Die Vitalfärbung von Hornhaut und Bindehaut (ocular surface vital staining) ist eine grundlegende augenärztliche Untersuchung, bei der Schäden des Hornhaut- und Bindehautepithels der Augenoberfläche mit Farbstoffen sichtbar gemacht und Verteilung sowie Ausmaß der Schäden quantitativ erfasst werden.
Die wichtigsten verwendeten Farbstoffe sind die folgenden drei.
Die wichtigsten Ziele dieser Untersuchung sind:
In der klinischen Leitlinie zum trockenen Auge von 2016 wird die Bewertung, die die Messung der Tränenfilmaufrisszeit (BUT) mit der Fluorescein-Färbung kombiniert, als Kernbestandteil der Diagnose des trockenen Auges empfohlen1). In der Ausgabe von 2006 waren epitheliale Schäden an Hornhaut und Bindehaut für die Diagnose des trockenen Auges zwingend erforderlich, aber in der Ausgabe von 2016 sind epitheliale Schäden keine Pflicht mehr; die Diagnose stützt sich nun auf eine verkürzte BUT und subjektive Symptome. Dennoch bleibt die Vitalfärbung eine wichtige Methode, um Ausmaß und Muster epithelialer Schäden objektiv zu dokumentieren1).
Auch in der Erstbeurteilung der infektiösen Keratitis ist die Fluorescein-Färbung ein Standardverfahren, um Ausdehnung und Form von epithelialen Hornhautdefekten zu erfassen; sie ist in die Versorgung nach der klinischen Leitlinie zur infektiösen Keratitis (3. Auflage)2) eingebunden.
Verteilung und Ausmaß der epithelialen Schäden an Hornhaut und Bindehaut werden sichtbar. Mit Fluorescein erscheinen punktförmige oberflächliche Keratopathie (SPK) sowie Erosionen und Ulzera des Hornhautepithels als Fluoreszenz, und mit Rose Bengal oder Lissamingrün werden tote und degenerierte Zellen angefärbt. Das Verteilungsmuster der SPK kann die zugrunde liegende Ursache vermuten lassen (trockenes Auge, Arzneimitteltoxizität, kontaktlinsenbedingte Schäden usw.). Mit Scoring-Verfahren lässt sich der Schaden auch quantifizieren und der Behandlungserfolg im Verlauf verfolgen.
Fluorescein ist der am häufigsten verwendete Vitalfarbstoff. Es wird häufig eingesetzt, weil es leicht erhältlich, sicher und wenig reizend ist. Fluorescein ist ein Farbstoff, der bei Anregung mit blauem Licht (maximale Absorptionswellenlänge 494 nm) grüne Fluoreszenz (521 nm) aussendet. Es kann schon mit einem Kobaltblaufilter beobachtet werden, aber Läsionen werden deutlicher dargestellt, wenn dem Beobachtungssystem ein Blaulicht-Sperrfilter hinzugefügt wird.
Färbeprinzip und Beobachtungspunkte:
Färbeverfahren (Mindestmengen-Methode):
Rose Bengal färbt die Augenoberfläche auf einem anderen Mechanismus als Fluorescein.
Färbeeigenschaften:
van-Bijsterveld-Score (für Rose Bengal und Lissamine Green):
Lissamingrün ist ein alternatives Farbstoff mit ähnlichen Färbeeigenschaften wie Rose Bengal, aber es reizt die Patienten weniger.
Färbeeigenschaften:
Fluorescein (fluorescein)
Absorptionswellenlänge: 494 nm (blaues Licht) → Fluoreszenz 521 nm (grün)
Färbeziel: Bereiche, in denen die Tight Junctions zwischen Epithelzellen unterbrochen sind (Interzellularräume)
Hauptanwendungen: Nachweis von SPK, Messung von BUT, Beurteilung von Hornhautulzera/-erosionen
Reizung: gering (am einfachsten anzuwenden)
Beobachtungsfilter: Kobaltblau + blau blockierender (Barrier-)Filter
Rose Bengal
Färbefarbe: rot
Färbeziel: tote Zellen, degenerierte Zellen, Bereiche ohne Muzinschutz
Haupteinsatz: Diagnose des Sjögren-Syndroms (van-Bijsterveld-Score), Beurteilung des trockenen Auges
Reizung: stark (Schmerzen beim Eintropfen)
Beobachtungsfilter: weißes Licht oder Rotfilter
Lissamingrün
Färbefarbe: grün
Färbeziel: tote Zellen, degenerierte Zellen (gleicher Mechanismus wie bei Rose Bengal)
Haupteinsatz: Alternative zu Rose Bengal. Beurteilung des trockenen Auges und des Sjögren-Syndroms
Reizung: gering (geringere Belastung für Patienten als Rose Bengal)
Beobachtungsfilter: mit Rotfilter (560 nm oder höher) klarer
| Eigenschaften | Fluorescein | Rose Bengal | Lissamingrün |
|---|---|---|---|
| Färbefarbe | Grüne Fluoreszenz | Rot | Grün |
| Färbeziel | Interzelluläre Räume (Bereiche mit aufgebrochenen Tight Junctions) | Abgestorbene Zellen, degenerierte Zellen und mukinfreie Bereiche | Abgestorbene Zellen und degenerierte Zellen |
| Reizung | Gering | Hoch (mit Schmerzen) | Gering |
| Beobachtungsfilter | Kobaltblau + blau frei | Weißlicht · Rotfilter | Rotfilter (560 nm oder höher) |
| Hauptanwendungen | SPK · BUT-Messung · Hornhautulkus | Sjögren-Diagnose · trockenes Auge | Alternative zu Rose Bengal |
| Repräsentativer Score | Oxford- und NEI-Score | van-Bijsterveld-Score | van-Bijsterveld-Score |
Beide färben abgestorbene und degenerierte Zellen an, aber Lissamingrün reizt weniger und ist für Patienten angenehmer. Rose Bengal kann beim Eintropfen Schmerzen verursachen, sodass in manchen Fällen eine Lokalanästhesie nötig sein kann. Lissamingrün hat sich in den letzten Jahren als alternatives Farbstoff, das diese Nachteile ausgleicht, immer weiter verbreitet. Für die Beobachtung lässt sich mit einem roten Filter (560 nm oder mehr) die gefärbten Bereiche klarer erkennen.
Zur Quantifizierung von Schäden des Hornhaut-Bindehaut-Epithels wurden mehrere Scoring-Systeme etabliert.
| Scoring-Methode | Bewertungsbereich | Score-Bereich | Gesamt | Hauptanwendung |
|---|---|---|---|---|
| van-Bijsterveld-Score | Hornhaut, nasale bulbäre Bindehaut, temporale bulbäre Bindehaut (3 Bereiche) | je 0–3 Punkte | maximal 9 Punkte (auffällig ab 3,5 Punkten) | diagnostische Kriterien des Sjögren-Syndroms |
| Oxford-Score | Hornhaut, bulbäre Bindehaut (nasal und temporal) (3 Bereiche) | je 0–4 Punkte (5 Stufen) | maximal 15 Punkte | Beurteilung der Schwere des trockenen Auges |
| NEI/Industry-Workshop-Score | Hornhaut (5 Abschnitte) | je 0–3 Punkte | maximal 15 Punkte | klinische Forschung zum trockenen Auge |
Bewerten Sie die drei Bereiche Hornhaut, nasale bulbäre Bindehaut und temporale bulbäre Bindehaut jeweils auf einer Skala von 0 bis 3 (0: keine Anfärbung, 1: wenige punktförmige Anfärbungen, 2: zur Verschmelzung neigende Anfärbung, 3: ausgedehnte Anfärbung). Eine Gesamtpunktzahl von 3,5 oder mehr gilt als auffällig und wird international als diagnostisches Kriterium für das Sjögren-Syndrom verwendet3).
Die drei Bereiche Hornhaut sowie bulbäre Bindehaut (nasal und temporal) werden jeweils mit 0 bis 4 Punkten (5 Stufen) bewertet, insgesamt mit 15 Punkten. Jede Stufe wird semiquantitativ durch Vergleich mit Tafelabbildungen beurteilt. Es wird zur Bewertung des Schweregrads des trockenen Auges und des Therapieerfolgs verwendet.
Die Hornhaut wird in fünf Zonen eingeteilt: zentral, superonasal, superotemporal, inferonasal und inferotemporal; jede Zone wird mit 0 bis 3 Punkten bewertet, insgesamt 15 Punkte. Es wird häufig in klinischer Forschung und multizentrischen Studien eingesetzt.
Kriterien für epitheliale Schäden an Hornhaut und Bindehaut in den Leitlinien zur Behandlung des trockenen Auges (Ausgabe 2006)1)：
In den Diagnosekriterien für das trockene Auge von 2016 ist der epitheliale Schaden nicht mehr Voraussetzung für die Diagnose, doch die Beurteilung des epithelialen Schadens spielt weiterhin eine wichtige Rolle bei der Einschätzung des Schweregrads des trockenen Auges und des Therapieerfolgs1).
Die punktförmige oberflächliche Keratopathie (superficial punctate keratopathy: SPK) ist der häufigste Augenbefund bei Patienten, die über ein Fremdkörpergefühl klagen. SPK ist das „Ergebnis“ einer Schädigung des Hornhautepithels durch eine zugrunde liegende Ursache und keine Diagnose der Ursache. Die Fluoreszein-Vitalfärbung ist für den Nachweis von SPK und das Erkennen ihres Verteilungsmusters unverzichtbar und kann feine SPK sichtbar machen, die mit der Spaltlampenmikroskopie allein nicht erkennbar sind.
Wenn SPK festgestellt wird, ist es wichtig, anhand des Verteilungsmusters aktiv auf die Ursache zu schließen.
| Verteilungsmuster | Hauptursache |
|---|---|
| Im unteren Drittel der Hornhaut konzentriert | Trockenes Auge (Tränenmangeltyp), Entropium |
| Im oberen Drittel der Hornhaut konzentriert | Superior limbische Keratokonjunktivitis (SLK), Trachom |
| Ganze Hornhaut (diffus) | Medikamenteninduzierte toxische Keratopathie, virale Keratitis |
| 3- bis 9-Uhr-Richtung (horizontales Band) | Kontaktlinse (3-9-Uhr-Färbung) |
| Zentrale Hornhaut | Lagoftalmus, neuroparalytische Keratitis |
Exogenes SPK:
Endogenes SPK:
Bei der medikamenteninduzierten toxischen Keratopathie ist die Schädigung des konjunktivalen Epithels geringer als die des Hornhautepithels. Dieser Befund lässt sich mit der Fluoreszeinfärbung deutlich bestätigen und ist hilfreich bei der Abgrenzung zu anderen ursächlichen Erkrankungen. Wenn eine diffuse SPK über die gesamte Hornhaut vorliegt, sollte der Einfluss der verwendeten Augentropfen (Konservierungsmittel, hochkonzentrierte Medikamente, Aminoglykosid-Antibiotika usw.) berücksichtigt werden2).
Bei infektiöser Keratitis ermöglicht die Fluoreszeinfärbung eine objektive Beurteilung von Form, Ausdehnung und Tiefe (beurteilt anhand der Intensität der Färbung) von Defekten des Hornhautepithels. Ausmaß und Form des Ulkus dienen als Indikatoren für die Wahl der Therapie und für die Verlaufskontrolle2). Außerdem können antibakterielle Augentropfen (hochkonzentrierte Präparate, Aminoglykoside) leicht eine Toxizität des Hornhautepithels verursachen, daher ist es wichtig, während der Behandlung mit Vitalfärbung zu überprüfen, ob sich die epithelialen Schäden verschlechtern2).
Anhand des Verteilungsmusters von SPK lässt sich die zugrunde liegende Erkrankung vermuten. SPK, das sich auf den unteren Hornhautbereich konzentriert, spricht für trockenes Auge oder Entropium, oberes SPK für SLK oder Trachom, und diffus über die gesamte Hornhaut verteiltes SPK für Medikamententoxizität oder virale Keratitis. SPK in der 3- bis 9-Uhr-Position ist typisch für Kontaktlinsenschäden, und SPK im zentralen Hornhautbereich ist charakteristisch für Lagophthalmus und neuroparalytische Keratitis. SPK ist letztlich nur das “Ergebnis” einer epithelialen Schädigung; das Verteilungsmuster als Hinweis für die Ursachensuche zu nutzen, ist der entscheidende Punkt der Versorgung.
Die Ursache wird anhand der durch Vitalfärbung bestätigten Verteilung und Ausprägung der epithelialen Schädigung identifiziert, und die Behandlung entsprechend der Ursache gewählt.
Die Standardtherapie auf Grundlage der Leitlinie zum Trockenauge (Ausgabe 2016) lautet wie folgt1).
Auf Grundlage der Leitlinie zur infektiösen Keratitis (3. Auflage) wird nach Identifizierung des Erregers das geeignete antimikrobielle Mittel ausgewählt2).
Fluorescein ist ein fluoreszierender Farbstoff, der kobaltblaues Licht (494 nm) absorbiert und grüne Fluoreszenz (521 nm) aussendet. Das Prinzip der Fluoreszenz ist die Photolumineszenz, bei der aufgenommene Energie wieder als Licht abgegeben wird.
Ein Filter, der blaues Licht blockiert (Barrierfilter), blockiert das Anregungslicht (etwa 494 nm) und lässt nur die Fluoreszenzwellenlänge (521 nm) durch. Dadurch wird das Hintergrundlicht ausgeblendet und die Fluorescein-Färbung von SPK lässt sich besser erkennen. Mit einem solchen Filter am Spaltlampenmikroskop ist die Nachweisempfindlichkeit für SPK deutlich höher als bei Verwendung des Kobaltblaufilters allein.
Wenn die Tight Junctions des Hornhautepithels zerstört sind, dringt Fluorescein in die Zwischenzellräume ein und fluoresziert. Bereiche mit intakten Tight Junctions lassen kein Fluorescein eindringen und färben sich nicht.
Rose Bengal färbt gezielt Zellen, die nicht durch Muzin geschützt sind. Gesunde Zellen der Augenoberfläche sind von einer Muzinschicht (vor allem sekretorisches Muzin MUC5AC) bedeckt, die eine Rose-Bengal-Färbung verhindert. Tote und entartete Zellen verlieren diesen Muzinschutz und werden daher gefärbt. Anders als Fluorescein färbt es die toten Zellen selbst und kann daher als Hinweis auf die Zellvitalität der Augenoberfläche gelten.
Lissamingrün färbt tote und entartete Zellen nach einem ähnlichen Mechanismus wie Rose Bengal. Die Färbung ist bei der Betrachtung mit einem Rotfilter (560 nm oder höher) am deutlichsten zu sehen. Man nimmt an, dass es die Augenoberfläche weniger reizt als Rose Bengal, weil es unterschiedlich in lebendes Gewebe eindringt.
Der Blaufilter ist bei der Fluorescein-Beobachtung besonders wichtig. Auch mit Kobaltblau-Licht ohne Filter sind Läsionen sichtbar, aber durch einen zusätzlichen Blaufilter:
