Low-Flow Vascular Malformations : Genetics and Quality of Life after Endovascular Sclerotherapy

Veri- ja imusuoniepämuodostumat edustavat laajaa kudosten kehityshäiriökirjoa. Kliinisen monimuotoisuuden vuoksi diagnostiikka on vaikeaa ja potilaat muodostavat hoidollisesti varsin haastavan kokonaisuuden. Näiden epämuodostumien hoitovaihtoehdot ovat lisääntyneet merkittävästi viimeisen kahden vuosikymmenen aikana. Lisäksi viime aikoina löydetyt geneettiset syyt muutosten taustalla ovat avanneet uusia mahdollisuuksia täsmähoitojen kehitykselle. Ensimmäisen tutkimuksemme tavoite oli arvioida OK-432 skleroterapian pitkäaikaisseurantatuloksia imusuoniepämuodostumien hoidossa. Seuraavaksi vertasimme kahden sklerosoivan aineen, polidocanolin ja etanolin, tehokkuutta laskimoepämuodostumien hoidossa. Vertasimme sekä lihasten sisäisten, että lihasaitioiden ulkopuolisten laskimoepämuodostumien hoitoa, painottaen erityisesti potilaiden elämänlaatua suonensisäisen skleroterapian jälkeen. Lopuksi olimme osana kansainvälistä monikeskustutkimusta, jonka tarkoituksena oli osoittaa non-hotspot PIK3CA mutaatioiden insidenssi CLOVE syndroomassa verrattuna imusuoniepämuodostumiin ja kombinoituihin imu- ja verisuoniepämuodostumiin. Kolmekymmentä kuusi imusuoniepämuodostumapotilasta hoidettiin OK-342 skleroterapialla Tampereen Yliopistollisen sairaalan korva-nenä- ja kurkkutautien klinikassa sekä toimenpideradiologisessa yksikössä vuosina 1999–2009. 41 laskimoepämuodostumapotilasta hoidettiin polidocanolilla Tampereen (n=23) ja Turun (n=8) Yliopistollisissa sairaaloissa em. klinikoissa 2008–2013 välisenä aikana ja tulokset analysoitiin retrospektiivisesti. Ensimmäisen laskimoepämuodostuma-tutkimuksen tuloksia verrattiin vuosina 1991–2001 etanolilla Tampereen Yliopistollisessa sairaalassa hoidettuihin 44 potilaan tuloksiin. Molemmissa tutkimuksissa samat radiologit käyttivät identtistä skleroterapiatekniikkaa. Toisessa laskimoepämuodostumatutkimuksessa verrattiin lihasten sisäisten ja lihasaitioiden ulkopuolisten laskimoepämuodostumien hoitotuloksia keskenään. Sekä imusuoni-, että laskimoepämuodostuma-tutkimuksissa kaikki potilaat vastasivat oirekyselyyn, jossa he arvioivat oireiden vakavuutta ennen ja jälkeen hoidon. Skleroterapian jälkeen potilaat vastasivat spesifiseen elämänlaatukyselyyn. Viimeisessä monikeskustutkimuksessa kerättiin 143 imusuonipotilaalta kudosnäytteet. Esiintyvyys, levinneisyys ja PIK3CA mutaatioiden alleelitiheys erilaisissa fenotyypeissä analysoitiin ja arvioitiin sisältäen kaikki mahdolliset genotyyppi-fenotyyppi korrelaatiot. Ensimmäisessä tutkimuksessa MRI-tulokset osoittivat, että 80% imusuoniepämuodostumapotilaista hyötyi objektiivisesti OK-432 skleroterapiasta. Vakavia komplikaatioita ei havaittu. Oirekyselyn mukaan 94% potilaista koki subjektiivisesti hyötyneensä hoidosta. Tutkimuksen keskimääräinen seuranta-aika oli 6 vuotta, ollen näin pisin tähän asti julkaistuista. Tulokset osoittivat OK-432 hoidon pitkäaikaisen tehon imusuoniepämuodostumien hoidossa. Elämänlaatukyselyn perusteella 46% polidocanolilla hoidetuista laskimoepämuodostuma-potilaista hyötyi subjektiivisesti hoidosta. Kaiken kaikkiaan hoidon jälkeiset tulokset etanoliryhmässä olivat merkittävästi paremmat kolmessa neljästä elämänlaatuosa-alueista. Kolmella etanoliryhmän potilaalla todettiin merkittävä komplikaatio, kun taas polidocanolryhmän potilailla komplikaatioita ei esiintynyt. Polidocanolilla hoidetut lihaksen sisäiset laskimoepämuodostumapotilaat hyötyivät hoidosta yhtäläisesti verrattuna potilaisiin, joilla epämuodostumat sijaitsivat lihasaitioiden ulkopuolella. Hoidon jälkeiset MRI-löydökset eivät korreloineet subjektiivisiin oireisiin eivätkä elämänlaatukyselyn tuloksiin. Polidocanolskleroterapia todettiin olevan vaikuttava, turvallinen ja hyvin siedetty laskimoepämuodostumien hoidossa. Subjektiiviset oireet ja elämänlaatukyselyn tulokset ovat tärkeimmät mittarit hoidon vaikuttavuutta arvioitaessa. Rutiininomainen MRI-tutkimus laskimoepämuodostumien seurannassa vaikuttaa tarpeettomalta ja täten siitä voidaan luopua. Geneettisessä tutkimuksessa todettiin merkittävä tilastollinen ero hotspot ja non-hotspot mutaatioiden jakauman välillä yleisissä ja yhdistetyissä imusuoniepämuodostumissa verrattuna syndroomiin, CLOVE syndroomiin, tai määrittelemättömiin PRO syndroomiin, mutta ei KT syndroomiin. Tutkimuksen tuloksiin perustuen PI3K signaalia inhiboivalla lääkkeellä on epidemiologinen ja patofysiologinen peruste sekä isoloitujen, kombinoitujen, että syndroomisten imusuoniepämuodostumien hoidossa. Diagnostista genotyypitystä ei pitäisi siksi rajoittaa vain PIK3CA hotspot mutaatioihin.Vascular anomalies represent a broad spectrum of disorders, often misdiagnosed, creating a very challenging patient entity. Management options for vascular anomalies have increased significantly during the last two decades. In addition, novel findings of genetic causes have opened an era for development of targeted precision therapies for these lesions. The aim of our first study was to evaluate the efficacy of OK-432 sclerotherapy with long-term follow-up results in treatment of lymphatic malformations (LM). Next, we compared the effectiveness of two sclerosing agents polidocanol and ethanol in the treatment of venous malformations (VM) – both intra- and extramuscular – with special emphasis to quality-of-life results after endovascular sclerotherapy. Finally, we took part in an international multicenter genetic study to demonstrate the incidence of non-hotspot phosphatidylinositol-4,5-bisphosphate 3- kinase catalytic subunit alpha (PIK3CA) mutations in congenital Lipomatous Overgrowth, Vascular malformations, Epidermal nevi, and Skeletal/spinal abnormalities and/or scoliosis (CLOVES) compared to common and combined LMs. Thirty-six LM patients were treated with OK-432 in the Department of Otorhinolaryngology and Department of Radiology, Tampere University Hospital, during the years 1999 to 2009. Forty-one patients with a VM were treated with polidocanol in Tampere (n=23) and Turku (n=18) University Hospitals during 2008 - 2013 and the results were retrospectively analyzed by the author. In the first VM study, the results were compared with 44 patients previously treated with ethanol in Tampere University hospital between 1991 - 2001. Identical sclerotherapy technique by the same radiologists was used in both studies. In the second VM study, the results were compared between two groups: intra- and extramuscular malformations. In both malformations studies (LM and VM), all patients answered a symptom questionnaire, in which the patients evaluated the severity of pre-, and post-treatment symptoms. After sclerotherapy, patients answered a specific quality of life (QOL) questionnaire. The final study was an international multicenter study collecting samples from 143 patients with LMs. The prevalence, distribution, and allele frequency of PIK3CA mutations in different phenotypes was analyzed and evaluated for any genotype-phenotype correlation. In the first study, magnetic resonance imaging (MRI) results showed that 80% of the LM patients objectively benefitted from the OK-432 sclerotherapy. No serious complications were noted. According to the self-evaluating questionnaire 94% of the patients subjectively felt they benefitted from the treatment. The average follow-up period of 6 years is the longest so far published showing a long lasting effect of OK-432 in the treatment of macrocystic LMs. According to the QOL questionnaire, 46% of the polidocanol treated VM patients subjectively benefitted from the treatment. However, the post-treatment overall results were significantly better in three of four dimensions of life in the ethanol group. In the ethanol group, there were three notable complications with none in the polidocanol group. With polidocanol treatment intramuscular VMs responded to the treatment comparably to extramuscular malformations. Post- treatment MRI findings did not correlate with either subjective symptoms or QOL- results. Polidocanol sclerotherapy was found to be effective, safe, and well tolerated treatment for VMs. Subjective symptoms and quality of life results are the most important parameters in evaluating the effectiveness of the treatment. Routine MRI for follow-up of VM patients appears redundant and may be omitted. We found a statistically significant difference in the distribution of hotspot mutations and non-hotspot mutations between common and combined LM compared to the syndromes, to CLOVES, or to unclassified PIK3CA-related overgrowth syndrome (PROS), but not Klippel-Trenaunay syndrome (KTS). Based on our data, repurposing of PI3K signaling pathway inhibitors for the treatment of LMs, whether isolated, combined, or syndromic, have a sound epidemiological and pathophysiological basis. Diagnostic genotyping should thus not be limited to PIK3CA hot-spot mutations

Non-hotspot PIK3CA mutations are more frequent in CLOVES than in common or combined lymphatic malformations.

Theragnostic management, treatment according to precise pathological molecular targets, requests to unravel patients' genotypes. We used targeted next-generation sequencing (NGS) or digital droplet polymerase chain reaction (ddPCR) to screen for somatic PIK3CA mutations on DNA extracted from resected lesional tissue or lymphatic endothelial cells (LECs) isolated from lesions. Our cohort (n = 143) was composed of unrelated patients suffering from a common lymphatic malformation (LM), a combined lymphatic malformation [lymphatico-venous malformation (LVM), capillaro-lymphatic malformation (CLM), capillaro-lymphatico-venous malformation (CLVM)], or a syndrome [CLVM with hypertrophy (Klippel-Trenaunay-Weber syndrome, KTS), congenital lipomatous overgrowth-vascular malformations-epidermal nevi -syndrome (CLOVES), unclassified PIK3CA-related overgrowth syndrome (PROS) or unclassified vascular (lymphatic) anomaly syndrome (UVA)]. We identified a somatic PIK3CA mutation in resected lesions of 108 out of 143 patients (75.5%). The frequency of the variant allele ranged from 0.54 to 25.33% in tissues, and up to 47% in isolated endothelial cells. We detected a statistically significant difference in the distribution of mutations between patients with common and combined LM compared to the syndromes, but not with KTS. Moreover, the variant allele frequency was higher in the syndromes. Most patients with an common or combined lymphatic malformation with or without overgrowth harbour a somatic PIK3CA mutation. However, in about a quarter of patients, no such mutation was detected, suggesting the existence of (an)other cause(s). We detected a hotspot mutation more frequently in common and combined LMs compared to syndromic cases (CLOVES and PROS). Diagnostic genotyping should thus not be limited to PIK3CA hotspot mutations. Moreover, the higher mutant allele frequency in syndromes suggests a wider distribution in patients' tissues, facilitating detection. Clinical trials have demonstrated efficacy of Sirolimus and Alpelisib in treating patients with an LM or PROS. Genotyping might lead to an increase in efficacy, as treatments could be more targeted, and responses could vary depending on presence and type of PIK3CA-mutation