眼科情報::出典, 要約, コメント

栄養障害性角膜炎

三叉神経障害によって起こる角膜障害を栄養障害性角膜炎 (または、角膜症、角膜潰瘍) H168 とよびます。

栄養障害性角膜炎
Ophthalmologe. 2005 Jan;102(1):7-14.
Neurotrophic keratitis
Cursiefen C, Seitz B, Kruse FE.
Augenklinik mit Poliklinik, Friedrich-Alexander Universitat Erlangen-Nurnberg, Erlangen.
[要約の邦訳]
栄養障害性角膜炎は角膜神経支配の減少によって起こる角膜の変性疾患です。外傷、腫瘍、炎症性病変、手術は、三叉神経第一枝の脳幹部から角膜までの全神経路および角膜内での障害をもたらす。角膜神経支配の消失や減少は、涙液層の水相(訳者注: ムチン層、油層、水層[相]の3層の1つ)の減少に至り、神経伝達物質/栄養因子の減少によって上皮の治癒力の低下にも至ります (細胞の分裂と移動の障害)。涙液層欠乏と上皮治癒力の障害の同時存在は、持続性上皮欠損、角膜潰瘍、角膜穿孔を生じやすくします。早期診断と十分な治療によりこの重篤な一連の出来事を予防できる可能性があります。

三叉神経機能低下によって起こりうる角膜上皮の栄養障害性変化の徴候
Klin Monatsbl Augenheilkd. 1988 Feb;192(2):149-53.
Manifestations of possible trophic changes in the corneal epithelium due to decreased trigeminal function
Schimmelpfennig B, Baumgartner A.
Universitat-Augenklinik Zurich.
[要約の抄訳]
栄養障害性角膜変化を6つのケースに基づいて記述した: 1) 糖尿病; 2) 三叉神経痛に対する手術後; 3) 小脳内出血; 4) 感染後三叉神経症; 5) Wallenberg's syndrome ワレンベルク症候群; 6) 網膜剥離に対する輪状締結術。

角膜内皮細胞-自然減少

30年前 (1976年)、Bourne WM らは角膜内皮細胞を観察、撮影する診断装置 スペキュラーマイクロスコープ specular microscope を眼科臨床、研究に導入しました。その後、本研究の第一人者 Bourne 先生の「角膜 cornea 内皮 endothelium」に関する主著、共著発表論文は 105編余りヒットします (PubMed 検索)。
Int Ophthalmol Clin. 1976 Summer;16(2):199-209.
Photography of the corneal endothelium.
Bourne WM.

………Endothelial photographs are extremely useful in documenting the corneal effects of ocular trauma, aging, inflammation, and surgery.………This new photographic technique provides information that ……

数多くの論文の中で、正常ヒト角膜内皮細胞にみられる長期(加齢に伴う)変化に関する１論文をお伝えいたします。たとえば、成人のコンタクトレンズ装用者の角膜内皮細胞検査結果について、過去・現在のデータを比較するとき、年平均、0.6% 程度の内皮細胞密度の自然減少などを考慮しなければなりません。

10年間における中央部角膜内皮細胞変化
Invest Ophthalmol Vis Sci. 1997 Mar;38(3):779-82.
Central corneal endothelial cell changes over a ten-year period.
Bourne WM, Nelson LR, Hodge DO.
Department of Ophthalmology, Mayo Clinic, Rochester, Minnesota 55905, USA.
[要約の邦訳]
目的: 正常ヒト角膜内皮細胞の長期形態学的変化を推計する時系列データを取得すること。
方法: 初回の研究から10年後、著者らは同一の接触型スペキュラーマイクロスコープを使用し、健常者52名の中央部角膜内皮を再撮影した。初回検査時、18才未満であった 10名の所見は分けて検討した。他 42名の成人被験者の検査間隔は、平均 10.6± 0.2年 (範囲,10.1年から 11年)であった。最近の検査時、彼らの年齢は平均 59.5± 16.8才 (範囲, 30才から 84才)であった。各被験者の角膜は 100個の細胞の輪郭をデジタル化(2値化)した。
結果: 42名の成人被験者では、平均内皮細胞密度は 10.6年間で、2715 ± 301 個/mm² (cells/mm2)から 2539 ± 284 個/mm² (P < 0.001)に減少した。この期間の指数関数算出の細胞消失率 cell loss rateは、年 0.6% ± 0.5%であった。細胞消失率と年齢との間に統計学的に有意な関連性はなかった。 10.6年間で、細胞面積の 変動係数 (coefficient of variation CV)は 0.26 ± 0.05 から 0.29 ± 0.06 (P < 0.001)に増加し、6角形細胞の占めるパーセントは 67% ± 8% から 64% ± 6% (P = 0.003)に減少した。初回検査時、年齢 5才から 15才であった 10名の被験者の指数関数的細胞消失率は、年 1.1% ± 0.8%であった。
結論: 正常なヒト角膜中央の内皮細胞密度は、大人になってから一年当たり平均、約 0.6% 減少し、細胞の大小不同 polymegethism と多形性 pleomorphism は徐々に増加します。

コンタクトレンズによる角膜変形

コンタクトレンズ起因性角膜変形 contact lens-induced corneal warpage は、下記の Schornack M.の発表を引用するまでもなく、旧タイプの PMMA素材ハードレンズで最も高頻度にみられますが、角膜変形の報告例の約 27%は ハイドロゲル・ソフトコンタクトレンズで発生しているとのことです。
warpage とは、英語辞書によると、板の"反り"のことで、corneal warpage は"角膜変形"と訳されることが多いようです。ハイドロゲルレンズとは、含水性の(現在、主流の)ソフトレンズ です。
角膜変形の有無は、特に、屈折矯正角膜手術 keratorefractive surgery に際して手術成績に関係する重要な問題ですが、眼科日常診療においても眼科医は、その諸症状・所見、発生頻度、回復時期などについての知識が必要です。
Cont Lens Anterior Eye. 2003 Sep;26(3):153-9.
Hydrogel contact lens-induced corneal warpage.
Schornack M.
Department of Ophthalmology, Mayo Clinic, 200 First Street SW, Rochester, MN 55905, USA.

BACKGROUND: Although contact lens-induced corneal warpage is most frequently associated with PMMA lenses, approximately 27% of reported cases of corneal warpage have been attributed to hydrogel lens wear. ………… Clinical signs of corneal warpage include changes in refractive error, decreased visual acuity with spectacle correction, and changes in corneal topography.…………

[要約の抄訳]
屈折異常(値)が変化したり、眼鏡使用時の視力が低下したり、角膜トポグラフィ (角膜形状解析法) の変化を来たします。
角膜形状変化の原因 (可能性)
(1) 機械的変形
(2) 慢性的な代謝障害: 一部のハイドロゲルレンズでは酸素透過率の制約のため慢性低酸素状態 chronic hypoxia とアシドーシス acidosisを来たす可能性があり、角膜生理学の変化が臨床的に有意な角膜変形を起こす。
(3) 両方

屈折矯正手術前のコンタクトレンズ起因性角膜変形の解消までの期間
CLAO J. 2002 Oct;28(4):169-71.
Time to resolution of contact lens-induced corneal warpage prior to refractive surgery.
Wang X, McCulley JP, Bowman RW, Cavanagh HD.
Department of Ophthalmology, The University of Texas Southwestern Medical Center at Dallas, 75390-9057, USA.
[要約の邦訳]
目的: 屈折矯正角膜手術前のコンタクトレンズ起因性角膜変形の解消について評価する。
方法: 著者らは屈折矯正角膜手術評価を目的としたコンタクトレンズ装用患者で連続症例 165眼に対して前向き調査を行った。有意な (significant) コンタクトレンズ起因性角膜変形は、角膜トポグラフィ検査にて 11症例 20眼で検出された。顕性屈折検査、ケラトメトリー (角膜曲率測定)、角膜トポグラフィを週毎または隔週毎の再評価の期間中、続けて記録し、安定性について以前の測定結果と比較した。年齢、性別、コンタクトレンズ・タイプ、コンタクトレンズ装用期間の影響、安定化する回復までの期間を解析した。
結果: 有意なコンタクトレンズ起因性角膜変形の頻度は全体として 12%であった。レンズに関連する変形がみられた患者では、コンタクトレンズ装用歴は平均 21.2年 (範囲 10年から 30年)であった; 終日装用 (デイリー)ソフト (n=2), 連続装用ソフト (n=6), 乱視用(トーリック) (n=4), 酸素透過性ハード (n=8)。有意なトポグラフィ・パターンの差を伴う屈折度数 3.0ジオプター (D), ケラトメトリー値 2.5Dまでのシフトが観察された。屈折検査値、ケラトメトリー値 (変化 +/- 0.5D以内)、トポグラフィ・パターンが安定する平均回復時間は 7.8+/-6.7 週 (範囲 1週 から 20週)であった。回復速度はレンズタイプ間で異なった: 連続装用ソフト 11.6+/-8.5週, 乱視用 (トーリック)ソフト 5.5+/-4.9週, 終日装用 (デイリー)ソフト 2.5+/-2.1 週, 酸素透過性ハード 8.8+/-6.8 週であった。
結論 著者らは屈折矯正角膜手術の評価を行った患者の 12% において、有意なコンタクトレンズ起因性角膜変形を観察した。変形はすべてのコンタクトレンズ・タイプで発生したが、変形が解消する速度は異なっていた。屈折矯正角膜手術手技の質と予見可能性を最適化するために、コンタクトレンズ起因性角膜変形の安定化に際して適切な待機期間が必要である。屈折矯正角膜手術の患者スケジュール調整前に、顕性屈折検査、ケラトメトリー、角膜トポグラフィ・パターンが連続し安定することにより角膜変形の解消が実証されることを著者らは提言する。

乱視用ソフトコンタクトレンズと角膜低酸素状態

1日ディスポーザブルタイプ, 2週間頻回交換タイプ, 通常タイプの乱視用ソフトコンタクトレンズの多くは、プリズムバラスト・デザインが採用されています。このデザインのレンズでは、角膜の下方が低酸素状態 hypoxia になりやすい欠点があります。しかし、メーカー各社は、角膜中央での測定値以外は公表しないため、処方箋を発行する医師やコンタクトレンズ販売店の管理者も詳しい情報を知らないことがありますので、ご注意下さい。

"バラスト ballast" » 英辞郎 on the Web » 船の底荷, 脚荷,気球の砂袋
プリズムバラスト・デザイン: 眼表面でレンズが回転しないように、レンズの下方が厚くなっています。瞬目(まばたき)のとき、閉瞼時に下眼瞼は鼻側に数 mm移動するため、レンズが回転しようとしますが、下方の厚い部分が先に押し出されて、回転を防止します。
"スラブ slab" » 厚板
ダブル・スラブオフ slab-off レンズ: 上下の眼瞼の下に入るレンズ部分を加工し薄くしたもの。

ハイドロゲル/トーリック/プリズムバラスト/コンタクトレンズ各部位の酸素透過率
Optom Vis Sci. 1996 Mar;73(3):164-8.
Oxygen transmissibility at various locations in hydrogel toric prism-ballasted contact lenses.
Eghbali F, Hsui EH, Eghbali K, Weissman BA.
Jules Stein Eye Institute, UCLA School of Medicine, USA.
[要約の邦訳]
目的: 眼表面の低酸素状態は角膜の代謝に悪影響を与えることが知られている。コンタクトレンズの酸素透過率 (Dk/L値 cmmL O2/s mL mm Hg) は酸素透過係数 (Dk値 cm2 ml O2/mm Hg mL mm Hg) をレンズ厚 (L cm)で割って得られる一次関数である。また、最近、涙液交換や涙液の混合がないとき、角膜を直接覆っているコンタクトレンズ部分の酸素透過率に角膜は敏感であることも示された; すべてのヒドロゲル(ハイドロゲル)・コンタクトレンズに当てはまる。ハイドロゲルトーリックコンタクトレンズは不均一な厚み形状のレンズのため、垂直子午線方向に沿ってレンズ厚を測定し、局所酸素透過率 (Dk/L)を算出した。
方法: トーリック・ハイドロゲルコンタクトレンズ ブランド品 6品目(プリズムバラスト・デザイン prism-ballast 5品目, ダブルスラブオフ・デザイン double-slab off 1品目)の異なる処方トーリックレンズ 16個とブランド 2品目の異なる処方球面レンズ 12個(対照レンズ)の垂直子午線方向に沿った 5か所のレンズ厚を測定した。Dk値 (38°C) は素材毎に公称のコンタクトレンズ含水率、既知の相関関係から計算した。
結果: 全レンズの平均 Dk/L値では、中央からプリズムバラストトーリックレンズの上方が最大で、トーリックレンズの下方が最低であった。
  表示: 平均 +/- 標準偏差
  単位: 10(-9) cmmL O2/s mL mm Hg

12 +/- 2  上部(中心から 6mm上方)
13 +/- 4  上部(中心から 3mm上方)
  8 +/- 4  中央部
6 +/- 1  下部(中心から 3mm下方)
4 +/- 2  下部(中心から 6mm下方)

共分散分析法によると、プリズムバラスト・コンタクトレンズの部位別結果には統計的に有意な差があった(F = 203.11, p < 0.00005)。非プリズムバラストトーリックレンズ 1品目と球面デザインの対照レンズは、垂直子午線上での差は最小であった。
よって、結論として臨床医は、プリズムバラスト・ハイドロゲルレンズ装用中には特に角膜の下方領域の低酸素状態に対する生理的反応を十分にモニターしなければならない。

[論文結果の一部について]
プリズムバラストトーリックレンズは、ブランド 5商品 (各16枚)について調査していますが、Lens Brand B:(70%) は測定 5個所すべておいて高いDk/L値(高含水率 70%による)であったため除外し、ブランド 4商品の部位別 Dk/L値およびレンズ厚(mm)を計算しました(Table 2)。要約中の数値とは、計算上、分母・分子が異なります。

Table 1. Lens brand and power selection
Lens Brand(Water Content) » A:(45%), C:(55%), D:(55%), E:(55%)
(訳者注: Table 1 の一部のみ転載しました)

Table 2. Dk/L and thickness for brands A, C, D, and E.
8.95 +/- 1.3   0.15 +/- 0.37 上部(中心から 6mm上方)
8.92 +/- 1.9   0.15 +/- 0.52 上部(中心から 3mm上方)
6.12 +/- 2.0   0.23 +/- 0.97 中央部
4.22 +/- 0.6   0.30 +/- 1.20 下部(中心から 3mm下方)
3.40 +/- 0.3   0.40 +/- 1.56 下部(中心から 6mm下方)

(訳者注: Table 2の左端は Dk/L値, 中央はレンズ厚(mm)の平均 +/- 標準偏差。論文の数値を引用しました)

[追記 2005/12/19]
ディスポーザブル コンタクトレンズの局所酸素透過率
Cont Lens Anterior Eye. 2003 Dec;26(4):189-196.
Local oxygen transmissibility of disposable contact lenses.
Bruce A.
Clinical Vision Research Australia, Victorian College of Optometry, Corner Cardigan and Keppel Sts, Carlton 3053, Vic., Australia; Department of Optometry and Vision Sciences, University of Melbourne, Corner Cardigan and Keppel Sts, Carlton 3053, Vic., Australia.
[要約の一部、乱視用レンズに関する部分だけ抄訳]
検査対象としたコンタクトレンズは、非乱視用ディスポーザブルレンズ ブランド20品目の他、乱視用(トーリック)レンズ ブランド 8品目(屈折度数 球面 -8.00D から +4.00, 乱視度数 -1.00D/-1.25D 乱視軸 180°)であった。レンズの厚みが最大の部位での酸素透過率 (局所酸素透過率 local Dk/t value)を測定し、正常の閉瞼状態で角膜に供給される酸素量相当ないし、それを超えるとされる基準 Dk/t 12 (Fatt units. Benjamin によって規定 [Int. Contact Lens Clin. 23 (1996) 188])と比べたところ、

None of the disposable toric lenses had a minimum Dk/t of 12 or more.

最低限の酸素透過率 Dk/t値 12、またはそれ以上のディスポーザブル乱視用レンズはなかった。

連続装用シリコンハイドロゲル レンズと緑膿菌性角膜炎

角膜表面のムチン層が障害されると緑膿菌性角膜炎などが起こりやすくなります。特に、連続装用タイプのコンタクトレンズは感染症に対する注意が必要です。

一般的に病原菌が角膜上皮に付着して角膜感染症を発症させるためには、細菌は最初に角膜などの「眼球表面に存在する物質」に接触しなければなりません。
その物質の１つがムチンです。主に結膜 (Goblet細胞) 、涙腺、角膜の上皮細胞によって産生されるムチン ("上皮性親水性糖蛋白" Mucin) は、眼表面のバリアーとして機能するとともに、眼表面の異物 (細菌を含む) や老廃物などを囲いこみ、涙液と一緒に鼻涙管、鼻腔へ排出します。上皮細胞からのムチン分泌は自律神経や液性因子によって制御されています。コンタクトレンズ装用、ドライアイ、点眼液の副作用などによって、ムチン層が破綻しやすくなります。

「眼表面のムチン層」に障害があると感染しやすくなる細菌として、以前から「緑膿菌」がよく知られています (文献 1)。
緑膿菌 (Pseudomonas aeruginosa) は、土壌，水中（家庭などの水まわりを含む）に広く分布し、ヒトや動物の皮膚，上気道，糞便などにも常在しています。本来、ヒトへの病原性は弱く、健康体が感染することはほとんどありません。しかし、局所の抵抗力が低下したり、全身免疫能の低下した状態になると、感染が成立します。緑膿菌は一般的な抗菌薬や消毒液には自然耐性を有していたり、多薬剤に耐性を獲得する細菌学的な特徴があり、重篤な感染症に進展するケースがあります。
眼局所の防御・抵抗因子である内因性ムチンを眼表面から除去すると、角膜上皮細胞に付着する緑膿菌の菌数は３倍から１０倍増えることがラットや家兎の実験で証明されています (文献 1)。また、他の動物種などのムチンで覆うと、菌の接着率が低下することも知られています。このムチンによる緑膿菌付着阻止効果は、35µg/mlの低濃度からみられるとのことです。
因みに、ムチンによる予防効果は、黄色ぶどう球菌（注：眼科領域では、麦粒腫の主因)、化膿レンサ球菌 (注：溶血性連鎖球菌の代表的菌種で、リウマチ熱, 糸球体腎炎, 猩紅熱などの原因となる)では発現しません。

緑膿菌性眼感染症は、コンタクトレンズが高性能となっても起こりうる合併症として、医師もユーザーも常に注意が必要です。
下記２論文は連続装用レンズによる最近の事例です。

連続装用シリコンハイドロゲルソフトレンズに関連した緑膿菌性角膜炎

Eye Contact Lens. 2003 Oct;29(4):255-7.
Pseudomonas keratitis associated with continuous wear silicone-hydrogel soft contact lens: a case report.
Lee KY, Lim L.
Corneal Service, Singapore National Eye Centre, Singapore.

方法：健康な23才白人女性。シリコンハイドロゲルソフトレンズ (商品名 lotrafilcon A) の26日間連続装用後に診察を受け診断された (左眼)。レンズを装用しながら、マリンスポーツを行った (water jet skiing and diving)。角膜潰瘍部の擦過物から緑膿菌が検出された。セファゾリンとゲンタミシンの集中点眼療法を１週間施行し、シプロフロキサン点眼液に変更し２週間投与した。
結果：細菌性角膜炎は、薬物治療が奏効し治癒した。しかし、角膜実質の瘢痕により後遺症として視力障害が残った。
結論：最近発売された高酸素透過性 (Dk値)、連続装用タイプのシリコンハイドロゲル素材のソフトコンタクトは、低酸素に関連する合併症が克服され、角膜上皮への緑膿菌の接着も少ないとされている。今回の経験例は、そのレンズでさえ視覚障害を来たす細菌性角膜炎が発生することを示した。コンタクトレンズを処方・販売する開業者は、細菌性角膜炎による視力障害のリスク、コンプライアンス（注：正しい使用法などの遵守）の必要性について患者教育を行い、コンタクトレンズによる眼症状に迅速に対応しなければならない。

(注) は原論文には記述されていない、訳者の注釈です。

夜間装用オルソケラトロジーに関連した緑膿菌性角膜潰瘍
(台湾、台北の病院からのレビュー報告)
Chang Gung Med J. 2004 Mar;27(3):182-7.
Pseudomonas aeruginosa corneal ulcer related to overnight orthokeratology.
Hsiao CH, Yeh LK, Chao AN, Chen YF, Lin KK.
Department of Ophthalmology, Chang Gung Memorial Hospital, Taipei, Taiwan, ROC.

方法・対象：2001年１月から2002年12月までの期間に発症したオーバーナイトオルソケラトロジー後の緑膿菌性角膜炎６症例（レビュー）。
結果：平均患者年齢は 13才、治療開始から発症までの平均期間 17ヶ月。
全症例で目の充血と眼痛を自覚した。病巣部は角膜中央部３例、傍中心部３例。角膜浸潤のサイズは小病変１例、中等度５例。病巣擦過にて、全例で緑膿菌が検出された。抗菌点眼薬に全症例が反応した。２例の最終視力は、感染前の視力の２段階以内であったが、４例は角膜中央の瘢痕や不正乱視により、最高視力は低下した。結論：夜間装用オルソケラトロジーではコンタクトレンズが緑膿菌性角膜炎の原因となり、明らかな視力低下を来たすことがある。

文献 (1)
http://www.pubmedcentral.nih.gov/articlerender.fcgi?tool=pubmed&pubmedid=8168942
Infect Immun. 1994 May;62(5):1799-804.
Modulation of Pseudomonas aeruginosa adherence to the corneal surface by mucus.
Fleiszig SM, Zaidi TS, Ramphal R, Pier GB.
Channing Laboratory Department of Medicine, Brigham and Women's Hospital, Boston, Massachusetts 02115.