Epitelial-Stromal och Stromal Corneal Dystrophies:

En klinisk-patologiskt översikt

Emily S. Birkholz, MD, Nasreen A. Syed, MD, och Michael D. Wagoner, MD, PhD

Augusti 17, 2009

Grov revision: Chaunhi Van, MD och Nasreen Syed, MD

Augusti 20, 2015

INLEDNING

Corneala epitel-stromala och stromala dystrofier är en grupp ärftliga sjukdomar i hornhinnan som orsakas av progressiv ackumulering av avlagringar i hornhinnans lager. Dessa avlagringar orsakas inte av inflammation, infektion eller trauma, utan av genetiska mutationer som leder till transkription av avvikande proteiner vilket resulterar i ansamling av olösligt material i hornhinnan. Störningarna kan påverka synen eller inte och kan vara symmetriska eller inte (1). Klassificeringssystemet IC3D (International Committee for Classification of Corneal Dystrophies) från 2015 har delat in hornhinnedystrofier i fyra kategorier: epitel- och subepitel-dystrofier, epitel-stromala dystrofier, stromala dystrofier och endotel-dystrofier. De flesta dystrofier som tidigare betraktades som stromala klassificeras nu som antingen epitel-stromala dystrofier eller stromala dystrofier. Tabell 1 och 2 innehåller en förteckning över epitel-stromala dystrofier och stromala dystrofier (2). Den gamla klassificeringen för korneala stromala dystrofier anges i tabell 3.

Tabell 1: Epitel-stromala hornhinnedystrofier

• Reis-Bucklers hornhinnedystrofi
• Thiel-Behnke hornhinnedystrofi
• Lattice corneal dystrophy, typ 1 och varianter
• Granulär hornhinnedystrofi, typ 1
• Granulär hornhinnedystrofi, typ 2

Tabell 2: Stromal corneal dystrophies

• Macular corneal dystrophy
• Schnyder corneal dystrophy
• Congenital stromal corneal dystrophy
• Posterior amorphous corneal dystrophy
• Central cloudy dystrophy of Francois
• Pre-Descemet corneal dystrophy

Tabell 3. Gamla klassificering av corneal stromal dystrofi

• Lattice corneal dystrophy
• Granular corneal dystrophy
• Avellino corneal dystrophy
• Macular corneal dystrophy
• Gelatinösa droppar
• .liknande dystrofi
• Schnyder hornhinnedystrofi
• Francois-Neetans Fleck dystrophy
• Congenital hereditary stromal dystrophy

EPITHELIAL-STROMAL CORNEAL DYSTROPHIES

Epithelial-stromal dystrophies orsakas av mutationer i genen för transforming growth factor beta-induced (TGFβI), även känd som BIGH3-genen. TGFβI finns på kromosom 5q31 och kodar för keratoepithelin, ett protein som utsöndras av hornhinneepitelet. Detta protein fungerar som ett adhesionsprotein och finns i normalt stroma. Eftersom det är ett litet protein ungefär lika stort som albumin har det förmågan att diffundera genom hornhinnans stroma. När en mutation i TGFβI-genen uppstår är keratoepithelinstrukturen onormal och ackumulering av det olösliga proteinet eller dess proteolytiska fragment sker i hornhinnan (1, 3). Intressant nog upptäcktes TGFβI-genmutationen delvis vid University of Iowa. En grupp forskare och kliniker, däribland Edwin M. Stone, Robert Folberg och Jay H. Krachmer, kartlade granulär typ I, granulär typ II och lattice dystrophy till kromosom 5q 1994 (4). Hittills har 63 olika mutationer identifierats i TGFβI-genen. Inga effektiva behandlingar för att förhindra eller dämpa avlagringen av keratoepithelin har identifierats. Dystrofierna har vanligtvis en autosomal dominant nedärvning och involverar Bowman-skiktet och stroma (3).

REIS-BUCKLERS CORNEAL DYSTROPHY

Reis-Bücklers, tidigare känd som granulär hornhinnedystrofi typ III eller hornhinnedystrofi av Bowmans typ I, uppvisar typiskt sett normala hornhinnor vid födseln, men utvecklar smärtsamma återkommande erosioner, opakifiering och progressiv synförlust inom det första levnadsdecenniet (1). Oregelbundna, gråvita, geografiskt likartade opaciteter finns i Bowman-skiktet och det främre stroma. I mer avancerade stadier av sjukdomen kan opaciteterna sträcka sig till limbus och djupare stroma (2). Histopatologin avslöjar främre stromala och subepiteliala avlagringar av hyalinliknande material som stör och ofta ersätter Bowmans lager (se figur 1A och 1B). Avlagringarna färgas rött med Masson-trikromfärgningen (2). Det hyalinliknande materialet består ultrastrukturellt av stavliknande kroppar, vilket bidrar till att skilja det från Thiel-Behnke hornhinnedystrofi (1, 2).

Figur 1. Reis-Bückler hornhinnedystrofi (klicka på bilderna för större bild)

A: H&E av Reis Bückler som visar förstörelse av Bowmans lager och oregelbundet epitel	B. Masson Trichrome-färgning som visar epitelfärgning

LATTICE CORNEAL DYSTROPHY

Lattice corneal dystrophy (LCD) är den vanligaste av de korneala epitel-stromala dystrofierna. Det är typiskt en autosomalt dominant, bilateral sjukdom som vanligtvis visar sig mot slutet av det första decenniet i livet med symtom på återkommande corneaerosioner och nedsatt syn. Den kännetecknas av gallerdragningar som är linjära, radiellt orienterade, förgrenade refraktila opaciteter som beskrivs som ”glasliknande” och som är belägna i det främre stroma (se figurerna 2A och 2B). Dessa gitterlinjer finns först i den ytliga centrala hornhinnan. När sjukdomen fortskrider sprider de sig djupare och perifert i stroma med skoning av limbus (1, 2). Andra undersökningsfynd är fläckliknande opaciteter, subepiteliala vita prickar och ”ground-glass” stromala grumligheter, som börjar centralt och blir mer diffusa (2). Många patienter med LCD kommer att behöva ett kirurgiskt ingrepp för att behandla återkommande erosioner och nedsatt syn. Om sjukdomen är lokaliserad framifrån i stroma kan patienterna ofta framgångsrikt behandlas med fototerapeutisk keratektomi (PTK). Vissa kräver hornhinnetransplantation. Eftersom keratoepithelin, det protein som produceras av TGFβI-genen, huvudsakligen produceras i hornhinnans epitel, tenderar sjukdomen att återkomma i hornhinnetransplantat (1).

Vid LCD ansamlas amyloidavlagringar mellan det epiteliala basalmembranet och Bowman-skiktet samt i stromat, vilket leder till en snedvridning av den lamellära arkitekturen. Avlagringarna färgar positivt vid immunohistokemi med hjälp av antikroppar mot keratoepithelin (2). Avlagringarna uppträder som amorfa rosa avlagringar på hematoxylin- och eosinfärgning (H&E) (se figurerna 1C och 1D) och färgas med Kongorödfärgning som uppvisar den klassiska äppelgröna dubbelriktningen vid korspolarisering (se figurerna 2E och 2F) (1). Avsaknad eller gallring av Bowman-skiktet, epitelatrofi och basal epiteldegeneration kan också hittas på histopatologi i LCD (2).

LCD typ I är den klassiska formen av LCD som orsakas av en mutation i TGFβI-genen som resulterar i isolerad amyloiddeposition i hornhinnan. Fyra LCD-varianter hade identifierats: LCD typ IIIA, typ I/IIIA, typ IV och polymorf amyloidos. LCD-varianter uppträder senare i livet än klassisk LCD. LCD typ IIIA uppträder under det femte-7:e decenniet, vanligen med epitelerosioner. Den har tjockare gitterlinjer, som beskrivs som ”ropy-liknande”, som sträcker sig till limbus. LCD typ I/IIIA har tunna gitterlinjer. LCD typ IV uppträder under det sjunde-9:e decenniet med små gitterlinjer. Amyloidavlagringar i LCD typ IV finns i det djupa stroma och epitelerosioner förekommer sällan. Lattice lines saknas i polymorf amyloidos typ och sällan förekommer epitelerosioner (2).

LCD typ II är ett systemiskt amyloidosyndrom känt som Meretoja-syndrom som drabbar hud, kranialnerver och hornhinna. Det visar sig i tidig vuxen ålder med perifera neuropatier, kraniala neuropatier, hundliknande ansiktsuttryck, torr hud, blepharochalasis, utstående läppar och korneala gitterlinjer. Denna typ har kopplats till gelsolingenen på kromosom 9, som kodar för ett amyloid prekursorprotein som fungerar för att avlägsna aktin från skade- och inflammationsställen (1). Namnet är en felaktig benämning och anses inte vara en variant av gitterkorneadystrofi (2).

Figur 2. Lattice corneal dystrophy (klicka på bilderna för större bild)

A: Vänster öga vid retroilluminering som visar främre stromavlagringar vid lattice corneal dystrophy	B: Vänster öga med högre effekt som visar linjära främre stromavlagringar.
C: H&E-färgning av hornhinna med gitter. Notera rosa amorfa avlagringar i stroma	D: Närmare betraktelse av de rosa, amorfa avlagringarna
E: Kongoröd färgning, framhäver amyloid	F: Äppelgrön dubbelbristning av amyloid med tvärpolarisation.

GRANULAR CORNEAL DYSTROPHY, TYP I

Granulär hornhinnedystrofi, typ I (GCD1) är en bilateral, autosomal dominant sjukdom associerad med en mutation i TGFβI-genen som leder till avlagring av ett hyalinmaterial i det corneala stroma. Den visar sig vanligtvis tidigt under det första decenniet i livet med gråvita, ”krumeliknande” opaciteter i det främre till mellersta stroma, som sträcker sig in i det bakre stroma vid avancerad sjukdom (1, 2). Dessa opaciteter är diskreta avlagringar som ligger centralt, med klar hornhinna i periferin och klar hornhinna mellan avlagringarna (se figur 3A och 3B). Sjukdomen är vanligtvis asymtomatisk i ett tidigt skede, men med tiden kan opaciteterna sammanfalla och leda till nedsatt syn. Återkommande corneaerosioner kan förekomma vid GCD men med lägre incidens än vid LCD (1, 5). Patienterna kan också drabbas av bländning och fotofobi (2). Behandlingen tidigt i sjukdomsförloppet är ofta enbart observation. När sjukdomen fortskrider kan dock PTK och hornhinnetransplantation behövas för att förbättra synen och erosionssymptomen. Liksom LCD kan sjukdomen återkomma i hornhinnetransplantat.

Histopatologiskt är opaciteterna eosinofila avlagringar som ofta beskrivs som ”bergsockerliknande” i det främre stroma som är gjorda av ett hyalinliknande material. Med tiden utvecklas avlagringarna till det djupare hornhinnans stroma. Det hyalina materialet färgas ljusrött med Masson-trikromfärgningen (se figur 3C och 3D).

Figur 3. Granulär hornhinnedystrofi, typ I

A:Spaltlampsfoto av granulär hornhinnedystrofi, typ I	B: Lägg märke till de ”smulliknande” stromala avlagringarna med klart mellanliggande stroma.
C: H& E-färgning av hornhinnan som visar eosinofila ”stenkaksliknande” hyalina avlagringar i stroma	D: Hyalint material färgar ljusrött med Masson-Trichrome

GRANULAR CORNEAL DYSTROPHY, TYP II

Granulär hornhinnedystrofi, typ II (GCD2), tidigare känd som Avellino eller kombinerad granulär-littice hornhinnedystrofi, är en autosomal dominant sjukdom kopplad till en mutation i TGFβI-genen som leder till en avlagring av både hyalin och amyloid i hornhinnans stroma. Typiskt sett visar sig patienterna under det andra decenniet i livet med små gråvita prickar i det ytliga stroma. Opacieterna kan också vara tornliknande, ringformade eller stjärnformade. Vid retroillumination är de delvis genomskinliga. Senare i sjukdomsförloppet kan de även utveckla gitterlinjer (se figur 4A och 4B). Dessa linjer korsar inte varandra och verkar vitare och mindre brytbara än gitterlinjer. Symtom på GCD2 är smärta med epitelerosioner och synnedsättning (2).

Histopatologiskt kommer hornhinnan att ha stromala avlagringar som färgar rött med Masson Trichrome, vilket indikerar förekomsten av hyalin (se figur 4C). Dessutom kommer färgning med Kongoröd att visa äppelgrön dubbelriktning vid korspolarisering, vilket indikerar förekomst av amyloid (se figur 4D). Sjukdomen tros ha sitt ursprung i en familj i Avellino, Italien. GCD typ II har emellertid nu rapporterats hos patienter från många andra länder också (2,5), med den högsta prevalensen i Östasien.

Figur 4. Granulär corneadystrofi av typ II Avellino dystrofi (klicka på bilderna för större bild)

A: Avellino dystrofi som visar gallergliknande och granulära avlagringar i hornhinnans stroma	B. Masson Trichrome stain visar främre stromala hyalina avlagringar
C: Kongorödfärgning som visar rosa, amorfa amyloida avlagringar i samma hornhinneprov.	D: Korspolarisering avslöjar äppelgrön dubbelbrytning som indikerar amyloid.

STROMAL CORNEAL DYSTROPHIES

MACULAR CORNEAL DYSTROPHY

Makulär corneadystrofi. (MCD) är en autosomalt recessiv sjukdom som orsakas av en mutation i genen för kolhydratsulfotransferas 6 (CHST6) på kromosom 16 som leder till en defekt i syntesen av keratansulfat, den viktigaste glykosaminoglykanen i hornhinnan. Den är mindre vanlig än LCD eller GCD, men tenderar att påverka synen allvarligare. Även om MCD är mindre vanligt i världen än LCD eller GCD är det den vanligaste av de corneala stromala dystrofierna på platser som Island och Saudiarabien (2,6). Gråvita, fläckliknande främre stromala lesioner som liknar GCD1 uppträder i hornhinnan under det första decenniet i livet. Till skillnad från GCD1 finns det dock stromal grumlighet mellan avlagringarna och hela hornhinnan från limbus till limbus är ofta involverad (se figur 5A och 5B). Hornhinnan är tunn och när sjukdomen fortskrider blir Descemetmembranet grått och utvecklar guttae. Epitelerosioner kan förekomma, men mindre vid MCD än vid LCD. Patienterna utvecklar vanligtvis en allvarlig synförlust under det andra eller tredje levnadsdecenniet på grund av en diffus hornhinnedimma. PTK kan utföras i vissa tidiga fall av MCD. Detta tillstånd är dock i allmänhet inte lika mottagligt för PTK som gitter- eller granulär dystrofi och kräver ofta hornhinnetransplantation för behandling (7). Återfall i transplantat är mindre vanligt vid MCD än vid granulär eller lattice dystrofi (1,2,5,6,8).

De stromala avlagringarna vid MCD består av mukopolysackarider som ansamlas i endoplasmatiska retikulumet hos keratocyter i hornhinnans stroma, extracellulärt mellan stromala lameller och i epitelet, Descemetmembranen och endotelet. Dessa avlagringar färgas blått med Alcianblått (se figur 5C och 5D) (1). Bowman-skiktet och guttae är trasiga och Descemet-membranet är förtjockat (2).

Tre subtyper av MCD har beskrivits baserat på närvaron eller frånvaron av immunreaktivt keratansulfat i olika vävnader. Typ I har inget immunoreaktivt keratansulfat i hornhinnans stroma, keratocyter, sera eller brosk och är den vanligaste varianten av MCD i världen. Typ IA saknar keratansulfat i stroma, sera och brosk, men har påvisbara nivåer inuti keratocyter. Typ II har keratansulfat som förekommer i mycket reducerade nivåer i stroma, keratocyter, sera och brosk (6).

Figur 5. Makulär hornhinnedystrofi (klicka på bilderna för större bild)

A: Spaltlampsfoto av makulär hornhinnedystrofi.	B: Lägg märke till oskärpan mellan de korneala stromavlagringarna
C: H&E av hornhinna med makulär dystrofi. Observera främre stromala avlagringar och Bowmans skiktstörning	D: Mucopolysackaridavlagringar inom keratocyter framhävda med Alcian Blue färgning

SCHNYDER CORNEAL DYSTROPHY (SCD)

Schnyder corneal dystrophy (SCD), tidigare känd som Schnyder crystalline corneal dystrophy, är en autosomal dominant, bilateral corneal stromal dystrofi kopplad till en genetisk mutation i UbiA prenyltransferase domain containing 1 (UBIAD1) genen på kromosom 1. Den resulterande metaboliska defekten hos korneala keratocyter leder till kristallin kolesterolavlagring i stroma. Förekomsten av kristaller är dock inte absolut nödvändig för att diagnosen SCD ska kunna ställas. Faktum är att endast 54 % av patienterna med SCD har hornhinnekristaller. Typiskt sett presenterar sig patienterna under det andra eller tredje decenniet med en ringformad central corneal opacitet med eller utan kommaförmiga subepiteliala kristaller (se figur 6A och 6B). Därefter uppträder arcus lipoides mellan 23 och 38 års ålder. Efter 38 års ålder resulterar en progressiv corneal grumling i en panstromal grumling som når fram till mitten av periferin. De flesta patienter över 50 år har fotopisk synförlust, bländning och minskad hornhinnesensation och kan därför behöva kirurgisk behandling, inklusive hornhinnetransplantation eller PTK. Återfall i transplantatet kan förekomma. Sjukdomen har kopplats till hyperkolesterolemi, hyperlipidemi och genu valgum hos vissa patienter (2,5,9,10).

Histopatologiskt sett avsätter sig dubbelbrytande kolesterolkristaller bestående av fosfolipider och kolesterol inom basala epitelceller, keratocyter, Bowmans skikt och mellan stromala lameller. Lipider löses upp vid normal histologisk behandling, så frysta snitt genom hornhinnan måste tas fram för att påvisa förekomsten av lipider med Oil-Red-O- eller Sudansvart färgning.

Figur 6. Schnyder corneal dystrophy (klicka på bilderna för större bild)

A: Spaltlampsfoto av Schnyder corneal dystrophy.	B. Centralt belägna kristallina avlagringar
C: H&E av hornhinna med SCCD	D. Oil Red O-färgningen framhäver kolesterolkristaller som framstår som röda.

Tabell 4 ger en gemensam minnesanteckning för att memorera några av de hornhinnedystrofier som påverkar stroma, sammansättningen av deras avlagring och metoden för att färga dessa avlagringar anges.

Tabell 4: Minnesanteckningar för att komma ihåg hornhinnans stromala dystrophier

• Marilyn-Macular Dystrophy
• Monroe-Mucopolysaccharide
• Always-Alcian Blue stain
• Gets-Granular Dystrophy
• Her-Hyaline
• Man in-Masson Trichrome stain
• Los-Lattice Dystrophy
• Angeles-Amyloid
• California-Congo Red

ÖVERSIKT: CORNEAL STROMAL DYSTROPHIES

EPIDEMIOLOGI Autosomal dominant sjukdom Reis-Bucklers corneal dystrophy (RBCD) Granulär corneal dystrophy (GCD1) Granulär corneal dystrophy, typ II (GCD2) Lattice corneal dystrophy (LCD) Schnyder corneal dystrophy (SCD) Autosomalt recessivt Macular corneal dystrophy (MCD) Förekommer i 1:a-3:e levnadsåret	SIGNER Recidiverande erosioner Bilaterala corneala stromavlagringar i olika mönster Krummelliknande avlagringar för GCD1, GCD2, RBCD Gitterlinjer för LCD Diffusa grumlingar och stromala avlagringar för MCD Centrala hornhinnetrögheter eller kristallina avlagringar med omgivande Arcus för SCD
SYMPTOMS Initialt inga Bilaterala återkommande erosioner som orsakar smärta, rivning, och känsla av främmande kropp Med tiden kan synen försämras	BEHANDLING Observation För tidigt i förloppet Smörjning Hantera återkommande erosioner med bandage av kontaktlins och lokalt antibiotikum (erytromycin salva eller 3:e-4:e generationens fluorokinolon) Fototerapeutisk keratektomi Kornealtransplantation Om återkommande erosioner är allvarliga eller om synnedsättning Återkommer i transplantat