Das Down-Syndrom (DS) ist eine Chromosomenanomalie, die durch ein zusätzliches Chromosom 21 (Trisomie 21) verursacht wird und die häufigste ist. Die Inzidenz beträgt etwa 1 von 700 Geburten (1 von 600 bis 800).
Die genetischen Typen sind: Non-Disjunktion in 90–95 %, Translokation in 3–4 % und Mosaik in 1–2 %. Die Häufigkeit steigt mit dem mütterlichen Alter.
Systemisch zeigen sich charakteristische Gesichtszüge (schräg nach oben verlaufende Lidspalten, flache Nasenwurzel, Epikanthus), angeborene Herzfehler, Muskelhypotonie und geistige Behinderung.
Muñoz-Ortiz et al. (2022) berichteten in einer systematischen Übersicht von 22 Studien eine gewichtete Prävalenz ophthalmologischer Befunde bei Kindern mit Down-Syndrom von 85 % 1).
Die Häufigkeit von Augenkomplikationen nimmt mit dem Alter zu: unter 1 Jahr beträgt sie 38 %, im Alter von 5–7 Jahren erreicht sie 80 %.
Laut einer systematischen Übersichtsarbeit beträgt die gewichtete Prävalenz ophthalmologischer Befunde bei Kindern mit Down-Syndrom 85 %. Unter 1 Jahr liegt sie bei 38 %, steigt jedoch mit dem Alter und erreicht im Alter von 5–7 Jahren 80 %. Regelmäßige augenärztliche Vorsorgeuntersuchungen ermöglichen eine frühzeitige Erkennung und Behandlung.
Vorderabschnittsbefunde
Schrägstellung der Lidspalten: Bei 63–82 % vorhanden. Teil des charakteristischen Gesichtsausdrucks bei Down-Syndrom.
Epikanthus: 31–97 %. Es gibt ethnische Unterschiede.
Trichiasis: In einem koreanischen Bericht bei 54 % festgestellt.
Blepharitis: 3–34,5 %.
Brushfield-Flecken: 47,15 %1). Lokale Hyperplasie des Irisstromas ohne Auswirkung auf die Sehfunktion.
Refraktions- und Bewegungsbefunde
Refraktionsanomalien: ca. 80 %. Hyperopie 36,4 %, Myopie 21,5 %, Astigmatismus 37,2 % (schräger Astigmatismus charakteristisch)1). Eine fehlende Emmetropisierung liegt zugrunde. Die amblyopiebegünstigende Hyperopie macht etwa 70 % aus, ein Astigmatismus ≥ 2 D wird bei etwa 60 % beobachtet, insgesamt benötigen etwa 90 % eine Brille. Myopie ist zahlenmäßig gering, kann aber bis −10 D reichen und hat eine breite Verteilung.
Akkommodationsinsuffizienz: Verminderung um 32–100 %.
Schielen: 33,5 %. Innenschielen am häufigsten (27,7 %), Außenschielen 4,7 %1). Bei etwa 35 % beobachtet, häufig Innenschielen und Überfunktion der unteren schrägen Augenmuskeln.
Nystagmus: 15,6 %1). Es gibt Berichte über eine Assoziation bei etwa 25 %. Schiefhals 9,9 %, davon 37,3 % mit Nystagmus assoziiert2).
Hinterer Augenabschnitt und Sonstiges
Keratoconus: 20,8–32 %. Etwa 30-fach erhöhtes Risiko im Vergleich zur Allgemeinbevölkerung4). Ein Zusammenhang mit Augenreiben wird vermutet.
Katarakt: 10,9 %1). Angeborener Katarakt 2,2 %, etwa 300-mal häufiger als in der Allgemeinbevölkerung. Blauer Katarakt bei 50 % beobachtet. Assoziation mit Lenticonus posterior möglich.
Tränenwegsstenose: 14,5 %1). 73 % beidseitig.
Netzhaut und Sehnerv: Foveahypoplasie (OCT-Befund), speichenartiges Aussehen der Papille (13–38 %). Das Risiko einer Frühgeborenenretinopathie (ROP) ist gering.
Glaukom: 0–1 %, selten, wird als nicht erworbenes, mit systemischer Erkrankung assoziiertes Glaukom klassifiziert3).
| Augenbefunde | Prävalenz | Bemerkungen |
|---|---|---|
| Refraktionsanomalien | ca. 80 % | Schräger Astigmatismus charakteristisch |
| Brushfield-Flecken | 47,2 % | Irishyperplasie, keine Beeinträchtigung der Sehfunktion |
| Lidbindehautentzündung | 42,5 % | 31 % bei Kindern unter 1 Jahr |
| Astigmatismus | 37,2 % | — |
| Weitsichtigkeit | 36,4 % | — |
| Schielen (gesamt) | 33,5 % | Einwärtsschielen 27,7 %, Auswärtsschielen 4,7 % |
| Keratoconus | 20,8–32 % | Beginn in der Pubertät, Stillstand um das 30. Lebensjahr |
| Myopie | 21,5 % | — |
| Nystagmus | 15,6 % | — |
| Tränenwegsstenose | 14,5 % | 73 % beidseitig |
| Amblyopie | 13,3 % | — |
| Katarakt | 10,9 % | Angeborener Katarakt 2,2 % |
Brushfield-Flecken sind auf eine lokalisierte Hyperplasie des Irisstromas zurückzuführen und beeinträchtigen die Sehfunktion nicht. Sie sind ein charakteristischer Befund bei etwa 47 % der Patienten mit Down-Syndrom und bedürfen keiner Behandlung. Die Häufigkeit variiert je nach ethnischer Zugehörigkeit.
Die Ursache der Trisomie 21 ist eine numerische Anomalie des Chromosoms 21.
Nichtdisjunktionstyp (90–95 %)
Durch meiotische Non-Disjunction liegen drei Chromosomen 21 vor. Ein erhöhtes mütterliches Alter ist der Hauptrisikofaktor. Es tritt sporadisch auf und ist in der Regel nicht vererbbar.
Translokationstyp (3–4 %)
Der lange Arm von Chromosom 21 wird auf Chromosom 14 oder 21 transloziert. Kann von einem Elternteil, das Träger ist, vererbt werden. Etwa die Hälfte der Translokationsfälle (etwa 2 % aller Fälle) sind erblich, wobei ein Elternteil Träger einer balancierten Translokation ist.
Mosaiktyp (1–2 %)
Nur ein Teil der somatischen Zellen weist eine Trisomie 21 auf. Der Phänotyp ist in der Regel milder.
Die Entstehung von Augenkomplikationen beinhaltet die Überexpression von Genen auf Chromosom 21 (HSA21). Die Überexpression von HSA21-Genen verleiht antiangiogene Eigenschaften, die möglicherweise zum verringerten Risiko für Frühgeborenenretinopathie und altersbedingte Makuladegeneration bei Patienten mit Down-Syndrom beitragen.
In den letzten Jahren hat sich das nicht-invasive Screening mittels maternalem Blut-fetalem Chromosomentest (NIPT) verbreitet, das eine Beurteilung der Möglichkeit einer Trisomie 21 in der Frühschwangerschaft ermöglicht. Zur definitiven Diagnose ist eine Karyotypisierung durch Chorionzottenbiopsie oder Amniozentese erforderlich. Nach der Geburt wird aufgrund des charakteristischen Phänotyps ein Verdacht geäußert und durch Karyotypisierung aus peripherem Blut bestätigt.
Gemäß den Empfehlungen der AAP (American Academy of Pediatrics) und AAPOS wird das augenärztliche Screening nach folgendem Zeitplan durchgeführt 1).
| Zeitpunkt | Untersuchungsinhalt |
|---|---|
| Neugeborenes | Überprüfung des roten Reflexes (Ausschluss einer angeborenen Katarakt) |
| 6–12 Monate | Beurteilung von Schielen und Fixation |
| 1–3 Jahre | Refraktionsbestimmung (unter Zykloplegie) |
| 3–5 Jahre | Sehschärfeprüfung, Refraktionsbestimmung, Beurteilung der Augenstellung |
| Ab 5 Jahren | Jährliches Screening von Sehschärfe, Refraktion und Keratokonus |
Überprüfung des roten Reflexes in der Neugeborenenperiode (zum Ausschluss einer angeborenen Katarakt), Beurteilung von Schielen und Fixation im Alter von 6–12 Monaten, Refraktionsbestimmung unter Zykloplegie im Alter von 1–3 Jahren, Beginn der Sehschärfeprüfung im Alter von 3–5 Jahren. Ab 5 Jahren wird ein jährliches Screening von Sehschärfe, Refraktion und Keratokonus empfohlen.
Die Behandlung der einzelnen Augenkomplikationen ist wie folgt:
Die Operation wird in Vollnarkose durchgeführt, daher ist eine präoperative Beurteilung begleitender Herzerkrankungen erforderlich.
Die Schieloperation bei Esotropie von Kindern mit Down-Syndrom erzielt mit Standard-Operationsmengen ähnliche Ergebnisse wie bei normalen Kindern. Das Risiko einer Überkorrektur ist vergleichbar; bei Vorliegen einer akkommodativen Esotropie sollte zuerst eine Brillenkorrektur erfolgen.
Die Augenkomplikationen beim Down-Syndrom beruhen auf einer multifaktoriellen Pathogenese.
Studien am Ts65Dn-Mausmodell haben gezeigt, dass der Gendosiseffekt von Chromosom 21 zu Entwicklungsstörungen der Neuralleistenzellen führt1). Entwicklungsanomalien der aus der Neuralleiste stammenden Gewebe (Hornhautstroma, Iris, Orbitaknochen) bilden die Grundlage für die vielfältigen Befunde am vorderen Augenabschnitt.
Bei Kindern mit Down-Syndrom ist der postnatale Emmetropisationsprozess gestört1). Normalerweise verändern sich Achsenlänge und Hornhautkrümmung während des Wachstums koordiniert und konvergieren zur Emmetropie. Bei Kindern mit Down-Syndrom fehlt diese Koordination, sodass Hyperopie, Myopie und Astigmatismus in hohem Maße bestehen bleiben.
Eine Akkommodationsstörung wird bei 32–100 % der Patienten beobachtet und trägt zur Entstehung eines Esotropie bei. Derzeit wird eine Störung der sensorischen Bahnen (abnorme Verarbeitung visueller Eingaben) als wahrscheinlichste Ursache angesehen, aber auch morphologische Anomalien des Ziliarmuskels und Innervationsstörungen wurden vorgeschlagen.
Die Überexpression von Genen auf HSA21 führt zu einer erhöhten Produktion anti-angiogener Faktoren. Diese Eigenschaft ist mit einem verringerten Risiko für solide Tumore, Frühgeborenenretinopathie und altersbedingte Makuladegeneration bei Patienten mit Down-Syndrom verbunden.
Die hohe Häufigkeit von Keratokonus bei Patienten mit Down-Syndrom ist sowohl auf eine genetische Veranlagung als auch auf die Gewohnheit des Augenreibens zurückzuführen4). Die aufgrund geistiger Behinderung eingeschränkte Selbstkontrolle begünstigt das Augenreiben, was zu einer Ansammlung mechanischer Belastung der Hornhaut führt. Er tritt typischerweise in der Adoleszenz auf und kommt um das 30. Lebensjahr zum Stillstand.
Studien mittels OCT (optische Kohärenztomographie) haben gezeigt, dass viele Kinder mit Down-Syndrom eine Foveahypoplasie aufweisen. Die Analyse der Tiefe der Foveavertiefung und der Restmuster der inneren Körnerschicht trägt zur Aufklärung des Mechanismus der Sehschärfeminderung bei.
Die anti-angiogenen Eigenschaften, die durch die Überexpression von HSA21-Genen entstehen, werden als therapeutische Ziele für Netzhautgefäßerkrankungen und Tumore untersucht. Die Aufklärung des Mechanismus, warum Patienten mit Down-Syndrom ein geringeres Risiko für angiogene Augenerkrankungen haben, könnte zur Entwicklung neuer anti-angiogener Medikamente beitragen.
Der genaue Mechanismus der Akkommodationsstörung ist noch nicht geklärt. Eine Störung der sensorischen Bahnen wird als wahrscheinlich angesehen, aber es werden mehrere Hypothesen untersucht, darunter morphologische Faktoren des Ziliarkörpers und der Linse sowie Anomalien der Nervenkontrolle der Autofokusfunktion. Die Aufklärung des Mechanismus könnte zur Entwicklung wirksamerer Akkommodationshilfen für Kinder mit Down-Syndrom führen.
