Skin microbiome in cancer patients with pruritus and other skin toxic reactions related to anticancer therapy: A review

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

Modern antitumor therapy includes novel targeted and immunotherapeutic options specifically targeting tumor targets. However, many of these targets are also expressed in the constantly proliferating epidermis of the skin, leading to derangement of proliferation and differentiation of keratinocytes, inflammatory responses, skin barrier dysfunction, inhibition of antimicrobial peptides' synthesis, and toxic skin reactions. The article presents an overview of current data on microbiome disorders associated with toxic skin reactions. The potential mechanisms of skin microbiome changes inducing the occurrence and persistence of rashes during anticancer therapy are addressed.

About the authors

Aleksandra S. Polonskaia

Central State Medical Academy

Author for correspondence.
Email: dr.polonskaia@gmail.com
ORCID iD: 0000-0001-6888-4760

Assistant

Russian Federation, Moscow

Anna V. Michenko

Central State Medical Academy; International Institute of Psychosomatic Health; Medical Research and Educational Center (Lomonosov University Clinic)

Email: amichenko@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-2985-5729
SPIN-code: 8375-4620

Cand. Sci. (Med.)

Russian Federation, Moscow; Moscow; Moscow

Larisa S. Kruglova

Central State Medical Academy

Email: kruglovals@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-5044-5265
SPIN-code: 1107-4372

D. Sci. (Med.), Prof.

Russian Federation, Moscow

Evgeniya A. Shatokhina

Central State Medical Academy; Medical Research and Educational Center (Lomonosov University Clinic)

Email: e.a.shatokhina@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-0238-6563
SPIN-code: 3827-0100

D. Sci. (Med.), Prof.

Russian Federation, Moscow; Moscow

Andrey N. Lvov

Central State Medical Academy; Medical Research and Educational Center (Lomonosov University Clinic)

Email: alvov@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-3875-4030
SPIN-code: 1053-3290

D. Sci. (Med.), Prof.

Russian Federation, Moscow; Moscow

References

  1. Grice EA, Segre JA. The skin microbiome [Erratum in Nat Rev Microbiol. 2011;9(8):626]. Nat Rev Microbiol. 2011;9(4):244-53. doi: 10.1038/nrmicro2537
  2. Costello EK, Lauber CL, Hamady M, et al. Bacterial community variation in human body habitats across space and time. Science. 2009;326(5960):1694-7. doi: 10.1126/science.1177486
  3. Nakatsuji T, Chiang HI, Jiang SB, et al. The microbiome extends to subepidermal compartments of normal skin. Nat Commun. 2013;4:1431. doi: 10.1038/ncomms2441
  4. Khlebnikova AN, Petrunin DD. Physiological and pathogenic role of cutaneous microbiota. Treatment algorithms of secondary infected dermatoses. Consilium Medicum. Dermatology (Suppl.). 2016;4:18-25 (in Russian).
  5. Murashkin NN, Epishev RV, Ivanov RA, et al. Innovations in Therapeutic Improvement of the Cutaneous Microbiome in Children with Atopic Dermatitis. Current Pediatrics. 2022;21(5):352-61 (in Russian). doi: 10.15690/vsp.v21i5.2449
  6. Woo YR, Cho SH, Lee JD, Kim HS. The Human Microbiota and Skin Cancer. Int J Mol Sci. 2022;23(3):1813. doi: 10.3390/ijms23031813
  7. Kehrmann J, Koch F, Zumdick S, et al. Reduced Staphylococcus Abundance Characterizes the Lesional Microbiome of Actinic Keratosis Patients after Field-Directed Therapies. Microbiol Spectr. 2023;11(3):e0440122. doi: 10.1128/spectrum.04401-22
  8. Kullander J, Forslund O, Dillner J. Staphylococcus aureus and squamous cell carcinoma of the skin. Cancer Epidemiol Biomarkers Prev. 2009;18(2):472-8. doi: 10.1158/1055-9965.EPI-08-0905
  9. Wood DLA, Lachner N, Tan JM, et al. A natural history of actinic keratosis and cutaneous squamous cell carcinoma microbiomes. mBio. 2018;9(5):e01432-18. doi: 10.1128/mBio.01432-18
  10. Madhusudhan N, Pausan MR, Halwachs B, et al. Molecular profiling of keratinocyte skin tumors links Staphylococcus aureus overabundance and increased human b-defensin-2 expression to growth promotion of squamous cell carcinoma. Cancers (Basel). 2020;12(3):541. doi: 10.3390/cancers12030541
  11. Molina-García M, Malvehy J, Granger C, et al. Exposome and Skin. Part 2. The Influential Role of the Exposome, Beyond UVR, in Actinic Keratosis, Bowen's Disease and Squamous Cell Carcinoma: A Proposal. Dermatol Ther (Heidelb). 2022;12(2):361-80. doi: 10.1007/s13555-021-00644-3
  12. Olisova OYu, Grabovskaya OV, Tetushkina IN, Kosoukhova OA. T-cell cutaneous lymphoma: diagnostic difficulties. Russian journal of skin and venereal diseases. 2013;3:4-6 (in Russian).
  13. Salava A, Deptula P, Lyyski A, et al. Skin Microbiome in Cutaneous T-Cell Lymphoma by 16S and Whole-Genome Shotgun Sequencing. J Invest Dermatol. 2020;140(11):2304-8.e7. doi: 10.1016/j.jid.2020.03.951
  14. Harkins CP, MacGibeny MA, Thompson K, et al. Cutaneous T-Cell Lymphoma Skin Microbiome Is Characterized by Shifts in Certain Commensal Bacteria but not Viruses when Compared with Healthy Controls. J Invest Dermatol. 2021;141(6):1604-8. doi: 10.1016/j.jid.2020.10.021
  15. Mrázek J, Mekadim C, Kučerová P, et al. Melanoma-related changes in skin microbiome. Folia Microbiol (Praha). 2019;64(3):435-42. doi: 10.1007/s12223-018-00670-3
  16. Gopalakrishnan V, Spencer CN, Nezi L, et al. Gut microbiome modulates response to anti-PD-1 immunotherapy in melanoma patients. Science. 2018;359(6371):97-103. doi: 10.1126/science.aan4236
  17. Polonskaia AS, Shatokhina EA, Kruglova LS. Dermatologic adverse events associated with epidermal growth factor receptor inhibitors: current concepts of interdisciplinary problem. Head and Neck Tumors (HNT). 2021;11(4):97-109 (in Russian). doi: 10.17650/2222-1468-2021-11-4-97-109
  18. Michenko AV, Kruglova LS, Shatokhina EA. Dermatological toxicity of EGFR inhibitors: pathogenetic rationale and an algorithm for acne-like rash correction. Onkogematologiya = Oncohematology. 2021;16(4):50-8 (in Russian). doi: 10.17650/1818-8346-2021-16-4-50-58
  19. Ommori R, Nakamura Y, Miyagawa F, et al. Reduced induction of human β-defensins is involved in the pathological mechanism of cutaneous adverse effects caused by epidermal growth factor receptor monoclonal antibodies. Clin Exp Dermatol. 2020;45(8):1055-8. doi: 10.1111/ced.14311
  20. Jia Z, Bao K, Wei P, et al. EGFR activation-induced decreases in claudin1 promote MUC5AC expression and exacerbate asthma in mice. Mucosal Immunol. 2021;14(1):125-34. doi: 10.1038/s41385-020-0272-z
  21. Gerber PA, Kukova G, Buhren BA, Homey B. Density of Demodex folliculorum in patients receiving epidermal growth factor receptor inhibitors. Dermatology. 2011;222(2):144-7. doi: 10.1159/000323001
  22. Ramadan M, Hetta HF, Saleh MM, et al. Alterations in skin microbiome mediated by radiotherapy and their potential roles in the prognosis of radiotherapy-induced dermatitis: a pilot study. Sci Rep. 2021;11(1):5179. doi: 10.1038/s41598-021-84529-7
  23. Zhang M, Jiang Z, Li D, et al. Oral antibiotic treatment induces skin microbiota dysbiosis and influences wound healing. Microb Ecol. 2015;69(2):415-21. doi: 10.1007/s0024 8-014-0504-4
  24. Briaud P, Bastien S, Camus L, et al. Impact of coexistence phenotype between Staphylococcus aureus and Pseudomonas aeruginosa isolates on clinical outcomes among cystic fibrosis patients. Front Cell Infect Microbiol. 2020;10:266. doi: 10.3389/fcimb.2020.00266
  25. Armbruster CR, Wolter DJ, Mishra M, et al. Staphylococcus aureus Protein A mediates interspecies interactions at the cell surface of Pseudomonas aeruginosa. mBio. 2016;7(3):e00538-16. doi: 10.1128/mBio.00538-16

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig.1. Papulopustular rashes of the 3rd degree of severity, xerosis and itching of the 2nd degree of severity according to the Common Terminology Criteria for Adverse Events (CTCAE) v 5.0 scale against the background of targeted chemotherapy in the De Gramont + panitumumab regimen.

Download (114KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2023 Consilium Medicum

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».