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Die
Lebersche hereditäre Optikusneuropathie:
Eine aktuelle klinische Übersicht
Erschienen im Dezember 2000 in der Zeitschrift Ophta
PD Dr. med. Daniel Mojon
Abteilung für Schielbehandlung und Neuroophthalmologie,
Augenklinik, Kantonsspital St.Gallen
Korrespondenzadresse:
PD Dr. med. Daniel Mojon
Leitender Arzt
Abteilung für Schielbehandlung und Neuroophthalmologie
Kantonsspital St.Gallen
CH-9007 St.Gallen
Tel ++41 71 494 28 37
Fax ++ 41 71 494 28 82
Email daniel.mojon@kssg.ch
Einführung
Die Lebersche hereditäre
Optikusneuropathie befällt bevorzugt jüngere Männer aus voller
Gesundheit heraus und führt oftmals zu einer dauerhaften,
hochgradigen, beidseitigen Sehstörung. Die Erkrankung ist durch
Punktmutationen in der mitochondrialen DNA bedingt und wird
deshalb zum Formenkreis der Mitochondropathien gezählt. Dieser
Artikel soll eine aktuelle Übersicht dieser Optikusneuropathie
vermitteln. Eine tabellarische Zusammenfassung der wichtigsten
Kennzeichen findet sich am Ende des Artikels und dient einer
raschen Orientierung.
Was sind
Mitochondropathien?
Mitochondrien sind die
Hauptproduzenten von Energie in Form von Adenosin-Triphosphat (ATP).
Sie beinhalten die Enzyme des Krebszyklus, des oxydativen Fettsäureabbaus
und der Atmungskette. Bei Mitochondropathien sind oft okuläre
Gewebe mit hohem Energieverbrauch und starker Abhängigkeit von
oxydativer Energieproduktion wie der Nervus Optikus, die Retina
und das Pigmentepithel betroffen.(1, 2)
Dysfunktionen der Mitochondrien entstehen durch genetische Mutationen, Toxine, infektiöse Agenzien oder eine Mangelernährung. Beispiel für eine toxische, mitochondriale Augenerkrankung ist die akute Optikusneuropathie bei Cyanid-Intoxikation. Eine Mangelernährung kann zu einer langsam progredienten mitochondrialen Optkusneuropathie führen, die durch eine temporale Papillenabblassung charakterisiert ist. Bei der Tabak-Alkohol-Optikusneuropathie nimmt man als Ursache eine Kombination aus toxischen und ernährungsbedingten Faktoren an.
Genetisch bedingte mitochondriale Erkrankungen weisen ganz charakteristische Merkmale auf. Da deren Symptomatik oft von muskulären und zentralnervösen Ausfällen geprägt ist, spricht man auch von mitochondrialen Enzephalomyopathien.
Die mitochondriale Genetik unterscheidet sich grundsätzlich von der klassischen Mendelschen Genetik. Die Mitochondrien sind die einzigen extranukleären Organellen, die DNA enthalten. Somit können genetische mitochondriale Erkrankungen durch Mutationen im mitochondrialen oder nukleären Genom entstehen. Zusätzlich wurden in den letzten Jahren zunehmend mitochondriale Erkrankungen gefunden, die durch eine gestörte intergenomische Kommunikation bedingt sind. Mutationen in der mitochonodrialen DNA sind durch einen maternellen Vererbungsmodus, Mutationen der nukleären DNA durch einen Mendelschen Vererbungsmodus charakterisiert. Bei der maternellen Vererbung kann eine Erkrankung nur durch Frauen weitervererbt werden. Erkrankte Männer vererben die Erkrankung nie weiter (Abb. 1).
Abbildung 2: Stammbaum mit einer Familie mit Leberscher hereditärer Optikusneuropathie. Kennzeichen der Maternellen Vererbung ist, dass kranke und gesunde Mutationsträgerinnen, die Mutation weitergeben können, kranke und gesunde Mutationsträger jedoch nie.
Dieser Vererbungsmodus, dem
auch die Lebersche hereditäre Optikusneuropathie folgt, ist
durch den vollständigen Verlust der Mitochondrien des Spermiums
beim Eintritt in die Eizelle bedingt.(1, 2)
Wie diagnostiziert man die Lebersche hereditäre Optikusneuropathie?
Anamnese
Die meisten Patienten bemerken einen akuten bis
subakten, schmerzlosen Visusverlust der mit einer Farbsinnstörung
und einem Zentralskotom einhergeht. Der Visusverlust stabilisiert
sich meistens innert einigen Wochen oder Monaten. Über einen
noch längeren Zeitraum progrediente Visusabfälle finden sich
nur sehr selten.(3) Selten bestehen gleichzeitig
Augenbewegungsschmerzen, Kopfschmerzen oder ein Uhthoff Phänomen
(Visusverschlechterung nach einem heissen Bad oder nach körperlicher
Anstrengung).(4) Die Optikusneuropathie ist in rund 25% der Fälle
von Anfang an beidseitig.(4, 5) Bei den meisten anderen Fällen
erkrankt das zweite Auge innerhalb von 6 Monaten. Manchmal ist
das Intervall noch länger. Sehr selten bleibt die Erkrankung
rein einseitig. Männer sind rund 5 Mal häufiger als Frauen
betroffen.(4, 5) Obwohl der Visusverlust meist zwischen dem 15.
und 35. Lebensjahr auftritt, wurde bisher über einen
Krankheitsbeginn zwischen dem 5 und 80 Lebensjahr berichtet. Über
eine Manifestation bei noch jüngeren und noch älteren Patienten
wurde auch berichtet, jedoch wurden diese Fälle nicht
molekulargenetisch verifiziert.(5)
Falls in der Familie Fälle
von unklarem bilateralen Visusverlust bekannt sind, soll durch
das Erstellen eines genauen Stammbaumes festgestellt werden, ob
eine maternelle Vererbung vorliegt. Das fehlen einer positiven
Familienanamnese spricht jedoch keineswegs gegen die Diagnose. Je
nach Studie findet sich in bis zu 50% der Fälle eine negative
Familienanamnese.(5, 6)
Ophthalmologische
Befunde
Der Visus fällt, manchmal erst im Verlauf der ersten Wochen oder
Monate, meist auf Werte unter 0.05. Der Visusabfall kann in
gewissen Fällen bis zur kompletten Erblindung fortschreiten.
Selten ist der Visus nur minimal reduziert.(4) Meist zeigt sich
perimetrisch nur ein zentraler Gesichtsfelddefekt. Nur selten
finden sich zusätzlich periphere Gesichtsfeldausfälle oder
Defekte, die praktisch das ganze Gesichtsfeld betreffen.(3, 4)
Die meisten Patienten, die in den ersten Wochen nach
Krankheitsbeginn untersucht werden, weisen parapapilläre
Teleangiektasien, die Ausdruck einer Mikroangiopathie sind, auf (Abb.2).
Abbildung 2: Papillenbefund bei Leberscher hereditärer Optikusneuropathie. Es zeigen sich parapapilläre Teleangiektasien (Pfeil), eine Nervenfaserschicht- und Papillenödem (Bild lässt sich durch Anklicken vergrössern)
Ebenfalls ist am Anfang oft eine Schwellung der parapapillären Nervenfaserschicht und eine Papillenunschärfe sichtbar. Retinale Mikroblutungen oder Papillenrandblutungen finden sich eher selten. In der Fluoreszenzangiographie können das Papillenödem und die Teleangiektasien klarer dargestellt werden. Typischerweise kommt es zu keiner Lekage in der Spätphase der Angiographie. Jedoch wurden auch Ausnahmen von dieser Regel publiziert.(5) Typischerweise tritt ein rot-grün Farbsinnstörung auf. In praktisch allen Fällen entwickelt sich im Verlauf eine Papillenatrophie, frühestens jedoch 4 Wochen nach Krankheitsbeginn. Die spezifischen Befunde (Teleangiektasien, Nervenfaserschichtschwellung, Papillenunschärfe) verschwinden ein bis zwei Monate nach Krankheitsbeginn. Vor allem 2 bis 3 Monate nach Krankheitsbeginn kann es vorkommen, dass der Fundus als normal beurteilt wird. Zu diesem Zeitpunkt sind die spezifischen Befunde verschwunden und bei einer bilateralen, symmetrischen und eher milden Optikusatrophie kann es auch für einen erfahrenen Ophthalmologen schwierig sein die Atrophie zu diagnostizieren. In solchen Fällen können visuell-evozierte Potentiale die organische Ursache des Visusverlustes nachweisen.
1995 wurde über eine
Erhaltenbleiben der direkten Pupillenreaktion als typisches
Kennzeichen der Leberschen hereditären Optikusneuropathie
berichtet.(7) Jedoch konnte dies durch spätere Studien nicht
bestätigt werden (8).
Molekulargenetik
Bei klinischem Verdacht auf eine Lebersche hereditäre
Optikusneuropathie sollte immer Blut zur molekulargenetischen
Untersuchung eingeschickt werden. Am häufigsten findet sich die
Punktmutation an Nukleotidstelle 11778 der mitochondrialen DNA.
Seltener kommen die Mutationen an Nukelotidstellen 3460 und 14484
vor. Diverse andere Mutationen wurden in der Literatur
beschrieben, deren Testung jedoch keinen Sinn macht, da sie
entweder nicht sicher pathogen sind oder bisher nur in einer
einzigen Familie nachgewiesen wurden.(5)
Wenn keine der drei primären Mutation gefunden wird, scheint eine Lebersche hereditäre Optikusneuropathie eher unwahrscheinlich. Jedoch gibt es Schätzungen, dass in rund 10% der Fälle keine der primären Mutationen gefunden wird. Da die Mutationen, die diese 10% bedingen, nicht bekannt sind, könnte die Zahl von 10% sowohl zu tief, als auch zu hoch sein.
Die Abklärung, ob gesunde
Angehörige die Mutation haben, macht aus zwei Gründen keinen
Sinn. Erstens weisen die entsprechend der maternellen Vererbung möglichen
Mutationsträger praktisch immer die Mutation auch auf. Zum
Zweiten kann durch den Mutationsnachweis keine genauere Prognose
gestellt werden, da viele Mutationsträger gar nie erkranken
werden.(5) Hingegen ist es sinnvoll Angehörige mit nicht
eindeutig einer anderen Krankheit zugeordnetem Visusverlust
genetisch abzuklären.
Verlauf der
LHON
Wie bei vielen
Erkrankungen, ist es auch bei der Leberschen hereditären
Optikusneuropathie schwierig mit Sicherheit etwas über den
individuellen Krankheitsverlauf auszusagen. Der Visus
verschlechtert sich oft über die ersten Wochen bis Monaten.
Generell kann davon ausgegangen werden, dass bei rund ein Drittel
aller Patienten anschliessend der Visus wieder ansteigt. Bei
Krankheitsbeginn vor dem 20. Lebensjahr ist die Visuserholung
besser als bei Beginn danach.(4) Leider bleibt der Visus oft
dauerhaft unter 0.1. Jedoch kann sich selten auch ein sehr
schlechter Visus praktisch wieder normalisieren. Selten wurden Fälle
dokumentiert, bei denen erst Jahre nach dem Visusverlust
dramatische Verbesserungen aufgetreten sind.(5) Jedoch sollte den
Patienten, deren Visus sich über längere Zeit nicht mehr
verbessert hat, keine grosse Hoffnung auf einen solchen Verlauf
gemacht werden, was nur eine Rehabilitation verzögern könnte.(5)
Patienten mit der 11778 und 3460 Mutation haben im Durchschnitt einen schwereren Visusabfall als diejenigen mit der 14484 Mutation und erholen sich auch schlechter.(4, 5) Über mehr als sechs Monate progrediente Visusabfälle haben oft eine gute Prognose.
Bei nicht primären bilateralen Fällen erkrankt oft das zweite Auge innerhalb von 6 Monaten. Manchmal ist das Intervall noch länger und sehr selten bleibt die Erkrankung rein einseitig.
Asymptomatische Angehörige mit parapapilläre Teleangiektasien, unscharfer Papille und Nervenfaserschichtödem müssen nicht unbedingt erkranken. Die Befunde können durchaus wieder verschwinden, ohne dass ein Visusverlust auftritt.(6) Sogar innerhalb einer Familie zeigen sich, auch innerhalb des gleichen Geschlechts, meist grosse interindividuelle Unterschiede in Bezug auf das Manifestationsalter, den maximalen Visusabfall und der Visuserholung.
Epidemiologie
Ausser für Australien existieren keine verlässlichen
epidemiologischen Zahlen, da sonst kein Land systematisch möglichst
alle Mutationsträger und Erkrankte gesucht und erfasst hat. 1992
lebten 3'537 Mutationsträger in Australien, davon hatten 291
einen Visusverlust erlitten.(9) Damals betrug die Population von
Australien rund 16 Millionen. Werden diese Zahlen auf uns übertragen,
lebten 1998 rund 1600 Mutationsträger und 130 Erkrankte in der
Schweiz. In Australien wird jeder fünfte Mutationsträger und
jede fünfundzwanzigste Mutationsträgerin erkranken.(6) Daraus
errechnet man für die Schweiz rund 2.5 Neuerkrankungen pro Jahr.
Eine Nachfrage bei den zwei Humangenetischen Labors der Schweiz,
die meistens bei der Abklärung der Leberschen hereditären
Optikusneuropathie beteiligt sind,# ergab, dass beide
Labors zusammen durchschnittlich 5.5 erkrankte Mutationsträger
pro Jahr registrieren. Diese Zahl entspricht jedoch auch nicht
unbedingt der Zahl an Neuerkrankungen in der Schweiz. Die so
ermittelte Zahl könnte zu hoch sein, falls zwischen Erkrankung
und Diagnostik ein grosser Zeitraum liegt oder falls gewisse
Patienten in beiden Labors getestet wurden. Die Anzahl kann aber
auch zu niedrig sein, wenn nicht alle Fälle einer molekularen
Diagnostik zugeführt wurden und falls das Blut von gewissen
kranken Mutationsträgern nur ausländischen Labors übermittelt
wurde.
Differentialdiagnose
der Leberschen hereditären Optikusneuropathie
Wenn ein junger Mann
konsekutiv bilateral einen schmerzlosen Visusabfall unter 0.05
erleidet und sich ein Zentralskotom, eine Papillenschwellung mit
Nervenfaserschichtödem, parapapillären Teleangiektasien und
fehlender Lekage in der Fluoreszenzangiographie zeigt, kann schon
vor dem Erhalt des Resultats der molekularen Diagnostik davon
ausgegangen werden, dass es sich sehr wahrscheinlich um eine
Lebersche hereditäre Optikusneuropathie handelt. Jedoch sind
solche typischen Fälle leider selten.
Bei jüngeren Patienten muss in erster Linie differentialdiagnostisch an eine Optikusneuritis im Rahmen einer demyelinisierenden Erkrankung und bei älteren an eine ischämische Optikusneuropathie gedacht werden. Bei Kindern müssen bei bilateralen Optikusneuropathien primär die juvenile dominante hereditäre Optikusneuropathie und die juvenilen rezessiven hereditären Optkusneuropathien ausgeschlossen werden. Natürlich findet sich eine bilaterale Optikusneuropathie bei Kindern oft auch im Zusammenhang mit einer Vielzahl anderer Syndrome.
Generell müssen die folgenden Erkrankungen ausgeschlossen werden: intrakranielle oder intraorbitale Tumoren, infiltrative, entzündliche, paraneoplastische, toxische oder ernährungsbedingte Optikusneuropathien.(10)
Da das Resultat der molekularen Diagnostik meist erst einige Wochen nach der Blutentnahme vorliegt, empfiehlt sich immer ein Magnetresonanzuntersuchung des Kopfes durchführen zu lassen. Eine genaue Orbita- und Optikusdiagnostik muss oft explizit verlangt werden.
Meist sind bei unklaren Fällen auch ausgedehnte Laboruntersuchungen und andere Spezialuntersuchungen notwendig (z.B. Lumbalpunktion, Thoraxröntgen zum Sarkoidosescreening).
Da bei der Leberschen
hereditären Optikusneuropathie oftmals Monate nach dem
Akutstadium die Papillenexkavation zunimmt, kann es zu einer
Verwechslung mit einem Normaldruckglaukom kommen. Manchmal verrät
jedoch die Blässe des Randsaumes, dass es sich um eine sekundäre,
durch eine Optikusatrophie vergrösserte Papillenexkavation
handelt.(5, 11, 12)
Mit der
Leberschen hereditären Optikusneuropathie assoziierte
Erkrankungen
Nur selten ist die
Lebersche hereditäre Optikusatrophie mit anderen Erkrankungen
assoziiert. Manchmal findet sich ein Präexzitationssyndrom.
Deshalb sollte bei allen Patienten mit molekulargenetisch
gesicherter Erkrankung ein EKG durchgeführt werden.(5, 13) In
einigen Familien mit der Leberschen hereditären Optikusatrophie
findet sich eine cerebelläre Ataxie (14) oder eine progressive,
generalisierte Dystonie (15). Ebenfalls wurde über ein
gleichzeitiges Vorkommen einer Multiplen Sklerose mehrmals
berichtet.(15) Diese Assoziation scheint jedoch, wenn überhaupt
existent, sehr selten zu sein.(16, 17) Gehäuft findet sich eine
Kyphose oder Kyphoskoliose.(15) Einige Patienten mit Leberscher
hereditären Optikusatrophie wurden fälschlicherweise als Tabak-Alkohol-Amblyopie
misdiagnostiziert. Möglicherweise hat der Tabak- und
Alkoholkonsum zur Manifestation der Erkrankung beigetragen.(18)
Wahrscheinlich ist es also sinnvoll bei allen Patienten mit einer
Tabak-Alkohol-Amblyopie nach den Mutationen der Leberschen
hereditären Optikusneuropathie zu suchen.(19) Eine echte
Assoziation zwischen dem Normaldruckglaukom und der Leberschen
hereditären Optkusneuropathie scheint nicht zu bestehen.(20)
Was nach der
Diagnostik einer Leberschen hereditären Optikusneuropathie?
Wie für alle anderen Mitochondropathien gibt es auch für die
Lebersche hereditären Optkusneuropathie keine spezifische
Therapie. Therapieversuche mit Idebenone und Coenzym Q10, die möglicherweise
einer mitochondrialen Dysfunktion entgegenwirken könnten,
zeigten keine sichere Wirkung.(5)
Häufig werden gewisse Massnahmen empfohlen, die bei einseitiger Erkrankung möglicherweise den Befall des zweiten Auges verzögern oder verhindern und die eine Rückbildung der Sehstörung begünstigen sollen. Obschon keine Studie deren Wirkung beweist, scheinen diese Massnahmen sinnvoll. Da wahrscheinlich eine Mangelernährung v.a. über einen Mangel an Vitaminen des B-Komplexes eine Manifestation der Erkrankung bewirken kann,(19) scheint eine Einnahme von Vitaminen des B-Komplexes sinnvoll. Ebenfalls sollte ein allfälliger Nikotinabusus oder Alkoholkonsum minimiert werden. Sehr starke körperliche Anstrengungen, langes Fasten, Temperaturextreme und hohe Glukosebelastungen sollten vermieden werden, da sie die Atmungskette belasten.
Die folgenden Medikamente interagieren negativ mit der mitochondrialen Funktion: Chloramphenicol und Tetrazykline (Inhibitoren der mitochondrialen Proteinsynthese), Barbiturate (Inhibitoren der Atmungskette) und Valproatsäure (sequestriert Karnitin).
Andere Erkrankungen, die die Atmungskette belasten, sollen ausgeschlossen werden (z.B. Diabetes mellitus und Hypoparathyroidismus).
Exzessive Diäten sind wohl eher schädlich und kaum sinnvoll da sowieso fast alle Nahrungsmittel etwas Zyanid (Atmungskettenblocker) enthalten. Sinnvoll scheint ein Vermeiden von Nüssen, da sie einen hohen Zyanidgehalt aufweisen.(6)
Spätestens wenn absehbar wird, dass die Sehfunktion wahrscheinlich beidseits schlecht bleiben wird, sollten die Patienten für eine Low-Vision-Beratung angemeldet werden. Dadurch, dass meist das periphere Gesichtsfeld gut erhalten bleibt, profitieren die Patienten meist von einem Gesichtsfeld-Training. Ebenfalls sollten rechtzeitig die Sozialdienste eingeschaltet werden.
Allen Patienten sollte
mitgeteilt werden, dass es in der Schweiz eine "Selbsthilfegruppe
Lebersche hereditäre Optkusneuropathie" gibt. Viele dieser
meist jungen Patienten, die plötzlich mitten im beruflichen und/oder
familiären erkranken begrüssen es mit anderen Betroffenen in
Kontakt zu treten. Im Anschluss an diesen Artikel findet sich ein
Beitrag über die Selbsthilfegruppe, dem auch deren genaue
Adresse entnommen werden kann.
Tabelle 1. Tabellarische Zusammenfassung der wichtigsten Kennzeichen der Leberschen hereditären Optikusneuropathie
| Häufiger | Seltener | Sehr selten | |
| Geschlecht | Männer | Frauen | - |
| Visusverlust | akut bis subakt, unter 0.05 | über 0.05 | keine Lichtperzeption oder 1.0 |
| Begleitsymptome | keine | Augenbewegungsschmerzen, Kopfschmerzen, Uthoff Phänomen | |
| Visusverschlechterung | erste Wochen bis 2 Monate | 2 - 6 Monate | länger als 6 Monate |
| Befall 2. Auge | nach Tagen bis 6 Monaten | von Anfang oder erst nach mehr als 6 Monaten bilateral | streng unilaterale Erkrankung |
| Manifestationsalter | 15-35 Jahren | 10-15 und 35-60 Jahren | unter 10 und über 80 Jahre |
| Farbsinnstörung | rot-grün | andere | - |
| Gesichtsfeld | Zentralskotom | zusätzlich periphere Gesichtsfeldausfälle | komplette Erblindung |
| Stammbaum | weitere Fälle, die in materneller Verbindung stehen | keine weiteren Fälle in der Familie | - |
| Fundus in ersten Wochen | paripapilläre Teleangiektasien, parapapilläre Nervenfaserschichtschwellung, Papillenunschärfe | komplette Trias (Teleangiektasien,
Nevenfaserschicht- und Papilenschwellung), Retinale Mikroblutungen oder Papillenrandblutungen |
ganz normal |
| Fluoreszenzangiographie | Papillenpseudoödem (keine Lekage), Teleangiektasien | - | Lekage des Papillenödems |
| Fundus nach einigen Wochen | Papillenatrophie (frühestens nach 4 Wochen), spezifische Befunde verschwinden langsam | - | keine Papillenatrophie |
| Mitochondriale DNA | nt 11778 Mutation | nt 3460, nt 14484 Mutation | keine dieser Mutationen |
| Visuserholung | bei nt 14484 Mutation, Frauen, Alter < 20 Jahre | bei nt 3460 und nt 11778 Mutation , Männern, Alter > 20 Jahre | erst nach Jahren sehr gute Visuserholung |
Danksagung
Für die Auskunft über
die Anzahl erkrankte Mutationsträger möchte ich mich bei Frau
Prof. Sabina Gallati und Frau Dr. Stephanie Kleinle (Molekulare Humangenetik, Inselspital, Bern) und
Herrn Dr. Michael Morris (Division de Génétique Médicale,
Centre Hospitalier Universitaire de Genève) bestens bedanken.
Literaturverzeichnis
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