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Hornhaut und äußeres Auge

Kreuzvernetzungs-assoziierte Infektionen

1. Was ist eine Crosslinking-assoziierte Infektion?

Abschnitt betitelt „1. Was ist eine Crosslinking-assoziierte Infektion?“

Das corneale Crosslinking (CXL) ist ein Verfahren, bei dem Riboflavin und ultraviolettes A (UVA) eingesetzt werden, um die Vernetzung der Kollagenfasern der Hornhaut zu verstärken. Es wird häufig bei Keratokonus und anderen fortschreitenden Hornhautektasien eingesetzt2). Obwohl CXL selbst durch die Produktion reaktiver Sauerstoffspezies (ROS) eine antimikrobielle Wirkung hat, besteht wie bei jedem Hornhauteingriff ein Risiko für postoperative Infektionen1).

Die Inzidenz einer infektiösen Keratitis nach CXL variiert je nach Studie. Shetty et al. berichteten mit 4 von 2.350 Augen (0,0017%) eine extrem niedrige Inzidenz1), während eine große Serie aus Südindien 11 von 3.842 Augen (0,21%) und eine iranische Serie 6 von 4.863 Augen (0,12%) angab.

CXL wird auch als Behandlung für infektiöse Keratitis untersucht. Diese als PACK-CXL (Photo Activated Chromophore for Keratitis) bezeichnete Anwendung wurde erstmals 2008 von Iseli et al. berichtet 1). Es handelt sich um eine adjuvante Therapie für medikamentenresistente mikrobielle Keratitis, die das Fortschreiten der Hornhautschmelzung hemmen und eine bakterizide Wirkung erzielen soll 1).

Bild zu Cross Linking Related Infections
Bild zu Cross Linking Related Infections
Ayşe Bozkurt Oflaz, Banu Bozkurt, Ümit Kamış, Bengü Ekinci Köktekir Corneal Collagen Crosslinking Treatment in a Case with Pneumococcal Keratitis 2017 Jun 1 Turk J Ophthalmol. 2017 Jun 1; 47(3):161-164 Figure 2. PMCID: PMC5468530. License: CC BY.
Weißes Infiltrat und diffuse Trübung in der Hornhautmitte, starke Rötung der umgebenden Bindehaut. Klinisches Foto eines schweren Falls von infektiöser Keratitis nach Hornhaut-Crosslinking.

Die infektiöse Keratitis nach CXL tritt typischerweise 1–5 Tage nach dem Eingriff auf. Hauptbeschwerden sind Augenschmerzen, Rötung und Sehverschlechterung.

  • Hornhautinfiltrat: Weißes knotiges Infiltrat im Stroma. Bevorzugt zentral bis parazentral. Kann von Satellitenläsionen begleitet sein.
  • Hypopyon: In schweren Fällen ist ein Hypopyon in der Vorderkammer erkennbar
  • Hornhautödem: Diffuse Bindehautinjektion und Hornhautödem
  • Epitheldefekt: Nach der Epithelabtragung (Epioff-Methode) tritt häufig ein Epitheldefekt auf, da sich das Epithel in der Regenerationsphase befindet
  • Hornhautperforation: In schweren Fällen führt eine Descemetozele zur Hornhautperforation. Rana et al. berichteten über zwei Fälle von Hornhautperforation

Die Prognose der berichteten Fälle ist unterschiedlich. Bei leichten Fällen (Staphylococcus epidermidis) wurde nach der Behandlung eine korrigierte Sehschärfe von 20/22 erreicht, während bei schweren Fällen (Pseudomonas aeruginosa, MRSA, Acanthamoeba) eine Hornhauttransplantation erforderlich war und die Sehschärfe deutlich eingeschränkt blieb.

Erreger

Staphylococcus aureus (MSSA/MRSA): Der häufigste Erreger. Er besitzt die Fähigkeit, über Fibronektin-bindende Proteine an Hornhautzellen zu adhärieren

Pseudomonas aeruginosa: Im Zusammenhang mit Kontaktlinsengebrauch. Sekretiert 7 Proteasen und verursacht schwere Hornhautschäden

Andere: Staphylococcus epidermidis, Escherichia coli, Aspergillus, Acanthamoeba, Herpes-simplex-Virus

Risikofaktoren

Epithel-off-Verfahren: Durch Verlust der Epithelbarriere steigt das Infektionsrisiko2)

Schutz-Kontaktlinsen: Postoperativ verwendete Verband-KL können als Infektionsquelle dienen

Fluorchinolon-Resistenz: Es wird berichtet, dass die Mehrheit der Infektionen nach CXL Fluorchinolon-resistent war

Bei Augen mit Herpes-simplex-Virus in der Vorgeschichte besteht ein Risiko der Virusreaktivierung durch UV-Bestrahlung, und CXL gilt als Kontraindikation1). Kymionis et al. berichteten über einen Fall von Herpes-simplex-Keratitis nach CXL, bei dem am 5. postoperativen Tag ein landkartenartiger Epitheldefekt, Stromaödem und Vorderkammerentzündung auftraten und mittels PCR Herpes-simplex-Virus-DNA nachgewiesen wurde.

Q Hat die transepitheliale CXL ein geringeres Infektionsrisiko?
A

Im Vergleich zur Epithel-off-Methode hat die transepitheliale Methode theoretisch ein geringeres Infektionsrisiko, da das Hornhautepithel erhalten bleibt. Allerdings berichteten Rana et al. auch nach transepithelialer CXL über das Auftreten einer bakteriellen Keratitis. Die Epithelbarriere ist ein wichtiger Schutzfaktor, bietet jedoch keine vollständige Infektionsprävention.

  • Hornhautabstrichkultur: Identifizierung des Erregers und Empfindlichkeitstest
  • Verstärkte Antibiotika-Augentropfen: Cefazolin 50 mg/mL + Tobramycin 14 mg/mL (oder Gentamicin) alle 30 Minuten tropfen
  • Orale Antibiotika: Bei schweren Fällen zusätzlich Ciprofloxacin 750 mg usw.
  • Behandlung einer Hornhautperforation: Temporärer Verschluss mit Cyanacrylatkleber, Bindehautlappenoperation
  • Durchgreifende Keratoplastik: In schweren Fällen ist eine therapeutische Keratoplastik erforderlich. In der Serie von Farrokhpour et al. benötigten 5 von 6 Fällen eine PK.

PACK-CXL (CXL-Behandlung bei infektiöser Keratitis)

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PACK-CXL wird als adjuvante Therapie bei medikamentös resistenter infektiöser Keratitis untersucht 1).

InfektionstypWirksamkeitAnmerkungen
Bakteriell (oberflächlich)HochAm wirksamsten 1)
PilzinfektionMäßigWeniger wirksam als bei Bakterien1)
AkanthamöbenBegrenztAdjuvante Anwendung1)

Im ersten Bericht von Iseli et al. (2008) wurde bei allen 5 Augen mit antibiotikaresistenter infektiöser Keratitis das Fortschreiten der Hornhautschmelzung gestoppt und eine notfallmäßige Hornhauttransplantation vermieden1). Makdoumi et al. berichteten, dass eine alleinige PACK-CXL-Behandlung ohne Antibiotika 14 von 16 Augen mit bakterieller Keratitis heilte1).

PACK-CXL wurde bei mikrobieller Keratitis untersucht, die auf die Standard-Antibiotikatherapie nicht anspricht. In der Literatur wird berichtet, dass die Behandlung bei oberflächlicher bakterieller Keratitis wirksamer ist, während sie bei tiefen Infektionen oder Läsionen mit Endothelplaques nur begrenzt wirksam ist1).

Bei tiefer Keratitis oder Endothelplaques ist die Wirkung von PACK-CXL begrenzt 1). Da die UVA-Energie in den vorderen Hornhautschichten absorbiert wird, ist es schwierig, tiefe Infektionen zu erreichen 1).

6. Pathophysiologie und detaillierter Krankheitsmechanismus

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Bei CXL wird photoaktiviertes Riboflavin in einen angeregten Zustand versetzt und reagiert mit Sauerstoff in der Umgebung, um reaktive Sauerstoffspezies (ROS) zu produzieren 1). ROS entfalten ihre bakterizide Wirkung durch folgende Mechanismen:

  1. Hemmung der Replikation durch Schädigung der mikrobiellen DNA
  2. Austritt von Zellinhalt durch Schädigung der Zytoplasmamembran
  3. Inaktivierung von Enzymen und Membrantransportsystemen 1)

Darüber hinaus macht die durch CXL verstärkte Vernetzung von Kollagenfasern das Hornhautstroma resistenter gegen enzymatischen Abbau und hemmt das Fortschreiten der mikrobiellen Kollagenolyse 1).

Trotz der antibakteriellen Wirkung von CXL kann es aus folgenden Gründen zu einer Infektion kommen:

  • Verlust der epithelialen Barriere: Bei der Epithel-off-Methode wird das Hornhautepithel vollständig entfernt, wodurch die wichtigste physikalische Barriere gegen Bakterieneindringen verloren geht.
  • Verminderte Tränenabwehr: Antibakterielle Faktoren wie Phospholipase A2 in der Tränenflüssigkeit werden durch langfristigen Kontaktlinsengebrauch abgeschwächt.
  • Postoperative Immunsuppression: Lokale Immunsuppression durch Steroid-Augentropfen.
  • Verzögerte Epithelheilung: Nach CXL kann die Epithelregeneration verzögert sein, was die ungeschützte Phase verlängert2).

7. Aktuelle Forschung und zukünftige Perspektiven

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PACK-CXL wird als vielversprechende adjuvante Therapie für infektiöse Keratitis angesehen1). Während bei bakterieller Keratitis relativ gute Ergebnisse berichtet werden, ist die Wirkung bei Pilzinfektionen und tiefen Infektionen inkonsistent1). Um die Einschränkungen der Wirksamkeit bei tiefen Infektionen zu überwinden, wird die Optimierung von Bestrahlungsprotokollen vorangetrieben.

Hinsichtlich der Prävention von Infektionen nach CXL ist das Problem fluorchinolonresistenter Bakterien von Bedeutung. Es wird darauf hingewiesen, dass bei postoperativen Antibiotika Alternativen zu Fluorchinolonen in Betracht gezogen werden sollten. Mit der Verbreitung der transepithelialen Methode nehmen Verfahren, die die Epithelbarriere erhalten, zu, jedoch sind Langzeitdaten zur Verringerung des Infektionsrisikos erforderlich.

  1. Lim L, Lim EWL. A review of corneal collagen cross-linking: current trends in practice applications. Open Ophthalmol J. 2018;12:181-213. doi:10.2174/1874364101812010181.
  2. Jhanji V, Ahmad S, Amescua G, et al.; American Academy of Ophthalmology Preferred Practice Pattern Cornea/External Disease Panel. Corneal Ectasia Preferred Practice Pattern. Ophthalmology. 2024;131(4):P205-P246. doi:10.1016/j.ophtha.2023.12.038.

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