Keratokonus (Übersicht)

 

Auszug aus der Habilitationsschrift von Priv.-Doz. Dr. Johannes Steinberg (2014)

Der Keratokonus ist eine progressive, beide Augen asymmetrisch betreffende, nichtentzündliche Hornhauterkrankung, welche durch eine zunehmende Verformung und Verdünnung des Gewebes charakterisiert ist [13]. Die dabei charakteristischerweise auftretende zentrale oder parazentrale Vorwölbung der Hornhaut führt zu einer Veränderung der Lichtbrechung (Refraktion), welche sich klinisch in einer zunehmenden Kurzsichtigkeit (Myopie) bzw. einer progressiven irregulären Hornhautverkrümmung (Astigmatismus) zeigt. Durch eine zunehmende Veränderung der kollagenen Mikrostruktur der Hornhaut kommt es in den fortgeschrittenen Stadien u.a. zu einer Verdünnung der Hornhaut mit Narbenbildung bis hin zu akuten Wassereinlagerungen im Gewebe (Hydrops) auf Grund von spannungsbedingten Rissen der Descemet-Membran.

Über die genauen Ursachen und Auslöser des Keratokonus sind bis zum heutigen Tage wenig bekannt. Histologische Studien konnten als ursächlich für die morphologischen Veränderungen eine Verminderung und unregelmäßige Anordnung der kornealen Kollagenlamellen, eine veränderte Verteilung der Kollagentypen sowie extrazelluläre Matrixveränderungen der Proteoglykane im Hornhautstroma nachweisen [14-16]. Die Tatsache, dass erstgradige Verwandte eine deutlich höhere Wahrscheinlichkeit für die Erkrankung aufweisen und monozygote Zwillinge hohe phänotypische Übereinstimmungen in der Ausprägung der Erkrankung aufweisen, lassen eine hereditäre Ursache sehr wahrscheinlich erscheinen [17-19]. Dennoch wird nach wie vor einer Großzahl der Neuerkrankungen ein sporadisches, nicht hereditäres Auftreten zugeschrieben [20]. Molekulargenetisch konnte kein singulärer Gen-Defekt als ursächlich aufgezeigt werden. Vielmehr wurden bis zum heutigen Tage Veränderungen an 17 Genloci als ursächlich für die Entstehung des Keratokonus identifiziert [20]. Daher, und auf Grund häufiger Assoziationen mit generalisierten Erkrankungen (u.a. atopische Diathese, Trisomie 21) sowie unterschiedlichen Prävalenzen in verschiedenen Ethnizitäten, geht man heutzutage von einer multifaktoriellen Genese der Erkrankung aus [20, 21].

Weltweit betrachtet liegt die Inzidenz bei ca. 1/2000, wobei starke Unterschiede hinsichtlich der Ethnizitäten nachgewiesen werden konnten (z.B. relative Inzidenz Europäer : Asiaten = 1:4,4 [22] bis 1:9 [23]). Die Angaben zum mittleren Alter bei der Diagnose variieren in der Literatur zwischen im Mittel 24-27 Jahre. Die Erkrankung lässt sich jedoch in vielen Fällen bereits im Teenager-Alter diagnostizieren und weist gerade bei jüngeren Betroffenen in der Regel eine stärkere Dynamik auf als bei älteren Patienten [24].

 

Symptome des Keratokonus

Die ersten, vom Patienten zu bemerkenden Symptome sind in der Regel eine leichte Sehunschärfe und in einigen Fällen eine zunehmende Lichtempfindlichkeit gerade beim Betrachten von künstlichen Lichtquellen im Dunkeln (z.B. die Autoscheinwerfer bei Nacht).
Wenn die Verformung der Hornhaut zunimmt, bemerkt man in der Regel eine zunehmende Sehunschärfe da die zunehmende Vorwölbung und Verziehung der Hornhaut zu einer zunehmenden Kurzsichtigkeit und unregelmäßigen Hornhautverkrümmung (Astigmatismus) führt. Sich innerhalb von wenigen Monaten verändernde Brillenwerte und eine nicht voll erreichbare Sehschärfe auch mit der neu angepassten Brille sind späte „Alarmsymptome“. Die Erkrankung ist typischerweise unterschiedlich stark in den beiden Augen ausgeprägt, so dass Betroffene einen zunehmenden Unterschied zwischen den Augen bzgl. der geschilderten Symptome wahrnehmen.

Typische, häufige Symptome von Keratokonus-Patieten:

-Gestörter Seheindruck mit/ ohne Brille in Nähe und Ferne
-Einäugig betonte Symptome
-„Geisterbilder“ (–> Wahrnehmung von mehreren Bildern/ Bilddopplungen beim Betrachten eines Objektes)
-Schattenbildung typischerweise in Form eines Kometenschweifs beim Betrachten von Objekten/ Buchstaben
-Schlechte Nachtsicht durch vermehrte Blendempfindlichkeit im Dunkeln
-Zunehmende Lichtempfindlichkeit (durch Streuung des Lichtes)

Therapie des Keratokonus (Entwicklung)

Auszug aus der Habilitationsschrift von Priv.-Doz. Dr. Johannes Steinberg (2014)

Neben dem Anpassen refraktiver Korrekturmöglichkeiten (Brille, formstabile Kontaktlinse) in den frühen Stadien, stellte die Hornhauttransplantation jahrzehntelang die einzige operative Therapie des Keratokonus und Ultima Ratio zugleich dar [21].

In den letzten Jahren haben besonders vier Entwicklungen zu einem vermehrten Interesse im Bereich der Keratokonusforschung beigetragen:

I) Seit der ersten Laser in situ Keratomileusis (LASIK) in den frühen 90er Jahren wurden insbesondere in den letzten zwei Jahrzehnten deutliche Fortschritte in dem Bereich der refraktiven Hornhautchirurgie erzielt [25]. Mit weltweit mehr als 40 Millionen Eingriffen stellt die LASIK mittlerweile das am häufigsten angewandte operativen Verfahren am Menschen dar (Market Scope, 2013). Der Keratokonus gilt als eines der wenigen absoluten Ausschlusskriterien der LASIK [2, 26]. Bei jeder LASIK oder vergleichbaren kornealen refraktiven Verfahren wird auf Grund des Gewebsabtrages die Biomechanik der Hornhaut geschwächt. Bereits ein geringer Gewebsabtrag bei Menschen mit einem Keratokonus können selbst bei zuvor minimaler bis nicht diagnostizierbarer Ausprägung der Erkrankung zu post-LASIK-Ektasien mit potentiell verheerenden refraktiven Ergebnissen führen [2, 26].

II) Die deutliche Zunahme der korneal-refraktiven Eingriffe hat besonders im letzten Jahrzehnt auch zu einer starken Weiterentwicklung der Diagnoseverfahren der Hornhaut geführt. Während bis zum Beginn des Jahrtausends die Analyse der Hornhautoberfläche (Topographie) als sensitivstes Verfahren zur Früherkennung des Keratokonus galt [12, 27, 28], ermöglichten es neue Technologien, in-vivo und kontaktfrei innerhalb von wenigen Sekunden die gesamte morphologische Hornhautstruktur (Tomographie), die punktspezifische Lichtbrechung der Hornhaut über deren gesamte Fläche (Wellenfrontanalysen), sowie deren biomechanischen Eigenschaften hochauflösend und reproduzierbar zu analysieren [29-37].

III) Seit dem Jahr 2003 steht mit der Hornhautquervernetzung erstmalig ein potentes Therapieverfahren zur Verfügung, welches einen Stopp der Progression des Keratokonus ermöglichen kann [38]. Vermittelt durch eine UV-Bestrahlung und katalysiert durch Riboflavin-haltigen Augentropfen kommt es zu einer vermehrten Sauerstoffradikalfreisetzung im Gewebe und als Folge zu einer photooxidativen Quervernetzung. Dies führt, durch Restrukturierungen innerhalb des Hornhautgewebes, zu einer „Verhärtung“ und somit zu einer zunehmenden Stabilisierung der Hornhaut. Mittels der Hornhautquervernetzung (auch Crosslinking genannt), kann somit eine Stabilisierung der Hornhautform erzielt werden. Da dies jedoch nicht gleichzeitig zu einer Regularisierung der Hornhautform bzw. Sehverbesserung führt, ist dieses Verfahren nur bei Patienten mit noch guter Sehfähigkeit und/ oder guter Kontaktlinsen-Verträglichkeit sinnvoll.

IV) Seit 2008 besteht die Möglichkeit, mittels eines geschlossenen Ringsystems (MyoRing, CISIS), welches direkt in die Hornhaut eingesetzt wird, diese zu stabilisieren und hinsichtlich ihrer Form zu regularisieren. Damit stellen die MyoRinge  zu Zeit das einzige Therapieverfahren des Keratokonus dar, welches sowohl einen Progressionsstopp, als auch eine Sehverbesserung (mit + ohne Brillen-/ Kontaktlinsen-Korrektur) ermöglichen kann.

 

Zunehmende Verformung der Hornhautoberfläche bei Keratokonus ohne Therapie innerhalb von 3 Monaten (links unten: Erstaufnahme, links oben Aufnahme nach 3 Monaten, rechts: Differenzkarte; "warme" Farben zeigen den Bereich der Hornhautversteilung). Stabilisierung der Hornhautoberfläche bei Keratokonus mit Therapie innerhalb von 3 Monaten (links unten: Erstaufnahme, links oben Aufnahme nach 3 Monaten, rechts: Differenzkarte; "warme" Farben zeigen den Bereich der Hornhautversteilung, blaue Farbgebung im Bereich der Abflachung der Hornhaut nach der Behandlung). MyoRing zentral in der Hornhaut (Übersichtsdarstellung mittels Spaltlampe)

Therapie des Keratokonus (Therapieschema zentrumsehstärke – Hamburg)

(Vorgehen im zentrumsehstärke/ CISIS Zentrum Hamburg)

Beim Erstkontakt/ bei der Erstdiagnose des Keratokonus sind u.a. 2 Aspekte des Patienten/ der Hornhaut wichtig:

I) Liegt eine gute Sehfähigkeit mit Brillen- und/ oder Kontaktlinsenkorrektur vor?
II) Ist der Befund stabil, oder liegt eine Progression (zunehmende Verformung der Hornhaut) vor?

Bei einer guten Sehfähigkeit wird in der Regel eine Versorgung mittels Brillengläsern und/ oder Kontaktlinsen empfohlen. Die Kontaktlinsen sind ab einem bestimmten Grad der Erkrankung eher in der Lage die Sehfehler auszugleichen als die Brillengläser (Wenn die Hornhaut bereits sehr unregelmäßig verzogen ist, ist die auf der Hornhaut „schwimmende“ Kontaktlinse besser in der Lage die Unregelmäßigkeiten auszugleichen und somit Lichtbrechungsstörphänomene zu korrigieren). Da die Erkrankung in Schüben verlaufen kann, werden Kontrolltermine vereinbart an denen die Hornhaut gescannt, die Brillenstärke überprüft und die Sehstärke des Patienten getestet wird. Wenn der Befund stabil ist, führen wir in der Regel keine operative Therapie durch. Ausnahmen können z.B. sehr junge Patienten sein (Teenager) bei denen ein deutlich höheres Risiko für eine Progression besteht als bei „älteren“ Keratokonuspatienten über 40.

Ist der Befund bei guter Sehfähigkeit progressiv, führen wir hier in Hamburg zeitnah eine Stabilisierungstherapie des Keratokonus (Hornhautquervernetzung/ „Crosslinking“) durch um den Befund im optimalen Befund „einzufrieren“/ eine weitere Verformung der Hornhaut zu verhindern.

Bei einer nicht ausreichenden Sehschärfe und/ oder Progression besteht in Hamburg die Möglichkeit über die Implantation eines geschlossenen Ringsystems in die Hornhaut (CISIS/ MyoRing) diese zu stabilisieren und zu regularisieren. Durch die Regularisierung der zuvor irregulären („verzogenen“) Hornhaut ist in der Regel eine Verbesserung des Sehens ohne, vor allem aber mit Brille möglich.

Ist der Keratokonus zu weit fortgeschritten (Narbenbildung, Hornhautdicke < 350 Mikrometer) ist eine hornhauterhaltende Therapie in der Regel nicht mehr sinnvoll, so dass wir den operativen Austausch der Hornhaut („Hornhauttransplantation“) empfehlen und mit den Patienten diskutieren. Die Hornhauttransplantation führen wir nicht im zentrumsehstärke durch. Privatdozent Dr. Linke operiert diese Patienten jedoch regelmäßig in der Augenklinik des Universitätsklinikums Hamburg – Eppendorf.

 

Orientierende Therapieentscheidungsbaum für die operative Versorgung von Keratokonuspatienten (zentrumsehstärke/ CISIS)

Quellen:

12) Rabinowitz, Y.S. and K. Rasheed, KISA% index: a quantitative videokeratography algorithm embodying minimal topographic criteria for diagnosing keratoconus. J Cataract Refract Surg, 1999. 25(10): p. 1327-35.
13) Krachmer, J.H., R.S. Feder, and M.W. Belin, Keratoconus and related noninflammatory corneal thinning disorders. Surv Ophthalmol, 1984. 28(4): p. 293-322.
14) Akhtar, S., et al., Ultrastructural analysis of collagen fibrils and proteoglycans in keratoconus. Acta Ophthalmol, 2008. 86(7): p. 764-72.
15) Hayes, S., et al., Depth profile study of abnormal collagen orientation in keratoconus corneas. Arch Ophthalmol, 2012. 130(2): p. 251-2.
16) Meek, K.M., et al., Changes in collagen orientation and distribution in keratoconus corneas. Invest Ophthalmol Vis Sci, 2005. 46(6): p. 1948-56.
17) Kennedy, R.H., W.M. Bourne, and J.A. Dyer, A 48-year clinical and epidemiologic study of keratoconus. Am J Ophthalmol, 1986. 101(3): p. 267-73.
18) Rabinowitz, Y.S., The genetics of keratoconus. Ophthalmol Clin North Am, 2003. 16(4): p. 607-20, vii.
19) Tuft, S.J., et al., Keratoconus in 18 pairs of twins. Acta Ophthalmol, 2012. 90(6): p. e482-6.
20) Abu-Amero, K.K., A.M. Al-Muammar, and A.A. Kondkar, Genetics of keratoconus: where do we stand? J Ophthalmol, 2014. 2014: p. 641708.
21) Buhren, J., G. Bischoff, and T. Kohnen, [Keratoconus: clinical aspects, diagnosis, therapeutic possibilities]. Klin Monbl Augenheilkd, 2011. 228(10): p. 923-40; quiz 941-2.
22) Pearson, A.R., et al., Does ethnic origin influence the incidence or severity of keratoconus? Eye (Lond), 2000. 14 ( Pt 4): p. 625-8.
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24) Tuft, S.J., et al., Prognostic factors for the progression of keratoconus. Ophthalmology, 1994. 101(3): p. 439-47.
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