Background: Vulvar lichen sclerosus (VLS) is a chronic and recurrent dermatosis of an inflammatory nature with severe focal atrophy of the skin. Connective tissue changes are polymorphic and are still not taken into account in histological diagnostics due to the difficulty of interpreting routine histological methods. In this work, we use multiphoton microscopy (MPM) as a new imaging technique that provides detailed information about the organization of collagen fibers in the dermis based on a non-linear second harmonic generation (SHG) process.
Objective: To determine the degree of connective tissue damage in lichen sclerosus using standard histological techniques and to reveal the diagnostic capabilities of multiphoton microscopy.
Material and methods: We studied 42 biopsies with a histopathological diagnosis of VLS and 10 biopsies of normal vulvar skin. Histological, histochemical and immunohistochemical evaluation was used in comparison with MPM data. Quantitative analysis included the determination of the thickness, length of collagen fibers and the average intensity of the SHG signal.
Results: A comprehensive study of the skin showed 4 groups of changes that can be regarded as the degree of the dermis damage: initial, mild, moderate, severe. The affected area at the initial and mild degree has subtle changes, however, it is reliably identified by quantitative analysis of the SHG signal. So, the initial degree is characterized by thin (1.3-1.8 µm) long (56-69 µm) collagen fibers, with a moderate degree, the fibers are thickened (3.4-4.3 µm) and fragmented (22-37 µm). The affected area in moderate and severe cases undergoes homogenization, which is associated with the deposition of extremely thin (0.6-0.9 μm) short (16-28 μm) collagen fibers and the expression of type V collagen.
Conclusion: Multiphoton microscopy in the second harmonic generation mode is a reliable method for identifying collagen fibers in tissues. The study made it possible to identify 4 degrees of the dermis damage in vulvar lichen sclerosus.
Склеротический лихен вульвы (СЛВ) — хронический и рецидивирующий дерматоз воспалительной природы с выраженной очаговой атрофией кожи. Изменения соединительной ткани полиморфны и до сих пор не учитываются при гистологической диагностике из-за сложности толкования рутинных гистологических методов. В данной работе мы используем мультифотонную микроскопию (МФМ) как новый метод визуализации, который предоставляет подробную информацию об организации коллагеновых волокон в дерме на основе нелинейного процесса генерации второй гармоники (ГВГ).
Цель исследования: Определение степени поражения соединительной ткани при склеротическом лихене с использованием стандартных гистологических методик и раскрытие диагностических возможностей МФМ.
Материал и методы: Изучено 42 биоптата кожи вульвы с гистопатологическим диагнозом СЛВ и 10 биоптатов неизмененной кожи вульвы. Использовали гистологические, гистохимические и иммуногистохимические методы исследования для сравнения с данными МФМ. Количественный анализ включал определение толщины, длины коллагеновых волокон и средней интенсивности сигнала ГВГ.
Результаты: Комплексное исследование кожи продемонстрировало 4 группы изменений, которые могут расцениваться как степень поражения дермы: начальная, умеренная, выраженная и тяжелая. Зона поражения при начальной и умеренной степени имеет маловыраженные изменения, однако надежно идентифицируется при количественном анализе сигнала ГВГ. Так, начальная степень характеризуется тонкими (1,3—1,8 мкм) длинными (56—69 мкм) волокнами коллагена, при умеренной степени волокна утолщены (3,4—4,3 мкм) и фрагментированы (22—37 мкм). Зона поражения при выраженной и тяжелой степени подвергается гомогенизации, что связано с отложением крайне тонких (0,6—0,9 мкм) коротких (16—28 мкм) коллагеновых волокон и экспрессией коллагена V типа.
Заключение: Мультифотонная микроскопия в режиме генерации второй гармоники является надежным методом идентификации коллагеновых волокон в тканях. Исследование позволило выделить 4 степени поражения дермы при склеротическом лихене вульвы.
Keywords: multiphoton microscopy; sclerotic lichen; second harmonic generation; vulvar skin.