Hoornvliestransplantatie (keratoplastiek)

Keratoplastiek (hoornvliestransplantatie) is het belangrijkste onderdeel van de hoornvlieschirurgie. Een hoornvliestransplantatie heeft verschillende doelen. Het belangrijkste doel van de operatie is optisch, d.w.z. het herstel van het verloren gezichtsvermogen. Er zijn echter situaties waarin het optische doel niet direct kan worden bereikt, bijvoorbeeld bij ernstige brandwonden, diepe ulcera en langdurige, niet-genezende keratitis. De prognose van transparante engraft van het transplantaat bij dergelijke patiënten is twijfelachtig. In deze gevallen kan keratoplastiek worden uitgevoerd voor therapeutische doeleinden, d.w.z. voor het verwijderen van necrotisch weefsel en het behoud van het oog als orgaan. In de tweede fase wordt optische keratoplastiek uitgevoerd op een rustig hoornvlies, wanneer er geen infectie is, er overvloedige vascularisatie is en het transplantaat niet wordt omgeven door rottend hoornvliesweefsel. Deze twee soorten hoornvliestransplantatie, met verschillende doelen, verschillen weinig van elkaar wat betreft de daadwerkelijke chirurgische techniek. In de klinische praktijk komt het dan ook vaak voor dat het transplantaat na therapeutische keratoplastiek transparant wortelt en de patiënt tegelijkertijd zowel een therapeutisch als een optisch resultaat ervaart.

Verbeterende hoornvliestransplantatie (keratoplastiek) is een transplantatie die wordt uitgevoerd ter verbetering van de bodem als voorbereiding op een daaropvolgende optische keratoplastiek. Voor tektonische doeleinden wordt de operatie uitgevoerd bij fistels en andere hoornvliesdefecten. Verbeterende en tektonische operaties kunnen worden beschouwd als vormen van therapeutische hoornvliestransplantatie.

Cosmetische hoornvliestransplantatie (keratoplastiek) wordt uitgevoerd bij blinde ogen wanneer het onmogelijk is om het gezichtsvermogen te herstellen, maar de patiënt verward raakt door een helderwitte vlek op het hoornvlies. In dit geval wordt de staar verwijderd met een trepaan met de juiste diameter en wordt het resulterende defect vervangen door een transparant hoornvlies. Als er witte vlekken in de periferie zijn die niet in de trepaanzone worden vastgelegd, worden deze gemaskeerd met inkt of roet met behulp van de tatoeagemethode.

Refractieve hoornvliestransplantatie (keratoplastiek) wordt uitgevoerd bij gezonde ogen om de optiek van het oog te veranderen als de patiënt geen bril of contactlenzen wil dragen. De operatie is gericht op het veranderen van de vorm van het gehele transparante hoornvlies of alleen het oppervlakteprofiel.

Op grond van fundamentele verschillen in de chirurgische techniek wordt er onderscheid gemaakt tussen laag-voor-laag- en penetrerende hoornvliestransplantatie.

Gelaagde hoornvliestransplantatie (keratoplastiek) wordt uitgevoerd in gevallen waarbij de vertroebelingen de diepere lagen van het hoornvlies niet aantasten. De operatie vindt plaats onder plaatselijke verdoving. Het oppervlakkige deel van het troebele hoornvlies wordt weggesneden, rekening houdend met de diepte van de vertroebelingen en hun oppervlakkige randen. Het resulterende defect wordt vervangen door een transparant hoornvlies van dezelfde dikte en vorm. Het transplantaat wordt versterkt met onderbroken hechtingen of één doorlopende hechting. Bij optische gelaagde keratoplastiek worden centraal gelegen ronde transplantaten gebruikt. Therapeutische gelaagde transplantaten van verschillende typen kunnen zowel in het centrum als aan de periferie van het hoornvlies binnen het aangetaste gebied worden uitgevoerd. Het transplantaat kan rond zijn of een andere vorm hebben.

Het hoornvlies van een menselijk lijkoog wordt voornamelijk gebruikt als donormateriaal. Voor therapeutische laag-voor-laag hoornvliestransplantatie is materiaal dat op verschillende manieren is geconserveerd (invriezen, drogen, bewaren in formaline, honing, diverse balsems, bloedserum, gammaglobuline, enz.) geschikt. Indien het transplantaat niet goed wortelt, kan een herhalingsoperatie worden uitgevoerd.

Penetrerende hoornvliestransplantatie (keratoplastiek) van het hoornvlies wordt meestal uitgevoerd voor optische doeleinden, maar kan zowel therapeutisch als cosmetisch zijn. De essentie van de operatie is de penetrerende verwijdering van het centrale deel van het troebele hoornvlies van de patiënt en de vervanging van het defect door een transparant transplantaat van het donoroog. Het hoornvlies van de ontvanger en de donor wordt uitgesneden met een rond, tubulair trepaanmes. De chirurgische set bevat trepaantjes met een snijkroon met verschillende diameters van 2 tot 11 mm.

Historisch gezien werden goede resultaten met penetrerende keratoplastiek voor het eerst behaald met transplantaten met een kleine diameter (2-4 mm). Deze operatie werd partiële penetrerende keratoplastiek genoemd en was verbonden met de namen Zirm (1905), Elschnig (1908) en VP Filatov (1912).

Transplantatie van een hoornvlies met een grote diameter (meer dan 5 mm) wordt subtotale penetrerende keratoplastiek genoemd. Transparante engraftment van een groot transplantaat werd voor het eerst bereikt door NA Puchkovskaya (1950-1954), een leerling van VP Filatov. Massale succesvolle vervanging van grote hoornvliesschijven werd pas mogelijk na de komst van microchirurgische technieken en het fijnste atraumatische hechtmateriaal. Een nieuwe richting in de oogchirurgie ontstond: reconstructie van de voorste en achterste oogsegmenten op basis van vrije chirurgische toegang die ontstaat door brede trepanatie van het hoornvlies. In deze gevallen wordt keratoplastiek uitgevoerd in combinatie met andere ingrepen, zoals dissectie van verklevingen en restauratie van de voorste oogkamer, irisplastische chirurgie en pupilrepositie, cataractverwijdering, plaatsing van een kunstlens, vitrectomie, verwijdering van een geluxeerde lens en vreemde voorwerpen, enz.

Bij het uitvoeren van een penetrerende subtotale keratoplastiek zijn een goede anesthesievoorbereiding van de patiënt en uiterst zorgvuldige manipulatie door de chirurg vereist. Lichte spierspanning en zelfs een onregelmatige ademhaling van de patiënt kunnen ertoe leiden dat de lens in de wond valt en andere complicaties veroorzaken. Daarom wordt de operatie bij kinderen en onrustige volwassenen onder algehele narcose uitgevoerd.

Een penetrerende hoornvliestransplantatie (keratoplastiek), waarbij de diameter van het getransplanteerde hoornvlies gelijk is aan de diameter van het hoornvlies van de ontvanger, wordt totale hoornvliestransplantatie genoemd. Deze operatie wordt praktisch niet gebruikt voor optische doeleinden.

Het biologische resultaat van keratoplastiek wordt beoordeeld aan de hand van de conditie van het getransplanteerde transplantaat: transparant, translucent en troebel. Het functionele resultaat van de operatie hangt niet alleen af van de mate van transparantie van het transplantaat, maar ook van het behoud van het oogzenuwstelsel. Bij een transparant transplantaat is de gezichtsscherpte vaak laag vanwege het optreden van postoperatief astigmatisme. In dit verband is naleving van de preventieve maatregelen ter voorkoming van astigmatisme tijdens de operatie van groot belang.

De beste resultaten worden behaald bij operaties aan rustige ogen met een beperkt aantal bloedvaten. De laagste functionele indicatoren na een operatie worden waargenomen bij alle soorten brandwonden, langdurig niet-genezende ulcera en overvloedig gevasculariseerde leukomen.

Hoornvliestransplantatie (keratoplastiek) maakt deel uit van een groot, algemeen biologisch probleem bij orgaan- en weefseltransplantatie. Het hoornvlies is een uitzondering op de regel onder de andere te transplanteren weefsels. Het bevat geen bloedvaten en is door intraoculaire vloeistof gescheiden van het vaatstelsel van het oog. Dit verklaart de relatieve immuunisolatie van het hoornvlies, waardoor keratoplastiek succesvol kan worden uitgevoerd zonder strikte selectie van donor en ontvanger.

De eisen aan donormateriaal bij penetrerende keratoplastiek zijn aanzienlijk hoger dan bij laag-voor-laag keratoplastiek. Dit komt doordat het penetrerende transplantaat alle lagen van het hoornvlies bevat. Daaronder bevindt zich een laag die zeer gevoelig is voor veranderende levensomstandigheden. Dit is de binnenste, enkelvoudige cellaag van het achterste hoornvliesepitheel, die een speciale, gliale oorsprong heeft. Deze cellen sterven altijd als eerste af; ze kunnen niet volledig regenereren. Na de operatie worden alle structuren van het donorhoornvlies geleidelijk vervangen door de weefsels van het hoornvlies van de ontvanger, met uitzondering van de cellen van het achterste epitheel. Deze cellen blijven leven en garanderen zo de levensduur van het gehele transplantaat. Daarom wordt penetrerende keratoplastiek soms ook wel de kunst genoemd van het transplanteren van een enkelvoudige cellaag van het achterste epitheel. Dit verklaart de hoge eisen aan de kwaliteit van donormateriaal voor penetrerende keratoplastiek en de maximale voorzichtigheid ten aanzien van het achterste oppervlak van het hoornvlies tijdens alle handelingen tijdens de operatie. Voor penetrerende keratoplastiek wordt een hoornvlies van een overledene gebruikt, dat maximaal één dag na het overlijden van de donor ongeconserveerd wordt bewaard. Ook hoornvliezen die in speciale omgevingen zijn bewaard, waaronder lage en extreem lage temperaturen, worden getransplanteerd.

In grote steden zijn speciale oogbanken opgericht die donormateriaal verzamelen, bewaren en de opslag ervan controleren in overeenstemming met de eisen van de bestaande wetgeving. Methoden voor het bewaren van hoornvliezen worden voortdurend verbeterd. Donormateriaal wordt noodzakelijkerwijs onderzocht op de aanwezigheid van aids, hepatitis en andere infecties; biomicroscopie van het donoroog wordt uitgevoerd om pathologische veranderingen in het hoornvlies uit te sluiten en de gevolgen van chirurgische ingrepen in het voorste deel van het oog te identificeren.

Hoornvliestransplantatie (keratoplastiek) en afstotingsreactie

Het is bekend dat de doorslaggevende rol bij het behalen van succes bij transplantatie van aplogische organen en weefsels (inclusief het hoornvlies) wordt gespeeld door hun compatibiliteit met de organen en weefsels van de ontvanger wat betreft HLA klasse II-genen (met name DR) en HLA-B klasse I-antigenen, evenals verplichte immunosuppressie. Met volledige compatibiliteit wat betreft DR- en B-genen en adequate immunosuppressieve therapie na de operatie (cyclosporine A wordt erkend als het optimale medicijn), is de kans op transparante engraftment van het donorhoornvlies hoog. Echter, zelfs met een dergelijke optimale aanpak is er geen garantie voor volledig succes; bovendien is het lang niet altijd mogelijk (ook om economische redenen). Tegelijkertijd zijn er talrijke klinische gevallen bekend waarin, zonder een speciale selectie van donor en ontvanger en zonder geschikte immunosuppressieve therapie, een penetrerend transplantaat perfect transparant engrafteerde. Dit komt vooral voor bij keratoplastiek op avasculaire leukomen, die zich terugtrekken uit de limbus (een van de "immunocompetente" zones van het oog), mits aan alle technische voorwaarden van de operatie is voldaan. Er zijn ook andere situaties waarin de kans op een immunologisch conflict na de operatie zeer hoog is. Dit geldt allereerst voor leukomen na brandwonden, diepe en langdurig niet-genezende hoornvliesulcera, en overvloedig gevasculariseerde leukomen die zich vormen tegen de achtergrond van diabetes en bijkomende infecties. In dit verband zijn methoden voor preoperatieve immunologische voorspelling van het risico op transplantaatafstoting en postoperatieve monitoring (constante monitoring) van bijzonder belang.

Onder patiënten die voor keratoplastiek worden doorverwezen, komen personen met een verminderde immuniteit bijzonder vaak voor. Zo heeft slechts 15-20% van de patiënten met post-brandwondleukomen een normale immunologische index. Tekenen van secundaire immunodeficiëntie worden bij meer dan 80% van de patiënten gevonden: de helft van hen heeft overwegend systemische afwijkingen, 10-15% heeft selectieve lokale verschuivingen en ongeveer 20% heeft gecombineerde stoornissen van lokale en systemische immuniteit. Het is vastgesteld dat niet alleen de ernst en aard van de brandwond, maar ook eerdere operaties een zekere invloed hebben op de ontwikkeling van secundaire immuundeficiëntie. Bij patiënten die eerder een keratoplastiek of een andere operatie aan verbrande ogen hebben ondergaan, worden normoactieve personen ongeveer 2 keer minder vaak aangetroffen, en gecombineerde immuunstoornissen worden bij dergelijke patiënten 2 keer vaker vastgesteld dan bij eerder niet-geopereerde patiënten.

Hoornvliestransplantatie kan leiden tot verergering van immuunstoornissen die vóór de operatie werden waargenomen. Immunopathologische manifestaties zijn het meest uitgesproken na penetrerende keratoplastiek (vergeleken met laag-voor-laag transplantatie), herhaalde chirurgische ingrepen (aan hetzelfde of een ander oog) en bij gebrek aan adequate immunosuppressieve en immunocorrigerende therapie.

Om de uitkomsten van optische en reconstructieve keratoplastiek te voorspellen, is het van groot belang om veranderingen in de verhouding van immunoregulerende T-celsubpopulaties te monitoren. Een progressieve toename van het bloedgehalte aan CD4 ⁺ -lymfocyten (helpers) en een afname van het aantal CD8 ⁺ -cellen (suppressoren) met een toename van de CD4/CD8-index dragen bij aan de ontwikkeling van systemische weefselspecifieke auto-immunisatie. Een toename van de ernst (vóór of na de operatie) van auto-immuunreacties gericht tegen het hoornvlies gaat meestal gepaard met een ongunstige uitkomst. Een erkende prognostische test is "remming" van leukocytenmigratie bij contact met corneale antigenen in vitro (in RTML), wat wijst op een toename van de specifieke cellulaire immuunrespons (een belangrijke immunologische factor in de transplantologie). Deze wordt met een wisselende frequentie gedetecteerd (van 4 tot 50% van de gevallen), afhankelijk van eerdere immuunstoornissen, het type keratoplastiek en de aard van de pre- en postoperatieve conservatieve behandeling. De piek wordt meestal waargenomen in de eerste tot derde week na de operatie. Het risico op een biologische reactie op het transplantaat neemt in dergelijke gevallen aanzienlijk toe.

Het testen op anti-hoornvliesantilichamen (in RIGA) levert geen informatie op, wat kennelijk te wijten is aan de vorming van specifieke immuuncomplexen.

Immunologische voorspelling van de uitkomsten van keratoplastiek is mogelijk op basis van cytokinestudies. Detectie (vóór of na de operatie) van IL-1b (verantwoordelijk voor de ontwikkeling van een antigeenspecifieke cellulaire respons) in het traanvocht en/of bloedserum is geassocieerd met een risico op transplantatieziekte. Deze cytokine wordt alleen in de eerste 7-14 dagen na de operatie in het traanvocht gedetecteerd en niet bij alle patiënten (ongeveer 1/3). In serum kan het veel langer (binnen 1-2 maanden) en vaker worden gedetecteerd (tot 50% van de gevallen na lamellaire keratoplastiek, tot 100% na penetrerende keratoplastiek), vooral bij onvoldoende immunosuppressieve therapie. Detectie van een ander cytokine, TNF-a (een IL-1-synergist die inflammatoire, cytotoxische reacties kan veroorzaken), in het traanvocht of serum is eveneens een prognostisch ongunstig teken. Met deze feiten moet rekening worden gehouden bij het monitoren van de effectiviteit van de behandeling en bij het bepalen van de duur van het gebruik van immunosuppressiva die de productie van pro-inflammatoire cytokinen onderdrukken.

Ondanks het feit dat de immuundeficiëntietoestand bij patiënten met penetrerende wonden en brandwonden aan het oog kan worden veroorzaakt door hyperproductie van prostaglandinen die de secretie van IL-2 (een van de belangrijkste inductoren van de immuunreactie) en de daarvan afhankelijke IFN-γ onderdrukken, is de toediening van IL-2 (het medicijn Roncoleukin) of stimulantia van de productie ervan tijdens hoornvliestransplantatie gecontra-indiceerd, omdat ze kunnen leiden tot activering van cytotoxische lymfocyten, wat resulteert in een verhoogd risico op transplantaatschade.

De interferonstatus van de patiënt heeft een uitgesproken effect op de uitkomst van keratoplastiek. Een verhoging van de serum-IFN-α-concentratie (tot 150 pg/ml en meer), waargenomen bij één op de vijf patiënten met post-burn leukomen en 1,5-2 keer vaker na transplantatie van het verbrande hoornvlies (binnen 2 maanden), wordt geassocieerd met ongunstige uitkomsten van keratoplastiek. Deze observaties komen overeen met gegevens over de ongunstige pathogenetische betekenis van interferonhyperproductie en contra-indicaties voor het gebruik van interferontherapie (met name recombinant α- _interferon -reoferon) bij transplantatie van andere organen en weefsels. Het immunopathologische effect berust op het vermogen van alle soorten interferonen om de expressie van HLA-klasse I (IFN-a, IFN-b, IFN-y) en klasse II (IFN-y) moleculen te verbeteren, de productie van IL-1 en vervolgens van IL-2 te stimuleren en zo de activering van cytotoxische lymfocyten, auto-immuunreacties en de ontwikkeling van een biologische reactie van het transplantaat met de daaropvolgende troebelheid te bevorderen.

Het onvermogen om matig interferonen te produceren (met name IFN-a, IFN-b), d.w.z. in concentraties die nodig zijn om te beschermen tegen latente, chronische virale infecties (vaak verergerd door immunosuppressieve therapie), evenals hyperproductie van interferonen, hebben een nadelig effect op de resultaten van keratoplastiek. Een voorbeeld hiervan zijn observaties van patiënten geïnfecteerd met het hepatitis B-virus, voor wie IFN-a-deficiëntie bijzonder kenmerkend is. In deze groep kwam de reactie van afstoting van een hoornvliestransplantaat vier keer vaker voor dan bij niet-geïnfecteerde patiënten. Deze observaties tonen aan dat bij patiënten met een defect in de interferonvorming matige stimulatie ervan raadzaam is (om de antivirale bescherming op het niveau van het hele organisme te activeren) zonder ongewenste versterking van immunopathologische reacties. Een dergelijke behandeling kan worden uitgevoerd in combinatie met immunosuppressieve en symptomatische therapie met behulp van zachte immunocorrectoren met hun systemische (maar niet lokale!) toepassing.