Травматическая оптическая нейропатия, вызванная взрывом

Основные моменты вкратце

Основные сведения об этом заболевании

• Взрыв-индуцированная травматическая оптическая нейропатия (BON) — это подтип косвенной травматической оптической нейропатии, при котором зрительный нерв повреждается только ударными волнами, возникающими при избыточном давлении взрыва.
• Поскольку при этом нет проникающего ранения или тупой травмы, повреждение зрительного нерва может возникнуть даже при отсутствии видимых признаков травмы.
• Военнослужащие, сотрудники экстренных служб и гражданские лица, подвергшиеся воздействию взрывных устройств, относятся к группе высокого риска.
• Даже если острота зрения остаётся хорошей, могут возникать нарушения поля зрения, снижение пространственной контрастной чувствительности и путаница цветов.
• Специальных рекомендаций для BON не существует, и поддерживающая терапия и зрительная реабилитация являются основой лечения.
• Часто она сочетается с черепно-мозговой травмой (TBI) и постконтузионным синдромом, поэтому необходима комплексная оценка.

1. Что такое взрыв-индуцированная травматическая оптическая нейропатия?

Взрыв-индуцированная травматическая оптическая нейропатия (Blast-Induced Traumatic Optic Neuropathy; BON) — это подтип травматической оптической нейропатии (TON). Она характеризуется повреждением зрительного нерва, вызванным ударными волнами, которые передаются через структуры глаза после воздействия избыточного давления взрыва, без проникающего ранения или тяжелой тупой травмы.

Эпидемиология

Взрыв-индуцированная травматическая оптическая нейропатия — это заболевание, представляющее проблему в военной, промышленной и гражданской сферах.

• В одном исследовании сообщалось, что примерно у 20% военнослужащих, пострадавших при взрыве, признаки глазной травмы появлялись в период от 2 недель до 7 лет после ранения (2011).
• При сочетании с черепно-мозговой травмой (TBI), даже если острота зрения относительно сохранена, часто наблюдаются нарушения зрительной функции, такие как бинокулярное зрение, поля зрения и движения глаз ¹.
• В моделях на животных подтверждена дозозависимая связь между общим числом воздействий взрыва и степенью нейродегенерации зрительного нерва ².

Q Чем взрыв-индуцированная травматическая оптическая нейропатия (BON) отличается от обычной травматической оптической нейропатии (TON)?

A

Травматическая оптическая нейропатия часто возникает после тупой травмы, например при дорожно-транспортных происшествиях, или при проникающем ранении, но взрыв-индуцированная травматическая оптическая нейропатия отличается тем, что зрительный нерв повреждается только ударной волной взрыва, без проникающего ранения или тяжелой тупой травмы. Нарушение функции зрительного нерва может возникать даже при отсутствии видимых внешних признаков травмы.

Основные симптомы и клинические признаки

Субъективные симптомы

Нарушение зрения при взрыв-индуцированной травматической оптической нейропатии варьирует от легкого до тяжелого.

• Затуманивание зрения: Один из наиболее часто сообщаемых субъективных симптомов.
• Выпадение полей зрения: Объем и характер различны — от центральной скотомы до выпадения периферического поля зрения.
• Изменения цветоощущения: трудно различать цвета или цвета кажутся блеклыми.
• Снижение зрения: от легкого снижения до тяжелой потери зрения.

Клинические признаки

Выявляются следующие признаки. Следует учитывать, что даже при сохраненной высокой контрастной остроте зрения могут скрываться несколько функциональных нарушений.

Признак	Содержание
Снижение зрения	От легкого до выраженного, сильно варьирует у разных людей
Нарушение цветоощущения	Смешение цветов и снижение способности их различать
RAPD	Важный признак при односторонних или двусторонних асимметричных случаях
дефект поля зрения	количественная оценка с помощью периметрии Humphrey
истончение RNFL	изменения слоя нервных волокон сетчатки, выявляемые на ОКТ
удлинение латентности VEP	замедление проведения электрической активности зрительной системы
снижение пространственной контрастной чувствительности	может выявлять отклонения даже при нормальной высококонтрастной остроте зрения

Зрительный диск на ранней стадии отекает, а затем в итоге переходит в атрофию зрительного нерва и исчезновение RNFL на ОКТ. Cockerham et al. рекомендуют комплексно оценивать не только высококонтрастную остроту зрения, но и пространственную контрастную чувствительность, исследование поля зрения и цветоощущение¹. В исследовании VFQ-25 было показано, что качество жизни ветеранов, подвергшихся воздействию взрывов, было значительно ниже, чем у здоровых людей, а также у пациентов с диабетом, глаукомой и рассеянным склерозом³.

Q Может ли взрыв-индуцированная травматическая оптическая нейропатия быть даже при хорошей остроте зрения?

A

Да. Даже если высококонтрастная острота зрения сохранена, могут быть нарушения поля зрения, снижение пространственной контрастной чувствительности и ошибки различения цветов. Оценка только по высококонтрастной остроте зрения может пропустить поражение.

3. Причины и факторы риска

Причина

Ударная волна, возникающая при взрывной избыточной давлении (blast overpressure), передается через структуры глаза к зрительному нерву, где сдвиговые силы и напряжение повреждают волокна зрительного нерва. Главное отличие от других травматических оптикопатий в том, что это происходит без проникающего ранения или прямой тупой травмы.

Факторы риска

• Профессиональное воздействие: военнослужащие, сотрудники экстренных служб, лица, работающие со взрывчатыми веществами
• Близость к источнику взрыва: нахождение рядом с IED (самодельными взрывными устройствами) и крупным оружием
• Интенсивность взрывной избыточной давления: чем выше избыточное давление, тем выше риск повреждения
• Повторное воздействие: в моделях на животных показана зависимость доза–эффект
• Сочетание с черепно-мозговой травмой или постконтузионным синдромом: повышает частоту нарушений зрительной функции

Для профилактики

Носите защитные средства, такие как специальные очки и шлем. На месте взрыва важно повышать ситуационную осведомленность и избегать ненужного приближения. Поскольку повторное воздействие может накапливать риск нейродегенерации, следует также рассматривать ограничение числа воздействий.

Q Как можно снизить риск взрыв-индуцированной травматической оптической нейропатии?

A

Ношение защитных средств (специальных очков и шлема) является основой. В моделях на животных повторное воздействие показало зависимость доза–эффект с нейродегенерацией, поэтому ограничение числа воздействий также является важной профилактической мерой.

4. Диагностика и методы обследования

Для диагностики взрыв-индуцированной травматической оптической нейропатии требуется подробный сбор анамнеза и многоплановое обследование. Необходимо детально уточнить расстояние до места взрыва, длительность воздействия, использование средств защиты, наличие ранее существовавших заболеваний глаз и черепно-мозговой травмы.

Клинические исследования

Проверка остроты зрения: измеряет остроту зрения при высоком контрасте. Даже при хороших результатах могут сохраняться другие функциональные нарушения.

Зрачковая реакция (RAPD): важный объективный признак при односторонних или двусторонне асимметричных случаях.

Движения глаз: необходимы для исключения сопутствующих повреждений.

Тест пространственной контрастной чувствительности: выявляет нарушения, характерные для взрыв-индуцированной травматической оптической нейропатии.

Периметрия Humphrey (HVF): количественно оценивает характер и распространенность дефектов поля зрения.

VEP (зрительные вызванные потенциалы): оценивает электрическую активность зрительной системы. При взрыв-индуцированной травматической оптической нейропатии подтверждено удлинение латентности.

Методы визуализации

OCT: неинвазивно выявляет истончение RNFL (слоя нервных волокон сетчатки) и изменения диска зрительного нерва.

OCT-A: при непрямой травматической оптической нейропатии сообщалось о зависящем от времени истончении слоев сетчатки и снижении микрососудистой плотности, и подобный паттерн предполагается и при взрыв-индуцированной травматической оптической нейропатии.

КТ орбиты: используется для исключения переломов зрительного канала, костных фрагментов и гематомы оболочки зрительного нерва.

МРТ: используется для исключения поддающихся хирургическому лечению поражений (перелом канала, гематома оболочки).

Оценка качества жизни, связанного со зрением (VFQ-25 + NOS): Lemke и соавт. использовали ее для оценки качества жизни, связанного со зрением, у ветеранов, подвергшихся воздействию взрывов. Сообщалось, что качество жизни было значительно ниже, чем у здоровых людей, а также у пациентов с сахарным диабетом, глаукомой и рассеянным склерозом³.

Дифференциальная диагностика

Важно отличать это от следующих заболеваний.

• Травматическая оптическая нейропатия: отличается тем, что возникает вследствие тупой или проникающей травмы
• Черепно-мозговая травма: из-за перекрытия зрительных симптомов всегда следует учитывать сопутствующее повреждение
• Неврит зрительного нерва: воспалительное заболевание, вызванное аутоиммунными механизмами. Проявляется внезапным снижением зрения на один глаз и болью в глазу; следует учитывать связь с рассеянным склерозом и оптиконевромиелитом. Характерен симптом Утхоффа (временное снижение зрения после ванны или физической нагрузки)
• Авульсия зрительного нерва: отрыв зрительного нерва при тяжелой травме
• Неорганическое нарушение зрения: дифференцировать от функционального нарушения зрения
• Заболевания сетчатки: пре-, интра- и субретинальные кровоизлияния, разрыв хориоидеи, отслойка сетчатки, commotio retinae

5. Стандартное лечение

Не существует специальных рекомендаций для травматической оптической нейропатии, вызванной взрывом. Также нет достаточного консенсуса по медикаментозному лечению травматической оптической нейропатии, и в настоящее время основой лечения является поддерживающая терапия.

Поддерживающая терапия

• Контроль внутриглазного давления: при повышении внутриглазного давления проводят терапию, снижающую его
• Контроль воспаления: соответствующие меры в зависимости от степени воспаления
• Зрительная реабилитация: реабилитация для максимального использования сохранившейся зрительной функции
• Регулярное наблюдение: необходимы регулярные офтальмологические осмотры и проверка полей зрения

Кортикостероиды

Их применяют при травматической оптической нейропатии, но их терапевтическая роль при травматической оптической нейропатии, вызванной взрывом, остается спорной. При сравнении внутривенного введения дексаметазона и метилпреднизолона значимой разницы в зрительных исходах не выявлено.

Прогноз

Прогноз варьирует и зависит от тяжести первоначальной травмы, эффективности лечения и индивидуальной реакции.

• При общей травматической оптической нейропатии сообщалось о спонтанном восстановлении в 15–30% случаев
• Примерно у 40% детей с травматической оптической нейропатией отмечается спонтанное улучшение зрения
• Поскольку заболевание не связано с физической травмой, считается, что общий прогноз взрыв-индуцированной травматической оптической нейропатии может быть лучше, чем при травматической оптической нейропатии, но данных, напрямую подтверждающих это, на данный момент недостаточно.
• В опросе VFQ-25 качество жизни у людей, подвергшихся воздействию взрыва, было ниже, чем у многих пациентов с хроническими заболеваниями глаз.

Особенности лечения

Поскольку для этого заболевания нет отдельных рекомендаций, тактику лечения нужно определять индивидуально, ориентируясь на травматическую оптическую нейропатию. Лечебная роль кортикостероидов не установлена, и при их применении необходимо тщательно учитывать системные противопоказания и побочные эффекты. Регулярное длительное наблюдение у офтальмолога необходимо.

Q Существует ли установленный стандарт лечения взрыв-индуцированной травматической оптической нейропатии?

A

Для этого заболевания нет отдельных рекомендаций. Консенсус по лечению травматической оптической нейропатии также недостаточен, и на данный момент основой является поддерживающая терапия (контроль внутриглазного давления, контроль воспаления и зрительная реабилитация). Кортикостероиды иногда применяются, но их эффективность остается спорной.

6. Патофизиология и подробный механизм развития

Механизм повреждения ударной волной

Ударная волна, возникающая при взрывной избыточной давлении, распространяется через структуры глаза и создает сдвиговые силы и напряжение на волокнах зрительного нерва. Это вызывает сдвиговое аксональное повреждение и приводит к нейровоспалению и нарушению функции. Макроскопического повреждения не видно, но на тканевом уровне наблюдаются аксональное повреждение, глиоз и воспаление.

К числу особенно уязвимых структур относят слой ганглиозных клеток, внутренний ядерный слой и зрительный нерв (Wang et al.).

Наблюдения в моделях животных

В мышиных моделях Bernardo-Colón et al. и Rex et al. (эксперименты, в которых сжатый воздух подавали непосредственно на глаз) были выявлены следующие данные².

• Вызывается временное повышение внутриглазного давления
• Происходят гибель ганглиозных клеток сетчатки (RGC) и аксональная дегенерация по всему зрительному нерву
• Нарушение антероградного аксонального транспорта к верхнему холмику сначала появляется в зоне проекции периферической сетчатки
• Увеличение глиальной области зрительного нерва (временные изменения астроцитарной ткани)
• IL-1α и IL-1β повышаются в зрительном нерве и сетчатке (без изменений других цитокинов)

В другой модели грызунов с blast TBI у Mohan и соавт. также были подтверждены снижение зрачкового светового рефлекса, двухфазные нарушения pERG (острое снижение в течение 24 часов и хроническое снижение через 4 месяца) и истончение RNFL через 3 месяца, а очаговая потеря слоя ганглиозных клеток и повреждение зрительного нерва были патоморфологически подтверждены⁴.

Патологическое сравнение с другими оптическими нейропатиями

Глаукома

Направление аксональной дегенерации: дегенерация от дистального к проксимальному.

Тканевые изменения: происходит ремоделирование астроцитов.

Воспаление: повышаются различные цитокины.

Прямая травматическая оптическая нейропатия

Место повреждения: Имеется четко определенное место повреждения.

Прогрессирование: Быстрая и прогрессирующая дегенерация аксонов и гибель клеток.

Механизм: В основном прямое механическое сдавление и сдвиг.

Травматическая оптическая нейропатия, вызванная взрывом

Место повреждения: Макроскопических повреждений нет. Широкое воздействие ударной волны.

Воспаление: Паттерн повышения, ограниченный IL-1α и IL-1β.

Особенности: Наблюдается уникальная нейропатология, отличная от глаукомы и прямой травматической оптической нейропатии.

---

7. Новейшие исследования и будущие перспективы (отчеты на стадии исследований)

Для пациентов: обязательно к прочтению

Следующее содержание находится в стадии исследования или клинических испытаний и не является стандартным лечением, доступным в обычных больницах. Это справочная информация для специалистов о будущих достижениях медицины.

Ниже перечислены кандидаты на лечение, находящиеся на стадии исследований.

Лечение	Состояние исследований	Примечания
Эритропоэтин (ЭПО)	Пилотное исследование	Сообщалось об улучшении исходов у пациентов с травматической оптической нейропатией (Kashkouli et al.)
Интравитреальная инъекция (включая анти-VEGF)	Модель на животных	Может быть вредно в острой фазе (см. ниже)
siRNA к каспазе-2	Модель на животных	Изучается на модели глазной травмы, вызванной воздушной взрывной волной (Thomas et al.)

Эритропоэтин (EPO)

В пилотном исследовании Kashkouli и соавт. 7 пациентам с непрямой травматической оптической нейропатией вводили рекомбинантный человеческий EPO внутривенно 3 дня подряд, и сообщалось о значительном улучшении конечной остроты зрения по сравнению с 8 пациентами в группе наблюдения (p=0.012)⁵. Для прямого применения при взрыв-индуцированной травматической оптической нейропатии необходимы дальнейшие исследования.

Интравитреальная инъекция

В модели мышей Naguib и соавт. группа, получившая интравитреальную инъекцию буферного раствора на 1-й день после закрытой травмы, продемонстрировала снижение ERG, усиление повреждения зрительного нерва и стойкое повышение воспалительных цитокинов (IL-1α и IL-1β)⁶. Применение в острой фазе может быть вредным, поэтому важно учитывать время введения.

siRNA к каспазе-2

Thomas и соавт. оценивали анти-каспаза-2 siRNA в мышиной модели bITON; хотя введение до взрыва показывало тенденцию к защите нервных волокон, введение после взрыва усиливало внутриглазное воспаление и не давало нейропротекторного эффекта⁷.

В настоящее время ведутся исследования, направленные на усиление нейропротекторных и нейрорегенеративных факторов и подавление нейродегенеративных и воспалительных факторов.

Список литературы

Footnotes

1. Cockerham GC, Goodrich GL, Weichel ED, Orcutt JC, Rizzo JF, Bower KS, Schuchard RA. Eye and visual function in traumatic brain injury. J Rehabil Res Dev. 2009;46(6):811-818. PMID: 20104404 ↩ ↩²

2. Bernardo-Colón A, Vest V, Cooper ML, Naguib SA, Calkins DJ, Rex TS. Progression and Pathology of Traumatic Optic Neuropathy From Repeated Primary Blast Exposure. Front Neurosci. 2019;13:719. PMID: 31354422 ↩ ↩²

3. Lemke S, Cockerham GC, Glynn-Milley C, Cockerham KP. Visual quality of life in veterans with blast-induced traumatic brain injury. JAMA Ophthalmol. 2013;131(12):1602-1609. PMID: 24136237 ↩ ↩²

4. Mohan K, Kecova H, Hernandez-Merino E, Kardon RH, Harper MM. Retinal ganglion cell damage in an experimental rodent model of blast-mediated traumatic brain injury. Invest Ophthalmol Vis Sci. 2013;54(5):3440-3450. PMID: 23620426 / PMCID: PMC4597486 ↩

5. Kashkouli MB, Pakdel F, Sanjari MS, Haghighi A, Nojomi M, Homaee MH, Heirati A. Erythropoietin: a novel treatment for traumatic optic neuropathy-a pilot study. Graefes Arch Clin Exp Ophthalmol. 2011;249(5):731-736. PMID: 20890611 ↩

6. Naguib SA, Bernardo-Colón A, Rex TS. Intravitreal injection worsens outcomes in a mouse model of indirect traumatic optic neuropathy from closed globe injury. Exp Eye Res. 2020;202:108369. PMID: 33238184 / PMCID: PMC8117180 ↩

7. Thomas CN, Bernardo-Colón A, Courtie E, Essex G, Rex TS, Blanch RJ, Ahmed Z. Effects of intravitreal injection of siRNA against caspase-2 on retinal and optic nerve degeneration in air blast induced ocular trauma. Sci Rep. 2021;11(1):16839. PMID: 34413361 ↩