Chronischer Endothelzellverlust des Transplantats nach perforierender Keratoplastik: Einfluss der Migration von Endothelzellen vom Transplantat zur Wirtshornhaut

Zusammenfassung

Hintergrund: Der chronische Endothelzellverlust nach perforierender Hornhauttransplantation ist ein seit langem bekanntes Phänomen. Als Hauptursache werden spaltlampenmikroskopisch nicht sichtbare immunologische Reaktionen vermutet. Daneben kommt als Zusatzfaktor auch eine Umverteilung von Spenderendothelzellen in Richtung Wirtshornhaut in Betracht. Dieser letztgenannte Aspekt wurde bei 3 homogenen Patientengruppen untersucht, die sich wahrscheinlich weniger in ihrer Neigung zu immunologischen Reaktionen, sehr wohl aber in der Neigung zur Migration von Transplantatendothelzellen in Richtung Wirtshornhaut unterscheiden. Patienten und Methoden: Patienten mit Keratokonus ohne Kataraktchirurgie (Gruppe I mit geringer Neigung zu Endothelzellumverteilungen), Patienten mit Fuchs-Endotheldystrophie ohne/mit Kataraktchirurgie (Gruppen IIa/IIb mit mäßiger Neigung zu Endothelzellumverteilungen) und Patienten mit bullöser Keratopathie nach Kataraktchirurgie (Gruppe III mit großer Neigung zu Endothelzellumverteilungen) wurden in die Studie eingeschlossen. In I wurden 273, in IIa 89, in IIb 165 und in III 188 Patienten mit einer perforierenden Erst-Keratoplastik in avaskulärer Wirtshornhaut versorgt (Gesamtgruppe). Patienten mit Glaukom oder weiteren intraokularen Operationen nach der Keratoplastik wurden von der Studie ausgeschlossen. Das klare Transplantatüberleben wurde ebenso wie der Anteil der Transplantate ohne Immunreaktionen nach Kaplan und Meier geschätzt. In die Endothelanalyse wurden nur 76 Patienten aus I, 18 Patienten aus IIa, 41 Patienten aus IIb und 23 Patienten aus III einbezogen, die keine Immunreaktion im postoperativen Verlauf erlebten und bei denen jeweils wenigstens 3 postoperative Endothelzelldichtewerte aus dem Transplantatzentrum vorlagen (Endothelgruppe). Ergebnisse: In der Endothelgruppe betrug der jährliche relative Endothelverlust in I 14,0 ± 19,0 %, in IIa 17,0 ± 19,1 %, in IIb 20,8 ± 18,2 % und in III 29,4 ± 17,6 % (ANOVA, p < 0,01). In der Gesamtgruppe waren 5 Jahre postoperativ in I 99 %, in IIa 98 %, in IIb 93 % und in III 69 % der Transplantate klar (Log-Rank-Test, p < 0,001). In demselben Zeitraum waren in der Gesamtgruppe in I 88 %, in IIa 86 %, in IIb 83 % und in III 81 % der Transplantate frei von an der Spaltlampe sichtbaren Immunreaktionen (Log-Rank-Test, p < 0,05). Ursachen irreversibler Transplantateintrübungen in der Gesamtgruppe waren Immunreaktionen (jeweils 0 in I und IIa; 1 in IIb; 9 in III), Oberflächenprobleme (jeweils 1 in I und IIb; 0 in IIa; 3 in III) und Endothelerschöpfungen (0 in I; 1 in IIa; 5 in IIb; 6 in III) (Chi-Quadrat-Test, p < 0,01). Schlussfolgerungen: Eine Migration von Transplantatendothelzellen in Richtung Wirtshornhaut scheint nach diesen Ergebnissen eine Hauptursache des im Vergleich zum Keratokonus oder zur Fuchs-Endotheldystrophie deutlich erhöhten Endothelzellverlusts bei bullöser Keratopathie zu sein. Dieser erhöhte Migrationsverlust verstärkt den vermutlich immunologisch bedingten Basisverlust und ist mitverantwortlich für die langfristig deutlich eingeschränktere Prognose dieser Patienten im Hinblick auf das klare Transplantatüberleben. Hieraus folgt, dass der Transplantatdurchmesser bei bullöser Keratopathie so groß sein sollte wie nur irgendwie immunologisch vertretbar, und die Endothelzelldichte sollte so hoch wie möglich sein, um diesen speziellen Verlustfaktor auszugleichen.

Abstract

Background: Chronic endothelial cell loss of the graft is common after penetrating keratoplasty. Some kind of subclinical immunological reaction that is not visible at the slitlamp has been suspected as main cause for this phenomenon. Furthermore, migration of graft endothelial cells towards the host cornea has been discussed to add to this loss in special cases. In this study, 3 homogenous patient groups with similar risk of immunological reactions were examined. Main difference between these groups was the potential of graft endothelial cells to migrate towards the host cornea. Patients and methods: Patients with keratoconus without cataract surgery (group I with little migration potential, n = 273), patients with Fuchs endothelial dystrophy without/with cataract surgery (groups IIa/IIb with moderate migration potential, n = 89/n = 165) and patients with bullous keratopathy after cataract surgery (group III with potentially large migration tendency, n = 188) were included in the study. All patients had a first keratoplasty. Patients with glaucoma or further intraocular procedures after keratoplasty were excluded from the study. Clear graft survival and ratio of grafts without immune reactions were estimated according to Kaplan and Meier. Endothelial analysis concerned only patients without immune reactions and with at least 3 postoperative endothelial cell density values of the graft center (76 patients in I, 18 patients in IIa, 41 patients in IIb and 23 patients in III). Results: Mean relative loss of endothelial cells per year was 14.0 ± 19.0 % in group I, 17.0 ± 19.1 % in group IIa, 20.8 ± 18.2 % in group IIb and 29.4 ± 17.6 % in group III (ANOVA, p < 0.01). Five years postoperatively in group I 99 %, in group IIa 98 %, in group IIb 93 % and in group III 69 % of the grafts were centrally clear (log rank test, p < 0.001). In the same period in group I 88 %, in group IIa 86 %, in group IIb 83 % and in group III 81 % of the grafts were free of immune reactions (log rank test, p < 0.05). Reasons for irreversible graft failure were immune reactions (0 in group I; 0 in group IIa; 1 in group IIb; 9 in group III, ), surface disorders (1 in group I; 0 in IIa; 1 in group IIb; 3 in group III) and endothelial failure (0 in group I; 1 in group IIa; 5 in group IIb; 6 in group III) (chi square test, p < 0.01). Conclusions: In patients with bullous keratopathy endothelial cell loss via migration seems to add significantly to the general chronic loss which is suspected to be immunological. Peripheral migration of endothelial cells, therefore, most probably contributes to limited prognosis of patients with bullous keratopathy in terms of clear graft survival. In consequence, corneal grafts for bullous keratopathy should be as large as immunologically tolerable, and endothelial cell density should be as high as possible in order to counteract this special endothelial loss factor.

Bullöse Keratopathie - chronischer Endothelzellverlust - Fuchs-Endotheldystrophie - Keratokonus - Keratoplastik - Transplantatüberleben

Bullous keratopathy - corneal endothelium - Fuchs endothelial dystrophy - graft survival - keratoconus - keratoplasty

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