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Erschienen in:

12.01.2021 | Cockayne-Syndrom | Leitthema

Genetisch bedingte UV‑Empfindlichkeit

Fotokarzinogenität und Lichtschutz bei Kindern

verfasst von: M. C. Martens, Univ.-Prof. Dr. med. S. Emmert, Dr. rer. nat. L. Boeckmann

Erschienen in: Monatsschrift Kinderheilkunde | Ausgabe 2/2021

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Zusammenfassung

Hintergrund

Ultraviolette Strahlung kann DNA-Schäden hervorrufen, die, wenn sie nicht durch die Nukleotidexzisionsreparatur (NER) behoben werden, DNA-Mutationen verursachen und somit die Entwicklung von Hautkrebs auslösen können. Defekte im NER-System bilden die Ursache einer Reihe von seltenen genetischen Syndromen.

Fragestellung

Übersicht zum aktuellen Verständnis der Fotokarzinogenese und dazu, wie Defekte im NER-System das Hautkrebsrisiko erhöhen. Des Weiteren wird ein Überblick zu Diagnostik und Therapie des Xeroderma pigmentosum (XP) sowie zu UV-Schutzmaßnahmen gegeben.

Material und Methoden

Zusammenfassung der aktuellen Literatur zu Fotokarzinogenese, NER-Defekt-Syndromen und UV-Schutz.

Ergebnisse

Ein Energietransfer von UV-Strahlung auf DNA bewirkt die Bildung von Cyclobutanpyrimidindimeren (CPD) und Pyrimidin-Pyrimidon-Fotoprodukten (6-4-PP). Werden diese Läsionen nicht repariert, entstehen DNA-Mutationen, die die Krebsentwicklung befördern. Genetische Defekte im NER-System können zu verschiedenen seltenen meist autosomal-rezessiven genetischen Syndromen, wie dem Cockayne-Syndrom (CS), einer Trichothiodystrophie (TTD), dem zerebro-okulo-fazio-skeletalen Syndrom (COFS), dem UV-sensitiven Syndrom (UV^SS) und dem XP führen. Die Syndrome sind abhängig vom betroffen Gen des NER-Systems und gehen mit erhöhter UV-Sensitivität, neurologischen Störungen und/oder erhöhtem Hautkrebsrisiko einher. Erste Hautveränderungen treten bei XP-Patienten bereits ab einem Alter von 3 bis 5 Jahren auf, und im Alter von 9 Jahren wird im Median erstmals nichtmelanozytärer Hautkrebs diagnostiziert.

Schlussfolgerungen

Schutzmaßnahmen sind für Patienten mit XP unverzichtbar. Das Beispiel der XP-Patienten zeigt im Zeitraffertempo, wie wichtig auch der UV-Schutz bei allen Kindern ist.

Alessi SS, Sanches JA, Roncalli de Oliveira W et al (2009) Treatment of cutaneous tumors with topical 5 % imiquimod cream. Clinics 64:961–966. https://doi.org/10.1590/s1807-59322009001000005CrossRefPubMedPubMedCentral

Alexandrov LB, Kim J, Haradhvala NJ et al (2020) The repertoire of mutational signatures in human cancer. Nature 578:94–101. https://doi.org/10.1038/s41586-020-1943-3CrossRefPubMedPubMedCentral

Anttinen A, Koulu L, Nikoskelainen E et al (2008) Neurological symptoms and natural course of xeroderma pigmentosum. Brain 131:1979–1989. https://doi.org/10.1093/brain/awn126CrossRefPubMed

Balk SJ (2011) Ultraviolet radiation: a hazard to children and adolescents. Pediatrics 127:e791–e817. https://doi.org/10.1542/peds.2010-3502CrossRefPubMed

Bauer A, Diepgen TL, Schmitt J (2011) Is occupational solar ultraviolet irradiation a relevant risk factor for basal cell carcinoma? A systematic review and meta-analysis of the epidemiological literature. Br J Dermatol 165:612–625. https://doi.org/10.1111/j.1365-2133.2011.10425.xCrossRefPubMed

Bradford PT, Goldstein AMA, Tamura D et al (2011) Cancer and neurologic degeneration in xeroderma. J Med Genet 48:168–176. https://doi.org/10.1136/jmg.2010.083022.CANCERCrossRefPubMed

Cadet J, Mouret S, Ravanat J‑L, Douki T (2012) Photoinduced damage to cellular DNA: direct and photosensitized reactions. Photochem Photobiol 88:1048–1065. https://doi.org/10.1111/j.1751-1097.2012.01200.xCrossRefPubMed

Chan TA, Yarchoan M, Jaffee E et al (2019) Development of tumor mutation burden as an immunotherapy biomarker: utility for the oncology clinic. Ann Oncol 30:44–56. https://doi.org/10.1093/annonc/mdy495CrossRefPubMed

Chen E, Cleaver JE, Weber CA et al (1994) Trichothiodystrophy: clinical spectrum, central nervous system imaging, and biochemical characterization of two siblings. J Invest Dermatol 103:154S–158S. https://doi.org/10.1111/1523-1747.ep12399493CrossRefPubMed

10.

D’Orazio J, Jarrett S, Amaro-Ortiz A, Scott T (2013) UV radiation and the skin. Int J Mol Sci 14:12222–12248. https://doi.org/10.3390/ijms140612222CrossRefPubMedPubMedCentral

11.

DiGiovanna JJ, Kraemer KH (2012) Shining a light on xeroderma pigmentosum. J Invest Dermatol 132:785–796. https://doi.org/10.1038/jid.2011.426CrossRefPubMedPubMedCentral

12.

Emmert S (2011) Xeroderma pigmentosum, Cockayne’s syndrome, and trichothiodystrophy. In: Irvine A, Hoeger PH, Yan A (Hrsg) Harper’s textbook of pediatric dermatology. Wiley-Blackwell, Oxford (UK), S 135.1–135.24CrossRef

13.

Fife D, Laitinen MA, Myers DJ, Landsteiner PB (2017) Vismodegib therapy for basal cell carcinoma in an 8‑year-old Chinese boy with xeroderma pigmentosum. Pediatr Dermatol 34:163–165. https://doi.org/10.1111/pde.13080CrossRefPubMed

14.

Gandini S, Sera F, Cattaruzza MS et al (2005) Meta-analysis of risk factors for cutaneous melanoma: II. Sun exposure. Eur J Cancer 41:45–60. https://doi.org/10.1016/j.ejca.2004.10.016CrossRefPubMed

15.

Giannotti B, Vanzi L, Difonzo EM, Pimpinelli N (2003) The treatment of basal cell carcinomas in a patient with xeroderma pigmentosum with a combination of imiquimod 5 % cream and oral acitretin. Clin Exp Dermatol 28:33–35. https://doi.org/10.1046/j.1365-2230.28.s1.11.xCrossRefPubMed

16.

Giordano CN, Yew YW, Spivak G, Lim HW (2016) Understanding photodermatoses associated with defective DNA repair. J Am Acad Dermatol 75:855–870. https://doi.org/10.1016/j.jaad.2016.03.045CrossRefPubMed

17.

Hauschild A, Eichstaedt J, Möbus L et al (2017) Regression of melanoma metastases and multiple non-melanoma skin cancers in xeroderma pigmentosum by the PD1-antibody pembrolizumab. Eur J Cancer 77:84–87. https://doi.org/10.1016/j.ejca.2017.02.026CrossRefPubMed

18.

Hendriks G, Calléja F, Besaratinia A et al (2010) Transcription-dependent cytosine deamination is a novel mechanism in ultraviolet light-induced mutagenesis. Curr Biol 20:170–175. https://doi.org/10.1016/j.cub.2009.11.061CrossRefPubMed

19.

Hirai Y, Kodama Y, Moriwaki SI et al (2006) Heterozygous individuals bearing a founder mutation in the XPA DNA repair gene comprise nearly 1 % of the Japanese population. Mutat Res 601:171–178. https://doi.org/10.1016/j.mrfmmm.2006.06.010CrossRefPubMed

20.

Ichihashi M, Ueda M, Budiyanto A et al (2003) UV-induced skin damage. Toxicology 189:21–39. https://doi.org/10.1016/S0300-483X(03)00150-1CrossRefPubMed

21.

Ijaz A, Wolf S, Mandukhail SR et al (2019) UV-sensitive syndrome: whole exome sequencing identified a nonsense mutation in the gene UVSSA in two consanguineous pedigrees from Pakistan. J Dermatol Sci 95:113–118. https://doi.org/10.1016/j.jdermsci.2019.08.003CrossRefPubMed

22.

Itoh T, Fujiwara Y, Ono T, Yamaizumi M (1995) UVs syndrome, a new general category of photosensitive disorder with defective DNA repair, is distinct from xeroderma pigmentosum variant and rodent complementation group I. Am J Hum Genet 56:1267–1276PubMedPubMedCentral

23.

Kaneko H, Kondo N (2004) Clinical features of Bloom syndrome and function of the causative gene, BLM helicase. Expert Rev Mol Diagn 4:393–401. https://doi.org/10.1586/14737159.4.3.393CrossRefPubMed

24.

Kraemer KH, DiGiovanna JJ, Moshell AN et al (1988) Prevention of skin cancer in xeroderma pigmentosum with the use of oral Isotretinoin. N Engl J Med 318:1633–1637. https://doi.org/10.1056/NEJM198806233182501CrossRefPubMed

25.

Kraemer KH, Lee MM, Andrews AD, Lambert WC (1994) The role of sunlight and DNA repair in melanoma and nonmelanoma skin cancer: the xeroderma pigmentosum paradigm. Arch Dermatol 130:1018–1021. https://doi.org/10.1001/archderm.1994.01690080084012CrossRefPubMed

26.

Larizza L, Roversi G, Volpi L (2010) Rothmund-Thomson syndrome. Orphanet J Rare Dis 5:2. https://doi.org/10.1186/1750-1172-5-2CrossRefPubMedPubMedCentral

27.

Latour I, Hernández-Martín A, Ged C et al (2018) Reversed actinic damage in two children with xeroderma pigmentosum treated with topical imiquimod. J Eur Acad Dermatol Venereol 32:e282–e284. https://doi.org/10.1111/jdv.14818CrossRefPubMed

28.

Leemans G, De Raeve L, Keymolen K (2020) ERCC2 mutations in two siblings with a severe trichothiodystrophy phenotype. J Eur Acad Dermatol Venereol 34:876–879. https://doi.org/10.1111/jdv.16134CrossRefPubMed

29.

Lehmann J, Schubert S, Emmert S (2014) Xeroderma pigmentosum: diagnostic procedures, interdisciplinary patient care, and novel therapeutic approaches. J Dtsch Dermatol Ges 12:867–872. https://doi.org/10.1111/ddg.12419CrossRefPubMed

30.

Lehmann J, Seebode C, Martens MC, Emmert S (2018) Xeroderma pigmentosum—facts and perspectives. Aktuelle Derm 44:232–236. https://doi.org/10.1055/s-0043-123031CrossRef

31.

Malhotra AK, Gupta S, Khaitan BK, Verma KK (2008) Multiple basal cell carcinomas in xeroderma pigmentosum treated with imiquimod 5 % cream. Pediatr Dermatol 25:488–491. https://doi.org/10.1111/j.1525-1470.2008.00727.xCrossRefPubMed

32.

Marrot L, Meunier J‑R (2008) Skin DNA photodamage and its biological consequences. J Am Acad Dermatol 58:S139–48. https://doi.org/10.1016/j.jaad.2007.12.007CrossRefPubMed

33.

Martens MC, Boeckmann L, Emmert S (2020) Genetisch bedingte Hauterkrankungen – xeroderma pigmentosum und das CEDNIK-syndrom. Aktuelle Derm 46:375–378. https://doi.org/10.1055/a-1148-3867CrossRef

34.

Martens MC, Emmert S, Boeckmann L (2020) Sunlight, vitamin D, and xeroderma pigmentosum, S 319–331

35.

Martens MC, Seebode C, Lehmann J, Emmert S (2018) Photocarcinogenesis and skin cancer prevention strategies: an update. Anticancer Res 38:1–6. https://doi.org/10.21873/anticanres.12334CrossRef

36.

Moscarella E, Argenziano G, Longo C, Aladren S (2017) Management of cancerization field with a medical device containing photolyase: a randomized, double-blind, parallel-group pilot study. J Eur Acad Dermatol Venereol 31:e401–e403. https://doi.org/10.1111/jdv.14209CrossRefPubMed

37.

Nagore E, Sevila A, Sanmartin O et al (2003) Excellent response of basal cell carcinomas and pigmentary changes in xeroderma pigmentosum to imiquimod 5 % cream. Br J Dermatol 149:858–861. https://doi.org/10.1046/j.1365-2133.2003.05613.xCrossRefPubMed

38.

Natale V, Raquer H (2017) Xeroderma pigmentosum-Cockayne syndrome complex. Orphanet J Rare Dis 12:65. https://doi.org/10.1186/s13023-017-0616-2CrossRefPubMedPubMedCentral

39.

Nijsten T, Lapière K, Lambert J (2005) A patient with xeroderma pigmentosum treated with imiquimod 5 % cream. J Am Acad Dermatol 52:169–170. https://doi.org/10.1016/j.jaad.2004.06.034CrossRef

40.

Nouspikel T (2009) Nucleotide excision repair: variations on versatility. Cell Mol Life Sci 66:994–1009. https://doi.org/10.1016/0165-1161(80)90217-4CrossRefPubMed

41.

Ramkumar HL, Brooks BP, Cao X et al (2011) Ophthalmic manifestations and histopathology of xeroderma pigmentosum: two clinicopathological cases and a review of the literature. Surv Ophthalmol 56:348–361. https://doi.org/10.1016/j.survophthal.2011.03.001CrossRefPubMedPubMedCentral

42.

Rapin I, Lindenbaum Y, Dickson DW et al (2000) Cockayne syndrome and xeroderma pigmentosum: DNA repair disorders with overlaps and paradoxes. Neurology 55:1442–1449. https://doi.org/10.1212/WNL.55.10.1442CrossRefPubMed

43.

van der Rhee HJ, de Vries E, Coebergh JW (2016) Regular sun exposure benefits health. Med Hypotheses 97:34–37. https://doi.org/10.1016/j.mehy.2016.10.011CrossRefPubMed

44.

Roseeuw D (2003) The treatment of basal skin carcinomas in two sisters with xeroderma pigmentosum. Clin Exp Dermatol 28:30–32. https://doi.org/10.1046/j.1365-2230.28.s1.10.xCrossRefPubMed

45.

Salomon G, Maza A, Boulinguez S et al (2018) Efficacy of anti-programmed cell death‑1 immunotherapy for skin carcinomas and melanoma metastases in a patient with xeroderma pigmentosum. Br J Dermatol 178:1199–1203. https://doi.org/10.1111/bjd.16270CrossRefPubMed

46.

Schlarbaum JP, Lazovich D, Dodd E et al (2020) Examination of use and barriers for five sun protection strategies in parents and their children. Pediatr Dermatol. https://doi.org/10.1111/pde.14250CrossRefPubMed

47.

Schmitt J, Haufe E, Trautmann F et al (2018) Occupational UV-exposure is a major risk factor for basal cell carcinoma. J Occup Environ Med 60:36–43. https://doi.org/10.1097/JOM.0000000000001217CrossRefPubMed

48.

Schmitt J, Seidler A, Diepgen TL, Bauer A (2011) Occupational ultraviolet light exposure increases the risk for the development of cutaneous squamous cell carcinoma: a systematic review and meta-analysis. Br J Dermatol 164:291–307. https://doi.org/10.1111/j.1365-2133.2010.10118.xCrossRefPubMed

49.

Schubert S, Lehmann J, Kalfon L et al (2014) Clinical utility gene card for: xeroderma pigmentosum. Eur J Hum Genet 22:953. https://doi.org/10.1038/ejhg.2013.233CrossRef

50.

Soura E, Plaka M, Dessinioti C et al (2018) Use of vismodegib for the treatment of multiple basal cell carcinomas in a patient with xeroderma pigmentosum. Pediatr Dermatol 35:e334–e336. https://doi.org/10.1111/pde.13610CrossRefPubMed

51.

Spivak G, Hanawalt PC (2015) Photosensitive human syndromes. Mutat Res 776:24–30. https://doi.org/10.1016/j.mrfmmm.2014.11.003CrossRefPubMed

52.

Suozzi K, Turban J, Girardi M (2020) Cutaneous photoprotection: a review of the current status and evolving strategies. Yale J Biol Med 93:55–67PubMedPubMedCentral

53.

Tamura D, DiGiovanna JJ, Khan SG, Kraemer KH (2014) Living with xeroderma pigmentosum: comprehensive photoprotection for highly photosensitive patients. Photodermatol Photoimmunol Photomed 30:146–152. https://doi.org/10.1111/phpp.12108CrossRefPubMedPubMedCentral

54.

Tanaka K, Sekiguchi M, Okada Y (1975) Restoration of ultraviolet-induced unscheduled DNA synthesis of xeroderma pigmentosum cells by the concomitant treatment with bacteriophage T4 endonuclease V and HVJ (Sendai virus). Proc Natl Acad Sci USA 72:4071–4075. https://doi.org/10.1073/PNAS.72.10.4071CrossRefPubMedPubMedCentral

55.

Theil AF, Botta E, Raams A et al (2019) Bi-allelic TARS mutations are associated with brittle hair phenotype. Am J Hum Genet 105:434–440. https://doi.org/10.1016/j.ajhg.2019.06.017CrossRefPubMedPubMedCentral

56.

Valejo Coelho MM, Matos TR, Apetato M (2016) The dark side of the light: mechanisms of photocarcinogenesis. Clin Dermatol 34:563–570. https://doi.org/10.1016/j.clindermatol.2016.05.022CrossRefPubMed

57.

Veierød MB, Couto E, Lund E et al (2014) Host characteristics, sun exposure, indoor tanning and risk of squamous cell carcinoma of the skin. Int J Cancer 135:413–422. https://doi.org/10.1002/ijc.28657CrossRefPubMed

58.

Vink AA, Roza L (2001) Biological consequences of cyclobutane pyrimidine dimers. J Photochem Photobiol B 65:101–104CrossRefPubMed

59.

Weisberg NK, Varghese M (2002) Therapeutic response of a brother and sister with xeroderma pigmentosum to imiquimod 5 % cream. Dermatol Surg 28:518–523PubMed

60.

Yang JQ, Chen XY, Engle MY, Wang JY (2015) Multiple facial basal cell carcinomas in xeroderma pigmentosum treated with topical imiquimod 5 % cream. Dermatol Ther 28:243–247. https://doi.org/10.1111/dth.12217CrossRefPubMed

61.

Yew YW, Giordano CN, Spivak G, Lim HW (2016) Understanding photodermatoses associated with defective DNA repair: photosensitive syndromes without associated cancer predisposition. J Am Acad Dermatol. https://doi.org/10.1016/j.jaad.2016.03.044CrossRefPubMed

62.

Zahid S, Brownell I (2008) Repairing DNA damage in xeroderma pigmentosum: T4N5 lotion and gene therapy. J Drugs Dermatol 7:405–408PubMed

63.

Deutsche Krebsgesellschaft, Deutsche Krebshilfe, AWMF (2014) S3-Leitlinie Prävention von Hautkrebs, Langversion 1.1. http://leitlinienprogramm-onkologie.de/Leitlinien.7.0.html. Zugegriffen: 26. Sept. 2020 (AWMF Registernummer: 032/052OL)

Titel: Genetisch bedingte UV‑Empfindlichkeit
Fotokarzinogenität und Lichtschutz bei Kindern
verfasst von: M. C. Martens
Univ.-Prof. Dr. med. S. Emmert
Dr. rer. nat. L. Boeckmann
Publikationsdatum: 12.01.2021
Verlag: Springer Medizin
Schlagwörter: Cockayne-Syndrom
Maligne Tumoren der Haut
Erschienen in: Monatsschrift Kinderheilkunde / Ausgabe 2/2021
Print ISSN: 0026-9298
Elektronische ISSN: 1433-0474
DOI: https://doi.org/10.1007/s00112-020-01115-3

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