Die angeborene Fibrose der äußeren Augenmuskeln (CFEOM) ist eine Erkrankung, die durch angeborene, beidseitige, nicht fortschreitende Lähmung der äußeren Augenmuskeln mit Schielen und Ptosis gekennzeichnet ist. Früher wurde sie als generalisiertes Fibrose-Syndrom bezeichnet. Sie wird zu den angeborenen kranialen Dysinnervationsstörungen (CCDDs) gezählt.
Die Prävalenz ist mit etwa 1/230.000 bis 1/250.000 extrem selten (Whitman 2021 GeneReviews; Xia 2022). CFEOM1 wurde in verschiedenen ethnischen Gruppen berichtet und ist in den USA und westlichen Ländern am häufigsten. CFEOM2 wird häufiger in türkischen, saudischen und iranischen Familien berichtet.
CFEOM wird basierend auf klinischen Merkmalen und Genotyp in die Subtypen CFEOM1 bis 5 eingeteilt. Allen Subtypen gemeinsam ist die Einschränkung der Augenbewegungen aufgrund einer Fibrose der äußeren Augenmuskeln.
QWie selten ist CFEOM?
A
Die Prävalenz wird auf etwa 1/230.000 bis 1/250.000 geschätzt. Es ist eine seltene Erkrankung unter den angeborenen Erkrankungen, die Bewegungsstörungen der Augen verursachen.
Die wichtigsten subjektiven Symptome der CFEOM sind:
Ptosis : Ein- oder beidseitiges Herabhängen des Augenlids, das das obere Gesichtsfeld blockiert.
Kompensatorische Kopfhaltung : Anheben des Kinns, um Ptosis und eingeschränkte Aufwärtsbewegung auszugleichen, was zu Nackenschmerzen führen kann.
Sehverschlechterung : Allgemeine Sehschwäche aufgrund von Formdeprivationsamblyopie oder refraktiver Amblyopie.
Bei Säuglingen und Kleinkindern ist es schwierig, subjektive Symptome zu erfragen, daher suchen Eltern oft einen Arzt auf, nachdem sie eine Kopfhebehaltung oder eine abnorme Augenstellung bemerkt haben.
Die klinischen Befunde der CFEOM variieren je nach Subtyp. Ein Vergleich der drei Hauptsubtypen ist unten dargestellt.
CFEOM1
Ptosis (Lidheberschwäche) : beidseitig. Immer vorhanden.
Augenbewegungen : Unfähigkeit, über die horizontale Mittellinie zu heben. Oft in Abwärtsposition fixiert. Horizontale Bewegungen normal bis mäßig eingeschränkt.
Pupille : Pupillendurchmesser und Lichtreflex sind normal.
Traktionstest: Nur in Aufwärtsrichtung positiv.
Bei CFEOM1 und CFEOM2 ist die Augenbewegungseinschränkung stark ausgeprägt, sodass abnorme Konvergenzbewegungen und selten ein Marcus-Gunn-Kiefer-Lidschlag-Phänomen auftreten können. Auch hohe Refraktionsanomalien (insbesondere Astigmatismus) werden häufig beobachtet, und es ist auf die Komplikation einer refraktiven Amblyopie zu achten.
Weitere Augenbefunde sind eine Optikushypoplasie und eine Ausdünnung der Ganglienzell- und Photorezeptorschicht.
QWie unterscheidet man CFEOM1 und CFEOM2?
A
Das wichtigste Unterscheidungsmerkmal ist der Pupillenbefund. Bei CFEOM1 sind sowohl Pupillendurchmesser als auch Lichtreflex normal, während bei CFEOM2 der Pupillendurchmesser klein und der Lichtreflex verzögert ist. Zudem ist die Bewegungseinschränkung der Augen bei CFEOM2 stärker ausgeprägt und es tritt häufiger ein Exotropie auf.
CFEOM entsteht durch eine Fehlentwicklung der Kerngebiete des N. oculomotorius und N. trochlearis, die die äußeren Augenmuskeln innervieren, was zu einer Fibrose dieser Muskeln führt. Die verantwortlichen Gene und Vererbungsmuster variieren je nach Subtyp.
Die Zuordnung zwischen jedem Subtyp und dem zugehörigen Gen ist unten dargestellt.
Subtyp
Vererbungsform
Hauptverursachende Gene
CFEOM1
Autosomal-dominant
KIF21A (12q12)
CFEOM2
Autosomal-rezessiv
PHOX2A (11q13)
CFEOM3
autosomal-dominant
TUBB3 (16q24)
CFEOM4
autosomal-rezessiv
unbekannt (Chromosom 21)
CFEOM5
Autosomal-rezessiv
COL25A1
Bei CFEOM3 wurden selten auch Mutationen in TUBA1A, TUBB2B und KIF21A berichtet. Es gibt auch sporadische Fälle ohne Familienanamnese.
CFEOM3 tritt in einer isolierten Form mit ausschließlich okulomotorischen Störungen und einer syndromalen Form mit verschiedenen neurologischen Auffälligkeiten auf. Die syndromale Form kann je nach Mutationsart geistige Behinderung, Fazialisparese, periphere Neuropathie, Kallmann-Syndrom, Balkenhypoplasie, Basalganglienfehlbildungen usw. umfassen. CFEOM4 (Tukel-Syndrom) geht mit Extremitätenanomalien wie postaxialer Oligodaktylie oder Oligosyndaktylie einher.
QIst CFEOM erblich?
A
In vielen Fällen wird sie autosomal-dominant oder autosomal-rezessiv vererbt. Es wurden jedoch auch sporadische Fälle ohne Familienanamnese berichtet, und die Erkrankung kann auch ohne genetische Vorgeschichte auftreten.
Die Diagnose von CFEOM basiert hauptsächlich auf klinischen Befunden. Gentests sind hilfreich, um die Diagnose zu bestätigen und Subtypen zu identifizieren.
MRT oder CT bestätigen die Atrophie der äußeren Augenmuskeln. Die MRT kann gelegentlich eine Hypoplasie oder Fehlleitung des N. oculomotorius und N. trochlearis darstellen.
Für CFEOM gibt es keine kurative Behandlung. Die Behandlungsziele sind die Verbesserung der kompensatorischen Kopfhaltung, die Prävention und Behandlung von Amblyopie sowie die kosmetische Verbesserung.
Refraktionskorrektur: Engmaschige Überwachung von Refraktionsfehlern einschließlich hohem Astigmatismus und Brillenverordnung. Refraktionsfehler können sich nach einer Schiel- oder Ptosisoperation erheblich ändern.
Amblyopiebehandlung: Formdeprivationsamblyopie oder refraktive Amblyopie treten häufig auf, und eine frühzeitige Intervention ist wichtig.
Schielen, das Amblyopie verursacht oder den Alltag beeinträchtigt
Kosmetisch inakzeptable Augenfehlstellung
Die chirurgischen Vorsichtsmaßnahmen sind wie folgt.
Rücklagerung des Musculus rectus inferior : Dies ist das Hauptverfahren bei einer Hypotropie. Eine normale Rücklagerung verbessert die Augenstellung kaum, eine großzügige Rücklagerung bis zu 12 mm mit einer verstellbaren Naht ist wirksam (Tawfik 2013; Heidary 2019).
Risiko einer Unterlidretraktion : Bei einer Rücklagerung des Musculus rectus inferior von mehr als 5 mm kommt es zu einer Unterlidretraktion.
Rücklagerung des Musculus rectus medialis : Bei Esotropie wird eine Rücklagerung des Musculus rectus medialis des betroffenen Auges durchgeführt.
Traktionstest : Wird zu Beginn und während der Operation wiederholt durchgeführt. Auch nach Ablösen des Muskels vom Augapfel kann eine Einschränkung bestehen bleiben.
Hangback-Naht : Bei fehlender Antagonistenkraft nicht wirksam.
Bindehautrücklagerung und Orbitawand-Traktionsnaht : Wird in Betracht gezogen, wenn nach einer großzügigen Rücklagerung weiterhin eine Einschränkung besteht.
Die Schieloperation wird zuerst durchgeführt, gefolgt von einer schrittweisen Korrektur. Aufgrund der Hypoplasie des Levator palpebrae superioris ist eine Levatorverkürzung oft nicht ausreichend wirksam, sodass eine Stirnmuskelaufhängung erforderlich sein kann.
QKann die Operation die Augenbewegungen vollständig wiederherstellen?
A
Eine vollständige funktionelle Wiederherstellung der äußeren Augenmuskeln ist nicht möglich. Ziel der Operation ist die Verringerung der kompensatorischen Kopfhaltung und die Verbesserung des ästhetischen Erscheinungsbilds. Da die üblichen Dosierungstabellen nicht anwendbar sind, ist eine individuelle Anpassung der Operationstechnik erforderlich.
Frühe Studien gingen davon aus, dass CFEOM auf eine primäre Myopathie der äußeren Augenmuskeln zurückzuführen sei, wobei die Fibrose der äußeren Augenmuskeln als primäre Veränderung angesehen wurde.
Heute wird allgemein angenommen, dass die Fibrose der äußeren Augenmuskeln eine sekundäre Veränderung ist, die auf eine angeborene Anomalie der Hirnnerven folgt. Autopsie- und hochauflösende MRT-Studien haben bei betroffenen Patienten einen angeborenen Defekt, eine Hypoplasie und eine Fehlleitung der Augenbewegungsnerven (III, IV, VI) zu den entsprechenden äußeren Augenmuskeln nachgewiesen (Whitman 2021 Annu Rev Vis Sci; Demer 2010).
Die pathologischen Mechanismen der einzelnen Genmutationen sind wie folgt.
KIF21A (CFEOM1) : kodiert für ein Motorprotein der Kinesin-4-Familie. Normalerweise besitzt KIF21A einen Autohemmungsmechanismus, aber die Mutation hebt diese Autohemmung auf. Dies führt zu einer Überaktivität des Proteins, die die Axonlenkung des oberen Astes des N. oculomotorius beeinträchtigt. MRT zeigt eine ausgeprägte Hypoplasie des M. rectus superior und des M. levator palpebrae superioris sowie eine Hypoplasie und Fehlleitung aller motorischen Nerven in der Orbita. In Mausmodellen wurden eine Ausdünnung des distalen N. oculomotorius und eine Vergrößerung des Wachstumskegels an der Axonstoppstelle beobachtet.
PHOX2A (CFEOM2) : kodiert für einen Homöodomänen-Transkriptionsfaktor. Er ist für die Spezifikation von Motoneuronen an der Grenze zwischen Mittelhirn und Hinterhirn notwendig, und Funktionsverlustmutationen führen zu einem angeborenen Fehlen der Hirnnerven III und IV sowie ihrer motorischen Kerne.
TUBB3/TUBB2B (CFEOM3) : kodiert für β-Tubulin-Monomere, die Mikrotubuli aufbauen. Mutationen verändern die Mikrotubuli-Dynamik und verringern die Bindung von Kinesin. Infolgedessen wird die Reaktion auf Axonlenkungssignale beeinträchtigt, was zu Hypoplasie und Fehlleitung des N. oculomotorius führt. Der Phänotyp variiert stark je nach Mutationsort, mit einer präzisen Genotyp-Phänotyp-Korrelation (Demer 2010; Whitman 2021 Annu Rev Vis Sci).
7. Aktuelle Forschung und zukünftige Perspektiven (Berichte aus der Forschungsphase)
Grundlagenforschung zur Aufklärung der molekularen Mechanismen der CFEOM ist im Gange.
Studien mit einem Hefemodell haben gezeigt, dass die Einführung von CFEOM-verursachenden Mutationen in β-Tubulin die Mikrotubulifunktion beeinträchtigt und eine Resistenz gegen Depolymerisation hervorruft. Die Auswirkungen auf die Mikrotubulidynamik variieren je nach Mutationstyp, wobei sowohl Stabilisierungs- (A302T, R62Q, R380C usw.) als auch Destabilisierungsmuster berichtet wurden.
Es wurden auch Versuche berichtet, durch gentechnische Modifikation der Kinesin-Mikrotubuli-Schnittstelle die durch CFEOM-Mutationen verursachten Axonwachstumsdefekte zu beheben. Darüber hinaus hat sich gezeigt, dass TUBB3 für die normale Nervenfunktion nicht essentiell, aber für die Axonregeneration unerlässlich ist, was zukünftige Anwendungen in der Nervenregenerationstherapie erwarten lässt.
Whitman MC, Jurgens JA, Hunter DG, Engle EC. Congenital Fibrosis of the Extraocular Muscles Overview. In: Adam MP, et al., editors. GeneReviews® [Internet]. Seattle (WA): University of Washington, Seattle; 1993-2024. Updated 2021 Aug 12. PMID: 20301522. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK1348/
Whitman MC. Axonal Growth Abnormalities Underlying Ocular Cranial Nerve Disorders. Annu Rev Vis Sci. 2021;7:827-850. PMID: 34081534. doi:10.1146/annurev-vision-093019-114307
Xia W, Wei Y, Wu L, Zhao C. Congenital Fibrosis of the Extraocular Muscles: An Overview from Genetics to Management. Children (Basel). 2022;9(11):1605. PMID: 36360333. doi:10.3390/children9111605
Heidary G, Mackinnon S, Elliott A, Barry BJ, Engle EC, Hunter DG. Outcomes of strabismus surgery in genetically confirmed congenital fibrosis of the extraocular muscles. J AAPOS. 2019;23(5):253.e1-253.e6. PMID: 31541710. doi:10.1016/j.jaapos.2019.05.018
Demer JL, Clark RA, Tischfield MA, Engle EC. Evidence of an asymmetrical endophenotype in congenital fibrosis of extraocular muscles type 3 resulting from TUBB3 mutations. Invest Ophthalmol Vis Sci. 2010;51(9):4600-4611. PMID: 20393110. doi:10.1167/iovs.10-5438
Tawfik HA, Rashad MA. Surgical management of hypotropia in congenital fibrosis of extraocular muscles (CFEOM) presented by pseudoptosis. Clin Ophthalmol. 2013;7:1-6. PMID: 23277737. doi:10.2147/OPTH.S35557
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