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Toxicité des conservateurs des collyres et effets secondaires (Preservative-Toxicity-of-Eye-Drops)

1. Qu’est-ce que la toxicité des conservateurs dans les collyres ?

Section intitulée « 1. Qu’est-ce que la toxicité des conservateurs dans les collyres ? »

La toxicité des conservateurs dans les collyres désigne la toxicité causée par les conservateurs contenus dans les collyres, principalement le chlorure de benzalkonium (BAK), sur l’épithélium cornéen et l’épithélium conjonctival. C’est un problème clinique chez les patients qui utilisent plusieurs collyres à long terme, en particulier ceux qui utilisent plusieurs médicaments contre le glaucome.

Environ 70 % des collyres commercialisés contiennent du BAK. Comme les patients atteints de glaucome ont souvent besoin d’utiliser plusieurs collyres à long terme, la maladie de la surface oculaire (OSD) est fréquente. On estime qu’environ 50 à 60 % des patients atteints de glaucome présentent une OSD10), et que chez les patients utilisant trois collyres ou plus contenant du BAK, une SPK est observée dans plus de 60 % des cas environ2). Par ailleurs, l’utilisation prolongée du BAK a également été rapportée comme influençant les résultats postopératoires après une chirurgie filtrante du glaucome5).

Plusieurs conservateurs sont utilisés dans les collyres, et leur toxicité varie.

ConservateurCaractéristiquesProduits représentatifs
BAK (chlorure de benzalkonium)Le plus utilisé. Toxicité épithéliale dépendante de la concentrationDe nombreux collyres pour le glaucome et collyres antibactériens
Polyquad®Moins toxique que BAKTravatan®
SoftZIA® (système de conservation à base de zinc)Faible toxicité. Système conservateur de nouvelle générationCertains collyres pour le glaucome
Sans conservateur (PF)Le plus sûr. Formes unidoses, etc.Mucosta UD®,Tapros® PF
Q Pourquoi les collyres ont-ils besoin de conservateurs ?
A

Ils sont nécessaires pour empêcher la contamination microbienne des collyres après ouverture. Sans conservateurs, des bactéries et des champignons peuvent se multiplier en quelques jours après l’ouverture et augmenter le risque de maladies oculaires infectieuses. Cependant, comme les conservateurs eux-mêmes sont toxiques pour la surface oculaire, il est important d’équilibrer les risques et les bénéfices lors d’une utilisation prolongée.

2. Symptômes et signes cliniques des lésions oculaires causées par les conservateurs

Section intitulée « 2. Symptômes et signes cliniques des lésions oculaires causées par les conservateurs »
Augmentation de la coloration cornéenne à la fluorescéine avec des gouttes contenant du BAK (comparaison du groupe témoin PBS et du groupe BAK à 0,01 %)
Augmentation de la coloration cornéenne à la fluorescéine avec des gouttes contenant du BAK (comparaison du groupe témoin PBS et du groupe BAK à 0,01 %)
Vereertbrugghen A, Pizzano M, Sabbione F, et al. Hyaluronate Protects From Benzalkonium Chloride-Induced Ocular Surface Toxicity. Transl Vis Sci Technol. 2024;13(10):31. Figure 4. PMID: 39432403; PMCID: PMC11498636; DOI: 10.1167/tvst.13.10.31. License: CC BY 4.0.
Image cornéenne sous coloration à la fluorescéine : l’œil témoin PBS (en haut) montre presque aucune coloration, tandis que l’œil traité avec BAK à 0,01 % (en bas) présente une forte coloration fluorescente verte sur toute la cornée, indiquant une nette diminution de la fonction de barrière épithéliale. Cela correspond aux signes de coloration à la fluorescéine de l’épithéliopathie cornéenne toxique induite par BAK décrits dans la section “Symptômes et signes cliniques des lésions oculaires causées par les conservateurs”.

Dans les lésions causées par des collyres contenant du BAK, les symptômes subjectifs suivants apparaissent.

  • Irritation et sensation de brûlure : immédiatement après l’instillation jusqu’à quelques minutes. Réaction immédiate due à l’effet du BAK sur la membrane cellulaire
  • Sensation de corps étranger / de grain de sable : symptôme persistant lié à une lésion de l’épithélium cornéen (SPK)
  • Aggravation de la sensation d’œil sec : les symptômes de type sécheresse oculaire progressent en raison de la diminution de la sécrétion de mucine liée à la baisse des cellules caliciformes
  • Larmoiement : augmentation réflexe de la sécrétion lacrymale en réponse à la lésion
  • Rougeur : vasodilatation due à une irritation conjonctivale chronique

Signes cliniques (signes que le médecin constate)

Section intitulée « Signes cliniques (signes que le médecin constate) »

Kératite superficielle ponctuée

Coloration à la fluorescéine : une coloration ponctuée positive, surtout au niveau de la partie inférieure de la cornée, est un signe caractéristique de la toxicité au BAK.

Répartition : une répartition surtout au niveau de la cornée inférieure, conforme à un schéma d’écoulement depuis le cul-de-sac inférieur.

Atteinte des cellules caliciformes

Diminution de la densité des cellules caliciformes : peut être évaluée quantitativement par cytologie d’impression conjonctivale.

Retentissement fonctionnel : la sécrétion de mucines comme MUC5AC diminue, ce qui raccourcit la stabilité du film lacrymal (BUT).

Modifications conjonctivales

Hyperémie conjonctivale et réaction papillaire : surtout au niveau du cul-de-sac inférieur. Modifications inflammatoires dues à une irritation chronique.

Fibrose : une exposition prolongée et chronique au BAK peut entraîner une cicatrisation du tissu sous-conjonctival.

Autres signes

Retard de cicatrisation de l’épithélium cornéen : la fonction barrière diminue en raison d’une altération des jonctions serrées de l’épithélium.

Aggravation de la MGD : en raison de l’effet tensioactif du BAK, la couche lipidique du film lacrymal devient instable, et la dysfonction des glandes de Meibomius (MGD) s’aggrave.

Q La sensation de brûlure quand je mets des gouttes dans les yeux est-elle due au conservateur ?
A

C’est possible. Les collyres contenant du BAK peuvent provoquer une sensation d’irritation ou de brûlure juste après l’instillation. Si l’irritation n’est que temporaire, elle est généralement moins préoccupante, mais s’il persiste une sensation de brûlure, de sécheresse ou de sable dans les yeux, il est préférable de demander à un ophtalmologiste s’il faut passer à une formule sans conservateur.

3. Mécanismes toxiques du BAK et facteurs de risque

Section intitulée « 3. Mécanismes toxiques du BAK et facteurs de risque »

Le BAK est un tensioactif cationique et exerce une toxicité sur la surface oculaire par les mécanismes suivants1).

  • Lésion de la membrane cellulaire : il détruit la bicouche de phospholipides des cellules épithéliales cornéennes et provoque des lésions cellulaires. La toxicité est dose-dépendante ; à 0,005 % ou moins, la toxicité est faible, mais à 0,02 % une atteinte épithéliale nette apparaît6)
  • Induction de l’apoptose : il active la voie des caspases dans les cellules épithéliales cornéennes et induit une mort cellulaire programmée
  • Atteinte sélective des cellules caliciformes : les cellules caliciformes, qui sécrètent la mucine (comme MUC5AC), sont endommagées, ce qui réduit la stabilité du film lacrymal4)
  • Atteinte des jonctions serrées : la fonction barrière de l’épithélium cornéen diminue, augmentant la sensibilité aux irritants externes
  • Promotion de la fibrose conjonctivale : il favorise l’inflammation et la fibrose du tissu sous-conjonctival et influence la cicatrisation de la bulle après trabéculectomie (chirurgie filtrante)5)
  • Effet sur la couche lipidique : son action tensioactive déstabilise la couche lipidique du film lacrymal et aggrave la MGD

La relation entre la concentration de BAK et la toxicité épithéliale est indiquée ci-dessous.

Concentration de BAKDegré de toxicitéCollyres typiques
0,005 % ou moinsRelativement faible (effet avec l’usage prolongé)Collyre de timolol (certains), brimonidine
0,0075 à 0,01 %Risque modéré de lésion épithélialedorzolamide, timolol (certains)
0,02 %Risque net de lésion épithélialeCollyre de latanoprost

Les facteurs suivants augmentent la toxicité du BAK3).

  • Utilisation prolongée et de plusieurs médicaments : surtout lorsqu’on utilise trois collyres ou plus contenant du BAK dans le traitement du glaucome
  • BAK à forte concentration (0,01 % ou plus) : les préparations de latanoprost (0,02 %) présentent le risque le plus élevé
  • Antécédents de sécheresse oculaire : lorsque le volume lacrymal est faible, la capacité de dilution du BAK diminue et l’exposition de la surface oculaire augmente
  • Personnes âgées : la capacité de réparation de l’épithélium cornéen diminue, et les lésions ont tendance à durer plus longtemps
  • Port de lentilles de contact : le BAK s’adsorbe sur la lentille et provoque une exposition cornéenne continue
Q Le choix de collyres sans BAK réduit-il la gêne oculaire ?
A

Cela peut être réduit. Le BAK (chlorure de benzalkonium) est le conservateur le plus utilisé dans les collyres, et sa toxicité pour l’épithélium cornéen a été confirmée. En cas d’utilisation prolongée, il est souhaitable de passer à des préparations sans conservateur ou sans BAK (comme celles contenant du Polyquad). Le bénéfice du changement est particulièrement important chez les patients souffrant de sécheresse oculaire et chez ceux qui utilisent trois collyres ou plus sur le long terme.

4. Diagnostic et évaluation de la toxicité des conservateurs

Section intitulée « 4. Diagnostic et évaluation de la toxicité des conservateurs »

En cas de suspicion de toxicité des conservateurs, l’évaluation doit être globale, à l’aide des examens et de l’anamnèse suivants.

ExamenObjectif / constatations
coloration à la fluorescéineDétection de la SPK. La coloration ponctuée prédominant en partie inférieure de la cornée est caractéristique de la toxicité du BAK
BUT (temps de rupture du film lacrymal)Le BUT est raccourci en raison d’un déficit en mucine lié à la diminution des cellules caliciformes
coloration au rose bengale / vert de lissamineColoration des cellules épithéliales lésées et des cellules non recouvertes de mucine
test de SchirmerÉvaluation de la sécrétion lacrymale (évaluation d’une OSD associée)
cytologie d’impression conjonctivalePermet une évaluation quantitative de la densité des cellules caliciformes
microscopie confocale in vivoÉvalue les modifications microstructurales de l’épithélium cornéen, des nerfs cornéens et de la conjonctive

Dans l’interrogatoire, il faut toujours vérifier le type et le nombre de collyres utilisés, la présence ou non de BAK, et la durée d’utilisation. Il est également important de savoir si le début des symptômes coïncide avec le début du traitement ou un changement de collyre.

  • Conjonctivite allergique : allergie au principe actif du collyre lui-même (composant du médicament). La réaction papillaire et l’infiltration d’éosinophiles sont marquées
  • Sécheresse oculaire : peut coexister avec la toxicité du BAK et l’aggraver. Elle se distingue par l’évaluation du volume et de la fonction lacrymaux
  • Atteinte cornéenne médicamenteuse : lésion causée par des composants du médicament autres que le BAK. Elle est confirmée par l’amélioration après l’arrêt du collyre

La mesure la plus importante dans la prise en charge de la toxicité du BAK est de passer à des formulations sans conservateur (PF).

Type de formulationProduits représentatifs (ex.)Caractéristiques
Format unidose (usage unique)ムコスタUD® 0.2%,ジクアスUD® 3%,ヒアレインミニ® 0.1%/0.3%À utiliser entièrement après ouverture. Aucun conservateur n’est nécessaire pour le stockage à long terme
Type PF multidoses (avec filtre intégré)Collyre combiné Cosopt® Mini (PF)Structure de récipient stérile réutilisable
Formulation conservatrice alternative sans BAKTravatan® (contient du Polyquad)Utilise un conservateur alternatif moins toxique que le BAK
Formulation sans BAK avec le même principe actifTapros® PF (tafluprost 0,0015 %)Alternative au latanoprost. Pris en charge par l’assurance pour l’hypertension oculaire et le glaucome

Le passage à des collyres PF alternatifs contre le glaucome a été rapporté comme améliorant significativement les indicateurs objectifs de l’atteinte de la surface oculaire (SPK, BUT et densité des cellules caliciformes)7, 8).

L’utilisation de collyres combinés (formulations réunissant 2 à 3 composants dans un seul flacon) est efficace pour réduire l’exposition totale au BAK9).

  • Réduction de la fréquence des instillations: Par rapport à l’utilisation de 2 à 3 monothérapies, passer à un seul flacon réduit fortement le nombre d’expositions au BAK
  • Réduction de la teneur en BAK: La quantité de BAK dans les collyres combinés est inférieure à la somme de celle des monothérapies
  • Préparations combinées représentatives : latanoprost/timolol (Xalacom®), tafluprost/timolol (Tapcom®), dorzolamide/timolol (Cosopt®)
  • Compression du sac lacrymal: exercer une pression sur la zone du sac lacrymal (coin interne de l’œil) pendant 1 à 2 minutes après l’instillation favorise l’évacuation du BAK par le canal nasolacrymal et peut aussi réduire l’absorption systémique
  • Rinçage de l’œil: rincer l’œil après l’instillation peut éliminer le BAK restant à la surface cornéenne. Cependant, un rinçage excessif peut diluer le film lacrymal, donc il faut être prudent

Chez les patients devant subir une chirurgie filtrante du glaucome (trabéculectomie ou chirurgie de shunt tubulaire), passer à une préparation sans BAK environ 2 à 4 semaines avant l’intervention peut réduire l’inflammation conjonctivale et améliorer les résultats chirurgicaux5). L’évaluation de la densité des cellules caliciformes par cytologie d’impression conjonctivale préopératoire est également utile.

Traitement en cas de sécheresse oculaire associée

Section intitulée « Traitement en cas de sécheresse oculaire associée »

Si la sécheresse oculaire est associée ou aggravée par la toxicité du BAK, ajouter les traitements suivants.

  • Collyre de diquafosol sodique à 3 % (Diquas®): favorise la sécrétion de mucine via les récepteurs P2Y2. Une présentation unidose sans conservateur (Diquas UD®) est aussi disponible
  • Collyre de rebamipide à 2 % (Mucosta®): en plus de favoriser la production de mucine, il a un effet anti-inflammatoire. Présentation unidose sans conservateur (Mucosta UD®)
  • Larmes artificielles sans conservateur : Hyalein Mini® 0,1 %/0,3 % (hyaluronate de sodium)
Q Je dois utiliser plusieurs collyres pour le glaucome ; comment protéger la surface oculaire ?
A

Associer plusieurs mesures est efficace. D’abord, passer à des collyres combinés peut réduire le nombre d’instillations et diminuer l’exposition totale au BAK. Ensuite, il faut discuter avec l’ophtalmologiste d’un passage à des formulations sans conservateur (PF). La compression du sac lacrymal après l’instillation est également efficace et peut réduire l’absorption intraoculaire et systémique du BAK. En cas de symptômes de sécheresse oculaire, l’utilisation conjointe de collyres favorisant la production de mucine, comme la solution ophtalmique de diquafosol (Diquas UD®) ou la solution ophtalmique de rebamipide (Mucosta UD®), est aussi efficace9).

6. Teneur en BAK des principaux collyres contre le glaucome et formulations alternatives

Section intitulée « 6. Teneur en BAK des principaux collyres contre le glaucome et formulations alternatives »

Le glaucome nécessite un traitement par collyres à vie, et les effets de la toxicité du BAK constituent un problème majeur dans ce domaine. Voici un résumé de la teneur en BAK et des formulations alternatives des principaux collyres.

MédicamentConcentration de BAKFormulation alternative sans BAK
Collyre de latanoprost 0,005 %0,02 % (concentration élevée)Tafluprost 0,0015 % (Tapros® PF)
Collyre de timolol 0,25 %/0,5 %0,005–0,01 %Timoptol® XE (forme gel), timolol PF
Collyre de chlorhydrate de dorzolamide 1%0.0075%Formulation combinée de dorzolamide/timolol sans conservateur (Cosopt Mini®)
Collyre de tartrate de brimonidine 0.1%0.005%Formulation sans BAK (varie selon le produit)
Travatan®Contient du Polyquad (sans BAK)C’est en soi une formulation alternative au BAK
Collyre de chlorhydrate de ripasudil 0.4% (Glanatec®)Contient du BAKIl n’existe actuellement aucune alternative sans BAK

La toxicité du BAK est dose-dépendante, et le latanoprost (0,02 %) présente le risque le plus élevé6). Lorsqu’on utilise plusieurs collyres contenant du BAK, le problème n’est pas la somme des concentrations de BAK de chaque médicament, mais l’exposition répétée de la surface oculaire à chaque collyre. Le tafluprost (Tapros® PF) a le même effet hypotenseur oculaire que le latanoprost tout en étant sans BAK, et des études chez l’animal comme des essais cliniques ont montré que son impact sur la surface oculaire est significativement plus faible6, 7).

Contrairement au BAK, Polyquad est un tensioactif cationique de type polymérique. Comme il a un poids moléculaire élevé et une faible perméabilité cornéenne, sa toxicité épithéliale est faible. Des études in vitro ont également confirmé que sa toxicité pour les cellules épithéliales de la surface oculaire est significativement plus faible que celle du BAK8).

7. Recherches récentes et perspectives d’avenir

Section intitulée « 7. Recherches récentes et perspectives d’avenir »

Nouveaux systèmes conservateurs à faible toxicité

Section intitulée « Nouveaux systèmes conservateurs à faible toxicité »
  • SoftZIA® (système conservateur contenant du zinc) : un système conservateur à faible toxicité qui utilise des ions zinc. Des études comparatives avec le BAK ont montré une meilleure tolérance cornéenne7), et il a été adopté dans certaines gouttes pour le glaucome
  • OcuPure® (à base de peroxyde d’hydrogène) : conservateur qui se décompose en oxygène et en eau après l’instillation. Il ne laisse presque aucun résidu à la surface oculaire et est considéré comme peu toxique
  • Dérivés de la chlorhexidine et polyaminopropyl biguanide (PAPB) : l’application aux collyres de conservateurs à faible toxicité développés pour les produits d’entretien des lentilles de contact est à l’étude

Des recherches avancent aussi dans le sens de supprimer le besoin même de collyres.

  • Implants intraoculaires à libération prolongée : implants à libération prolongée placés dans la chambre antérieure ou la cavité vitréenne, permettant d’éviter à la fois l’exposition systémique des collyres et la toxicité des conservateurs
  • DDS de type bouchon punctal : Des tentatives visant à libérer lentement le médicament à partir de bouchons punctaux et à réduire fortement le nombre d’instillations ont été rapportées

Concernant les effets à long terme du BAK sur la surface oculaire, des études utilisant la microscopie confocale in vivo ont rapporté une diminution de la densité des nerfs cornéens. Cette constatation suggère que la toxicité du BAK n’affecte pas seulement l’épithélium cornéen, mais aussi le système nerveux cornéen, et qu’une évaluation supplémentaire est nécessaire, y compris son lien avec la douleur neuropathique11). Par ailleurs, davantage de données sont nécessaires sur le lien entre l’utilisation prolongée du BAK et la cicatrisation de la bulle filtrante après une chirurgie filtrante du glaucome, y compris l’optimisation de la période d’arrêt préopératoire du BAK.

  1. Baudouin C, Labbé A, Liang H, et al. Preservatives in eyedrops: the good, the bad and the ugly. Prog Retin Eye Res. 2010;29(4):312-334. doi:10.1016/j.preteyeres.2010.03.001. PMID:20302969.

  2. Pisella PJ, Pouliquen P, Baudouin C. Prevalence of ocular symptoms and signs with preserved and preservative free glaucoma medication. Br J Ophthalmol. 2002;86(4):418-423. doi:10.1136/bjo.86.4.418. PMID:11914211; PMCID:PMC1771067.

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  6. Liang H, Baudouin C, Pauly A, et al. Conjunctival and corneal reactions in rabbits following short- and repeated exposure to preservative-free tafluprost, commercially available latanoprost and 0.02% benzalkonium chloride. Br J Ophthalmol. 2008;92(9):1275-1282. doi:10.1136/bjo.2008.138768. PMID:18723745; PMCID:PMC2569147.

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  8. Ammar DA, Noecker RJ, Kahook MY. Effects of benzalkonium chloride-preserved, polyquad-preserved, and sofZia-preserved topical glaucoma medications on human ocular epithelial cells. Adv Ther. 2010;27(11):837-845. doi:10.1007/s12325-010-0070-1. PMID:20931366.

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  10. Leung EW, Medeiros FA, Weinreb RN. Prevalence of ocular surface disease in glaucoma patients. J Glaucoma. 2008;17(5):350-355. PMID: 18703943. doi:10.1097/IJG.0b013e31815c5f4f.

  11. Martone G, Frezzotti P, Tosi GM, Traversi C, Mittica V, Malandrini A, et al. An in vivo confocal microscopy analysis of effects of topical antiglaucoma therapy with preservative on corneal innervation and morphology. Am J Ophthalmol. 2009;147(4):725-735.e1. doi:10.1016/j.ajo.2008.10.019.

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