Hornhauttransplantation (Keratoplastik)

Die Keratoplastik (Hornhauttransplantation) ist der wichtigste Abschnitt der Hornhautchirurgie. Eine Hornhauttransplantation verfolgt verschiedene Ziele. Das Hauptziel der Operation ist die optische Wiederherstellung des verlorenen Sehvermögens. Es gibt jedoch Situationen, in denen das optische Ziel nicht sofort erreicht werden kann, beispielsweise bei schweren Verbrennungen, tiefen Geschwüren oder langfristiger, nicht heilender Keratitis. Die Prognose einer transparenten Ansiedlung des Transplantats ist bei solchen Patienten fraglich. In diesen Fällen kann eine Keratoplastik zu therapeutischen Zwecken durchgeführt werden, d. h. zur Entfernung nekrotischen Gewebes und zur Erhaltung des Auges als Organ. Im zweiten Schritt wird eine optische Keratoplastik an einer ruhigen Hornhaut durchgeführt, wenn keine Infektion vorliegt, eine reichliche Gefäßversorgung gewährleistet ist und das Transplantat nicht von zerfallendem Hornhautgewebe umgeben ist. Diese beiden Arten der Hornhauttransplantation, die unterschiedliche Ziele verfolgen, unterscheiden sich in der eigentlichen Operationstechnik kaum. Daher kommt es in der klinischen Praxis häufig vor, dass das Transplantat nach einer therapeutischen Keratoplastik transparent anwächst und der Patient gleichzeitig ein therapeutisches und optisches Ergebnis erlebt.

Die ameliorative Hornhauttransplantation (Keratoplastik) dient der Verbesserung des Hornhautaufbaus als Vorbereitung für eine anschließende optische Keratoplastik. Aus tektonischen Gründen wird die Operation bei Fisteln und anderen Hornhautdefekten durchgeführt. Ameliorative und tektonische Operationen zählen zu den therapeutischen Hornhauttransplantationen.

Eine kosmetische Hornhauttransplantation (Keratoplastik) wird bei blinden Augen durchgeführt, wenn eine Wiederherstellung des Sehvermögens nicht möglich ist, der Patient aber durch einen hellen weißen Fleck auf der Hornhaut verwirrt ist. In diesem Fall wird der Katarakt mit einem Trepan des entsprechenden Durchmessers entfernt und der entstandene Defekt durch eine transparente Hornhaut ersetzt. Befinden sich weiße Bereiche in der Peripherie, die nicht im Trepanbereich erfasst werden, werden diese mittels Tätowierung mit Tinte oder Ruß maskiert.

Eine refraktive Hornhauttransplantation (Keratoplastik) wird an gesunden Augen durchgeführt, um die Optik des Auges zu verändern, wenn der Patient keine Brille oder Kontaktlinsen tragen möchte. Die Operationen zielen darauf ab, die Form der gesamten transparenten Hornhaut oder nur ihr Oberflächenprofil zu verändern.

Aufgrund grundlegender Unterschiede in der Operationstechnik unterscheidet man zwischen der schichtweisen und der perforierenden Hornhauttransplantation.

Eine mehrschichtige Hornhauttransplantation (Keratoplastik) wird durchgeführt, wenn die Trübungen nicht die tiefen Hornhautschichten beeinträchtigen. Der Eingriff erfolgt unter örtlicher Betäubung. Der oberflächliche Teil der getrübten Hornhaut wird unter Berücksichtigung der Tiefe der Trübungen und ihrer oberflächlichen Grenzen entfernt. Der entstandene Defekt wird durch eine transparente Hornhaut gleicher Dicke und Form ersetzt. Das Transplantat wird mit Einzelknopfnähten oder einer fortlaufenden Naht verstärkt. Bei der optischen mehrschichtigen Keratoplastik werden zentral angeordnete runde Transplantate verwendet. Therapeutische mehrschichtige Transplantate verschiedener Art können sowohl im Zentrum als auch am Rand der Hornhaut im betroffenen Bereich durchgeführt werden. Das Transplantat kann rund oder anders geformt sein.

Als Spendermaterial wird hauptsächlich die Hornhaut eines menschlichen Leichenauges verwendet. Für die therapeutische schichtweise Hornhauttransplantation eignet sich auf verschiedene Weise konserviertes Material (Einfrieren, Trocknen, Lagerung in Formalin, Honig, verschiedenen Balsamen, Blutserum, Gammaglobulin usw.). Sollte das Transplantat nicht gut anwachsen, kann eine Wiederholungsoperation durchgeführt werden.

Die perforierende Hornhauttransplantation (Keratoplastik) der Hornhaut wird meist zu optischen Zwecken durchgeführt, kann aber sowohl therapeutische als auch kosmetische Zwecke erfüllen. Kern der Operation ist die perforierende Entfernung des zentralen Teils der trüben Hornhaut des Patienten und der Ersatz des Defekts durch ein transparentes Transplantat aus dem Spenderauge. Die Hornhaut von Empfänger und Spender wird mit einem runden, röhrenförmigen Trepanmesser herausgeschnitten. Das Operationsset enthält Trepane mit Schneidkronen unterschiedlicher Durchmesser von 2 bis 11 mm.

Historisch gesehen wurden gute Ergebnisse der perforierenden Keratoplastik erstmals mit Transplantaten mit kleinem Durchmesser (2–4 mm) erzielt. Diese Operation wurde als partielle perforierende Keratoplastik bezeichnet und ist mit den Namen von Zirm (1905), Elschnig (1908) und VP Filatov (1912) verbunden.

Die Transplantation einer Hornhaut mit großem Durchmesser (mehr als 5 mm) wird als subtotale perforierende Keratoplastik bezeichnet. Die transparente Transplantation eines großen Transplantats wurde erstmals von NA Puchkovskaya (1950-1954), einer Schülerin von VP Filatov, erreicht. Der massenhafte erfolgreiche Ersatz großer Hornhautscheiben wurde erst nach dem Aufkommen mikrochirurgischer Operationstechniken und feinstem atraumatischem Nahtmaterial möglich. Eine neue Richtung in der Augenchirurgie entstand – die Rekonstruktion der vorderen und hinteren Augenabschnitte basierend auf einem freien chirurgischen Zugang, der durch eine weite Trepanation der Hornhaut geöffnet wird. In diesen Fällen wird die Keratoplastik in Kombination mit anderen Eingriffen durchgeführt, wie z. B. der Dissektion von Verwachsungen und Wiederherstellung der vorderen Augenkammer, Irisplastik und Pupillenrepositionierung, Kataraktentfernung, Einsetzen einer künstlichen Linse, Vitrektomie, Entfernung einer luxierten Linse und von Fremdkörpern usw.

Bei der Durchführung einer perforierenden subtotalen Keratoplastik sind eine gute Narkosevorbereitung des Patienten und eine äußerst sorgfältige Handhabung durch den Chirurgen erforderlich. Geringe Muskelverspannungen und sogar eine ungleichmäßige Atmung des Patienten können zum Herausfallen der Linse in die Wunde und anderen Komplikationen führen. Daher wird die Operation bei Kindern und unruhigen Erwachsenen unter Vollnarkose durchgeführt.

Eine penetrierende Hornhauttransplantation (Keratoplastik), bei der der Durchmesser der transplantierten Hornhaut dem Durchmesser der Empfängerhornhaut entspricht, wird als total bezeichnet. Diese Operation wird für optische Zwecke praktisch nicht verwendet.

Das biologische Ergebnis der Keratoplastik wird anhand des Zustands des transplantierten Transplantats beurteilt: transparent, durchscheinend und trüb. Das funktionelle Ergebnis der Operation hängt nicht nur vom Grad der Transparenz des Transplantats ab, sondern auch vom Erhalt des Sehnervenapparates des Auges. Bei einem transparenten Transplantat ist die Sehschärfe aufgrund des Auftretens eines postoperativen Astigmatismus häufig beeinträchtigt. In diesem Zusammenhang ist die Einhaltung intraoperativer Maßnahmen zur Astigmatismusprävention von großer Bedeutung.

Die besten Ergebnisse lassen sich bei Operationen an ruhigen Augen erzielen, die nicht über eine große Anzahl von Gefäßen verfügen. Die niedrigsten Funktionsindikatoren nach der Operation werden bei allen Arten von Verbrennungen, langfristigen nicht heilenden Geschwüren und reichlich vaskularisierten Leukome beobachtet.

Die Hornhauttransplantation (Keratoplastik) ist Teil eines großen allgemeinen biologischen Problems der Organ- und Gewebetransplantation. Es ist zu beachten, dass die Hornhaut eine Ausnahme unter den anderen transplantierbaren Geweben darstellt. Sie hat keine Gefäße und ist durch die Augenflüssigkeit vom Gefäßtrakt des Auges getrennt. Dies erklärt die relative Immunisolation der Hornhaut, die eine erfolgreiche Keratoplastik ohne strenge Spender- und Empfängerauswahl ermöglicht.

Der Bedarf an Spendermaterial ist bei der perforierenden Keratoplastik deutlich höher als bei der schichtweisen Keratoplastik. Das liegt daran, dass das perforierende Transplantat alle Schichten der Hornhaut enthält. Darunter befindet sich eine Schicht, die sehr empfindlich auf veränderte Lebensbedingungen reagiert. Dabei handelt es sich um die innere einreihige Zellschicht des hinteren Hornhautepithels, die einen besonderen, glialen Ursprung hat. Diese Zellen sterben immer zuerst ab, sie sind nicht zur vollständigen Regeneration fähig. Nach der Operation werden alle Strukturen der Spenderhornhaut nach und nach durch das Gewebe der Empfängerhornhaut ersetzt, mit Ausnahme der Zellen des hinteren Epithels, die weiterleben und so die Lebensdauer des gesamten Transplantates sichern, weshalb die perforierende Keratoplastik manchmal auch als die Kunst der Transplantation einer einreihigen Zellschicht des hinteren Epithels bezeichnet wird. Dies erklärt die hohen Anforderungen an die Qualität des Spendermaterials für die perforierende Keratoplastik und die größte Vorsicht im Umgang mit der Hornhautrückfläche bei allen Eingriffen während der Operation. Für die perforierende Keratoplastik wird eine Leichenhornhaut verwendet, die nach dem Tod des Spenders maximal einen Tag lang ohne Konservierung aufbewahrt wird. Auch Hornhäute, die unter speziellen Bedingungen, unter anderem bei niedrigen und extrem niedrigen Temperaturen, konserviert wurden, werden transplantiert.

In Großstädten wurden spezielle Hornhautbanken eingerichtet, die Spendermaterial gemäß den geltenden gesetzlichen Bestimmungen sammeln, konservieren und die Lagerung kontrollieren. Die Methoden zur Hornhautkonservierung werden ständig verbessert. Spendermaterial wird unbedingt auf AIDS, Hepatitis und andere Infektionen untersucht. Eine Biomikroskopie des Spenderauges wird durchgeführt, um pathologische Veränderungen der Hornhaut auszuschließen und die Folgen chirurgischer Eingriffe im vorderen Augenabschnitt zu identifizieren.

Hornhauttransplantation (Keratoplastik) und Abstoßungsreaktion

Es ist bekannt, dass die entscheidende Rolle für den Erfolg einer Transplantation aplogischer Organe und Gewebe (einschließlich der Hornhaut) deren Kompatibilität mit den Organen und Geweben des Empfängers hinsichtlich der HLA-Klasse-II-Gene (insbesondere DR) und HLA-B-Klasse-I-Antigene sowie die obligatorische Immunsuppression spielt. Bei vollständiger Kompatibilität hinsichtlich der DR- und B-Gene und einer angemessenen immunsuppressiven Therapie nach der Operation (Cyclosporin A gilt als das optimale Medikament) ist die Wahrscheinlichkeit einer transparenten Transplantation der Spenderhornhaut hoch. Doch selbst bei einem solchen optimalen Ansatz gibt es keine Garantie für einen vollständigen Erfolg; zudem ist er bei weitem nicht immer möglich (auch aus wirtschaftlichen Gründen). Gleichzeitig sind zahlreiche klinische Fälle bekannt, in denen ohne spezielle Auswahl von Spender und Empfänger und ohne entsprechende immunsuppressive Therapie ein penetrierendes Transplantat vollkommen transparent transplantiert wurde. Dies tritt hauptsächlich in Fällen auf, in denen eine Keratoplastik an avaskulären Leukoma durchgeführt wird, die sich aus dem Limbus (einer der „immunkompetenten“ Zonen des Auges) zurückziehen, sofern alle technischen Bedingungen der Operation erfüllt sind. Es gibt auch andere Situationen, in denen die Wahrscheinlichkeit eines immunologischen Konflikts nach der Operation sehr hoch ist. Dies gilt in erster Linie für Leukoma nach Verbrennungen, tiefe und langfristig nicht heilende Hornhautgeschwüre, reichlich vaskularisierte Leukoma, die vor dem Hintergrund von Diabetes und begleitenden Infektionen gebildet werden. In diesem Zusammenhang sind Methoden zur präoperativen immunologischen Vorhersage des Risikos einer Transplantatabstoßung und zur postoperativen Überwachung (ständige Überwachung) von besonderer Bedeutung.

Unter den Patienten, die zur Keratoplastik überwiesen werden, sind besonders häufig Personen mit geschwächter Immunität. Beispielsweise haben nur 15–20 % der Patienten mit Leukoma nach Verbrennungen normale immunologische Werte. Anzeichen einer sekundären Immunschwäche finden sich bei über 80 % der Patienten: Die Hälfte von ihnen hat überwiegend systemische Abweichungen, 10–15 % haben selektive lokale Verschiebungen und etwa 20 % haben kombinierte Störungen der lokalen und systemischen Immunität. Es wurde festgestellt, dass nicht nur die Schwere und Art der Verbrennung, sondern auch frühere Operationen einen gewissen Einfluss auf die Entwicklung einer sekundären Immunschwäche haben. Bei Patienten, die sich zuvor einer Keratoplastik oder einer anderen Operation an verbrannten Augen unterzogen haben, finden sich normoreaktive Personen etwa 2-mal seltener, und kombinierte Immunstörungen werden bei solchen Patienten 2-mal häufiger festgestellt als bei nicht operierten Patienten.

Eine Hornhauttransplantation kann zu einer Verschlimmerung der vor der Operation bestehenden Immunerkrankungen führen. Immunpathologische Manifestationen sind nach perforierender Keratoplastik (im Vergleich zur schichtweisen Operation), wiederholten chirurgischen Eingriffen (am selben oder am anderen Auge) und ohne adäquate immunsuppressive und immunkorrigierende Therapie am ausgeprägtesten.

Um die Ergebnisse optischer und rekonstruktiver Keratoplastiken vorherzusagen, ist die Überwachung von Veränderungen im Verhältnis der immunregulatorischen T-Zell-Subpopulationen von großer Bedeutung. Ein fortschreitender Anstieg des Blutspiegels an CD4 ⁺ -Lymphozyten (Helferzellen) und ein Rückgang der CD8 ⁺ -Zellen (Suppressoren) mit steigendem CD4/CD8-Index tragen zur Entwicklung einer systemischen gewebespezifischen Autoimmunisierung bei. Eine Zunahme des Schweregrads (vor oder nach der Operation) von gegen die Hornhaut gerichteten Autoimmunreaktionen ist in der Regel mit einem ungünstigen Ausgang verbunden. Ein anerkannter prognostischer Test ist die „Hemmung“ der Leukozytenmigration bei Kontakt mit Hornhautantigenen in vitro (im RTML), was auf eine Zunahme der spezifischen zellulären Immunantwort (ein wichtiger immunologischer Faktor in der Transplantologie) hinweist. Die Häufigkeit des Nachweises variiert (4 bis 50 %), abhängig von früheren Immunerkrankungen, der Art der Keratoplastik und der prä- und postoperativen konservativen Behandlung. Der Höhepunkt wird üblicherweise in der 1. bis 3. Woche nach der Operation beobachtet. Das Risiko einer biologischen Reaktion des Transplantates steigt in solchen Fällen deutlich an.

Die Testung von Anti-Hornhaut-Antikörpern (bei RIGA) ist nicht aussagekräftig, was offenbar auf die Bildung spezifischer Immunkomplexe zurückzuführen ist.

Eine immunologische Vorhersage des Ergebnisses einer Keratoplastik ist auf der Grundlage von Zytokinstudien möglich. Der Nachweis (vor oder nach der Operation) von IL-1b (verantwortlich für die Entwicklung einer antigenspezifischen zellulären Reaktion) in der Tränenflüssigkeit und/oder im Blutserum ist mit dem Risiko einer Transplantationserkrankung verbunden. Dieses Zytokin lässt sich in der Tränenflüssigkeit nur in den ersten 7–14 Tagen nach der Operation und nicht bei allen Patienten (etwa 1/3) nachweisen. Im Serum kann es viel länger (innerhalb von 1–2 Monaten) und häufiger (bis zu 50 % der Fälle nach lamellärer, bis zu 100 % nach perforierender Keratoplastik) nachgewiesen werden, insbesondere bei unzureichender immunsuppressiver Therapie. Der Nachweis eines anderen Zytokins, TNF-α (ein IL-1-Synergist, der entzündliche, zytotoxische Reaktionen hervorrufen kann), in der Tränenflüssigkeit oder im Serum ist ebenfalls ein prognostisch ungünstiges Zeichen. Diese Tatsachen sollten bei der Überwachung der Wirksamkeit der Behandlung und der Bestimmung der Anwendungsdauer von Immunsuppressiva, die die Produktion proinflammatorischer Zytokine unterdrücken, berücksichtigt werden.

Trotz der Tatsache, dass der Zustand der Immunschwäche bei Patienten mit penetrierenden Wunden und Verbrennungen des Auges durch eine Überproduktion von Prostaglandinen verursacht werden kann, die die Sekretion von IL-2 (einem der Hauptinduktoren der Immunantwort) und des davon abhängigen IFN-γ unterdrücken, ist die Verabreichung von IL-2 (das Medikament Roncoleukin) oder Stimulanzien seiner Produktion während einer Hornhauttransplantation kontraindiziert, da sie eine Aktivierung zytotoxischer Lymphozyten verursachen können, was zu einem erhöhten Risiko von Transplantatschäden führt.

Der Interferonstatus des Patienten hat einen ausgeprägten Einfluss auf das Ergebnis der Keratoplastik. Ein Anstieg der Serum-IFN-α-Konzentration (bis zu 150 pg/ml und mehr), der bei jedem fünften Patienten mit Leukomen nach Verbrennungen und 1,5- bis 2-mal häufiger nach einer Transplantation der verbrannten Hornhaut (innerhalb von 2 Monaten) beobachtet wird, ist mit ungünstigen Ergebnissen der Keratoplastik verbunden. Diese Beobachtungen stehen im Einklang mit Daten zur ungünstigen pathogenetischen Bedeutung der Interferon-Hyperproduktion und Kontraindikationen für den Einsatz einer Interferontherapie (insbesondere rekombinantem α2- _Interferon -Reoferon) bei Transplantationen anderer Organe und Gewebe. Die immunpathologische Wirkung beruht auf der Fähigkeit von Interferonen aller Art, die Expression von HLA-Molekülen der Klasse I (IFN-a, IFN-b, IFN-y) und Klasse II (IFN-y) zu verstärken, die Produktion von IL-1 und folglich IL-2 zu stimulieren und dadurch die Aktivierung zytotoxischer Lymphozyten, Autoimmunreaktionen und die Entwicklung einer biologischen Reaktion des Transplantats mit seiner anschließenden Trübung zu fördern.

Die Unfähigkeit, Interferone (insbesondere IFN-a, IFN-b) in moderaten Konzentrationen zu produzieren, d. h. in Konzentrationen, die zum Schutz vor latenten, chronischen Virusinfektionen (oft verschlimmert durch eine immunsuppressive Therapie) erforderlich sind, sowie eine Überproduktion von Interferonen wirken sich negativ auf die Ergebnisse der Keratoplastik aus. Ein Beispiel sind Beobachtungen von Patienten, die mit dem Hepatitis-B-Virus infiziert waren und für die ein IFN-a-Mangel besonders charakteristisch ist. In dieser Gruppe war die Reaktion der Hornhauttransplantatabstoßung 4-mal häufiger als bei nicht infizierten Patienten. Diese Beobachtungen zeigen, dass bei Patienten mit einem Defekt in der Interferonbildung eine moderate Stimulation desselben ratsam ist (um den antiviralen Schutz auf der Ebene des gesamten Organismus zu aktivieren), ohne dass es zu einer unerwünschten Verstärkung immunpathologischer Reaktionen kommt. Eine solche Behandlung kann in Kombination mit einer immunsuppressiven und symptomatischen Therapie unter Verwendung weicher Immunkorrektoren und ihrer systemischen (aber nicht lokalen!) Anwendung durchgeführt werden.