From Bench to Bedside: Integrating Strategies to Enhance the Diagnostic Process of VEXAS Syndrome

VEXAS syndrome (Vacuoles, E1 enzyme, X-linked, Autoinflammatory, Somatic) is a recently identified, adult-onset hemato-inflammatory disorder caused by somatic mutations in the UBA1 gene located on X chromosome. Clinically, it presents with a combination of rheumatologic and inflammatory symptoms, alongside dermatologic features. Its heterogeneous clinical presentation often results in considerable diagnostic delays, with adverse effects on patient outcomes. This study aims to facilitate the diagnostic process by combining the early recognition of key clinical features with genetic analysis and an in-depth cytological evaluation of peripheral blood. UBA1 mutations were confirmed via Next-Generation Sequencing (NGS; Nextseq2000 Illumina) in a cohort of 20 male patients. Extensive clinical data were collected and peripheral blood smears were evaluated using May-Grünwald Giemsa (MGG) staining. Statistical analysis was performed with GraphPad Prism 10 (GraphPad Software Inc., La Jolla). A p-value <0.05 was considered significant. Our cohort included 20 males with (mean age 71.3 years). All patients carried somatic UBA1 mutations, predominantly the p.Met41Thr (45%), p.Met41Val (30%), and p.Met41Leu (10%) variants which were found in 9, 6 and 2 patients respectively. Less frequently, splice site mutations were also identified in 3 patients (15%). Clinically, the most frequent manifestations were rheumatologic, including chondritis observed in 75% of the cases, along with dermatologic features (75%), and hematologic manifestations, including macrocytic anemia (95%) and MDS (50%). Moreover, the cohort exhibited high rates of infectious complications (80%) and vascular events (70%), both contributing substantially to overall morbidity and mortality. Peripheral blood cytological analysis was performed on 17 patients, revealing characteristic cellular abnormalities in VEXAS patients compared to healthy controls. An increased neutrophil count was observed in 9 patients (52.9%), while all patients exhibited a markedly elevated proportion of hyposegmented and immature neutrophils. Evidence of cell death and nuclear abnormalities, specifically micronuclei formation and nuclear budding, was identified in 13 (76.4%) and 5 (38.4%) patients, respectively. These findings showed statistically significant differences (p <0.0001 and p <0.05, respectively) when compared with healthy donors. Leukocyte vacuolization was markedly increased in VEXAS patients, with vacuolated neutrophils observed exclusively in this group. Neutrophil vacuolization was present in 82.3% of cases (14 out of 17 patients), representing a statistically significant difference compared to healthy donors (p <0.0001). Vacuolated monocytes were also more frequently observed in VEXAS patients; however, this difference did not reach statistical significance. Granulocyte counts were reduced in 12 patients (70.5%), a finding likely related to ongoing corticosteroid therapy. The detection of erythroid precursors in the peripheral blood of 3 patients (17.6%) suggests that UBA1 mutations may impair erythropoiesis, contributing to the macrocytic anemia frequently observed in this patient population. Due to the limited sample size, mutation-specific phenotypic patterns or prognostic distinctions could not be conclusively drawn. Our data demonstrate that cytological blood analysis may serve as a useful tool for identifying VEXAS patients and characterizing abnormalities apart from vacuoles in myeloid precursors. The clinical findings align with those reported in other cohorts, which describe the coexistence of rheumatologic, dermatologic, and hematologic features. Although genetic testing remains the gold standard for confirming the diagnosis, a clinically oriented, phenotype-first approach, combined with cytological analysis, may be fundamental for enhancing the diagnostic process and facilitating the identification of this condition.

La sindrome VEXAS (Vacuoli, Enzima E1, X-linked, Autoinfiammatoria, Somatica) è una patologia emato-infiammatoria ad esordio nell’età adulta, recentemente descritta e causata da mutazioni somatiche del gene UBA1, localizzato sul cromosoma X. Si manifesta con una combinazione di sintomi reumatologici, infiammatori e dermatologici. La variabilità clinica spesso determina ritardi diagnostici significativi, con conseguenze negative sugli esiti clinici. Questo studio mira a ottimizzare il percorso diagnostico combinando il riconoscimento precoce delle caratteristiche cliniche con l’analisi genetica e la valutazione citologica del sangue periferico. Le mutazioni di UBA1 sono state confermate mediante Next-Generation Sequencing (NGS; NextSeq2000, Illumina) in una coorte di 20 pazienti maschi. Sono stati raccolti dati clinici dettagliati e analizzati strisci di sangue periferico mediante colorazione May-Grünwald Giemsa (MGG). L’analisi statistica è stata eseguita con GraphPad Prism 10 (GraphPad Software Inc., La Jolla), considerando significativi i valori di p<0,05. La nostra coorte comprendeva 20 pazienti maschi (età media 71,3 anni), tutti portatori di mutazioni somatiche del gene UBA1. Le varianti più comuni erano p.Met41Thr (45%), p.Met41Val (30%) e p.Met41Leu (10%), riscontrate rispettivamente in 9, 6 e 2 pazienti; mutazioni nei siti di splicing sono state rilevate in 3 casi (15%). Dal punto di vista clinico, le manifestazioni più comuni erano di tipo reumatologico, inclusa la condrite (75%), seguite da alterazioni dermatologiche (75%) e anomalie ematologiche, come anemia macrocitica (95%) e sindrome mielodisplastica (MDS, 50%). Complicanze infettive (80%) ed eventi vascolari (70%) erano anch’essi frequenti, con impatto rilevante su morbilità e mortalità. L’analisi citologica del sangue periferico è stata condotta su 17 pazienti, evidenziando anomalie cellulari caratteristiche rispetto ai controlli sani. In 9 pazienti (52,9%) è stato osservato un aumento del numero totale di neutrofili, mentre tutti mostravano un marcato aumento di neutrofili immaturi e iposegmentati. Alterazioni nucleari e segni di morte cellulare, in particolare la formazione di micronuclei (13 pazienti, 76,4%) e nuclear budding (5 pazienti, 38,4%), hanno mostrato differenze statisticamente significative rispetto ai donatori sani (p <0,0001 e p <0,05, rispettivamente). La vacuolizzazione leucocitaria era significativamente aumentata nei pazienti con VEXAS: neutrofili vacuolizzati sono stati osservati esclusivamente in questo gruppo, in 14 pazienti su 17 (82,3%; p <0,0001). Anche i monociti vacuolizzati sono stati più frequentemente rilevati nei pazienti VEXAS, sebbene senza significatività statistica. In 12 pazienti (70,5%) è stata riscontrata una riduzione della conta granulocitaria, probabilmente correlata alla terapia corticosteroidea in atto. La presenza di precursori eritroidi nel sangue periferico di 3 pazienti (17,6%) suggerisce un possibile coinvolgimento di UBA1 nell’eritropoiesi, contribuendo all’anemia macrocitica. La limitata numerosità del campione non ha consentito l’identificazione di correlazioni fenotipo-mutazione né di trarre conclusioni prognostiche definitive. I nostri dati indicano che l’analisi citologica del sangue periferico può rappresentare uno strumento utile per l’identificazione dei pazienti affetti da sindrome VEXAS e per la caratterizzazione di alterazioni morfologiche, non limitate alla sola vacuolizzazione dei precursori mieloidi. I reperti clinici risultano coerenti con quanto riportato in letteratura, confermando la coesistenza di manifestazioni reumatologiche, dermatologiche ed ematologiche. Sebbene l’analisi genetica rappresenti tuttora il gold standard per la diagnosi, un approccio clinico phenotype-first, integrato con l’analisi citologica, può rivelarsi fondamentale per migliorare il percorso diagnostico e facilitare l’identificazione precoce di questa condizione.