Kutane Neoplasien bei Epidermolysis bullosa: Molekulare Charakterisierung und Anwendung künstlicher Intelligenz zur Früherkennung
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Epidermolysis bullosa (EB) ist eine Gruppe seltener, schwerwiegender Hauterkrankungen. Durch genetische Fehler in Strukturproteinen der Haut ist diese extrem empfindlich, es kommt spontan oder durch kleinste Traumata zu Blasen und Wunden. Als schwere Komplikation entstehen schon ab dem Jugendalter besonders aggressive Hauttumore, sogenannte Plattenepithelkarzinomen (SCCs). Entscheidend, aber schwierig ist deren Früherkennung, denn gute Therapieoptionen für fortgeschrittene Tumore fehlen. In Teil A dieses Projektes haben wir ein künstliche Intelligenz (KI)-Modell darauf trainiert, Plattenepithelkarzinome auf Fotos von EB-Haut zu erkennen. Hierfür wurden zunächst Hunderte von Fotos bioptisch gesicherter SCCs und nicht-SCCs bei EB über ein eigens dafür etabliertes internationales Expertennetzwerk gesammelt. Ein «deep learning» KI- Modell wurde mit diesen Bildern trainiert, die klinischen Daten flossen in ein zweites Modell ein. Das Ergebnis ist ein binäres Computermodell, das eine Zahl zwischen 0 und 1 für die Wahrscheinlichkeit eines SCCs ausgibt (0=kein SCC, 1=SCC). Die Kennzahlen der Genauigkeit des Modells lagen über dem gemittelten Ergebnis 21 internationaler EB-Experten. Unser langfristiges Ziel ist es, das KI-Modell über eine App Ärzten und Patienten zugänglich zu machen. Teil B widmete sich der Untersuchung von EB Nävi, charakteristische, große, pigmentierte Flecken, die bei mindestens 14% der EB-Patienten auftreten. Mit schnellem Wachtsum und klinischer «Atypie» weisen sie gewisse Merkmale von Melanomen auf. Die Entstehungsursache, insbesondere, ob es sich um echte Nävi mit Potential für maligne Entartung durch bestimmte genetische Veränderungen in den BRAF- oder NRAS-Genen handelt, ist bislang nicht bekannt. In diesem Projekt wurde durch Zusammenarbeit mit internationalen Kooperationspartnern die weltweit grösste Kohorte von EB Nävi mit Fotos, klinischen Daten und z.T. Gewebeproben zusammengetragen. EB Nävi traten grundsätzlich in jedem Alter auf, aber im Mittel im 12. Lebensjahr. Dabei sind sie heller und grösser als «normale» Nävi. Über 70% der EB Nävi, für die hierzu Angaben gemacht wurden, veränderten sich mit der Zeit, z.B. in Grösse, Form, Farbe und sogar Rückzug/komplettes Verschwinden. Insgesamt wurden nur 2.8% der EB Nävi feingeweblich untersucht und keiner war bösartig. Es waren nur wenige Gewebeproben verfügbar, davon wiesen 7/8 genetische Veränderungen in BRAF und/oder NRAS auf. Die Ergebnisse beider Projektteile verbessern potentiell die Beratung und klinische Versorgung von EB-Patienten. Gleichzeitig haben die internationalen Kooperationen und der Einsatz moderner Computerberechnungen eine Vorbildfunktion für das Feld der seltenen Erkrankungen.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
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Gastrostomy tube feeding in epidermolysis bullosa: A multi‐center assessment of caregiver satisfaction. Pediatric Dermatology, 40(2), 270-275.
Kleinman, Elana P.; Reimer‐Taschenbrecker, Antonia; Haller, Courtney N.; Paller, Amy S.; Levy, Moise L. & Eichenfield, Lawrence F.
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A call for implementing augmented intelligence in pediatric dermatology. Pediatric Dermatology, 40(3), 584-586.
Issa, Christopher J.; Reimer‐Taschenbrecker, Antonia & Paller, Amy S.
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Oral presentation in late-breaking research session of the American Academy of Dermatology (AAD) on 3/18/2023: Squamous cell carcinoma image recognition in recessive dystrophic epidermolysis bullosa: Developing a first-in-genodermatosis deep learning model
Reimer-Taschenbrecker A., Adate A., Furmanchuk A., Katsaggelos A.K., Temps W.H., Meredith M.A., Hwang A., Bhuva D., Nardone B., Kho A. & Paller A.S.
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Osteoporosis and bone health in pediatric patients with epidermolysis bullosa: A scoping review. Pediatric Dermatology, 41(3), 385-402.
Kwon, Andie; Hwang, Austin; Miller, Corinne H.; Reimer‐Taschenbrecker, Antonia & Paller, Amy S.
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Therapies for cutaneous squamous cell carcinoma in recessive dystrophic epidermolysis bullosa: a systematic review of 157 cases. Orphanet Journal of Rare Diseases, 19(1).
Hwang, Austin; Kwon, Andie; Miller, Corinne H.; Reimer-Taschenbrecker, Antonia & Paller, Amy S.
