do índice de lesão de nervos (nerve lesion index, NLI, em inglês) e do índice quantitativo de axônios (axon quantitative index, AQI, em inglês) imunorreativos a PGP9.5 nos nervos cutâneos. Também medimos o envolvimento inflamatório dos anexos em amostras de pele como evidência indireta de hanseníase.

Resultados: Foram observadas no grupo HD medianas mais altas do NLI com relação a infiltrados inflamatórios endoneurais (HD ¼ 0,5; INC ¼ 0; OD ¼ 0; p < 0,001) e mais alta frequência de acometimento inflamatório de anexos cutâneos (HD ¼ 7; INC ¼ 1; OD ¼ 0). Entretanto, as amostras dos grupos INC e OD também mostraram comprometimento inflamatório e não inflamatório dos nervos cutâneos, com 2 ou mais tipos de alterações de nervos na mesma amostra (respectivamente: INC ¼ 1 e 2; OD ¼ 3 e 5). Não houve diferença significativa na quantidade de axônios endoneurais imunorreativos a PGP9.5 entre os grupos.

Conclusão: A análise morfológica detalhada dos nervos cutâneos em lesões suspeitas de hanseníase permitiu selecionar pacientes com lesões inespecíficas inflamatórias ou não inflamatórias nos nervos dérmicos nos grupos INC e OD, para que sejam monitorados clinicamente visando um possível diagnóstico futuro da doença. Esses pacientes INC e OD não podem ter o diagnóstico de HD definitivamente excluído, e a hanseníase pode coexistir com outra doença como uma comorbidade.