Strukturkorrelate visueller Funktionsverluste in Erkrankungen des Neuromyelitis-optica-Formenkreises

Abstract

Unter den chronisch entzündlichen, immun-vermittelten Erkrankungen des zentralen Nervensystems sind eine Reihe Erkrankungen mit ähnlicher klinischer Ausprägung aber teils unterschiedlicher Pathophysiologie zusammengefasst. Sowohl die multiple Sklerose als auch die selteneren Erkrankungen des Neuromyelitis optica-Spektrums (NMOSD) oder, wenn auch in geringerem Maße, die MOG-IgG assoziierte Erkrankung (MOGAD) präsentieren überwiegend einen schubförmigen Krankheitsverlauf. Eine klassische Schubmanifestation stellen in allen drei Krankheitsentitäten die Neuritiden des Nervus opticus (ON) dar, welche letztlich mit teils schwerwiegenden visuellen Funktionsverlusten einhergehen. Auch wenn a priori zu vermuten wäre, dass sich die entsprechenden Endorganschäden unabhängig von der zugrundeliegenden Diagnose an der Schichtdicke der Retina messen lassen, zeigen sich insbesondere zwischen MOGAD und AQP4-IgG positiver NMOSD ausgeprägte Diskrepanzen im visuellen Outcome trotz vergleichbaren Verlusts retinaler Schichten. Hier stellt sich insbesondere die Frage, inwiefern Schäden an AQP4-tragenden fovealen Müllerzellen an dem schlechteren Outcome der NMOSD-Patienten beteiligt sein könnten. In dieser Arbeit nutzten wir eine Reihe visueller Funktionsparameter und retinaler Strukturmarker, darunter auch bisher wenig angewandte foveamorphometrische Parameter, um Unterschiede im Zusammenhang von visuellem Outcome und strukturellen Schäden der verschiedenen Erkrankungen zu untersuchen. Wir konnten zeigen, dass es unabhängig von der zugrundeliegenden Diagnose erst nach Verlust eines Großteils retinaler Schichten, gemessen an peripapillärer retinaler Nervenfaserschicht (pRNFL) und kombinierter Ganglionzell und innerer plexiformer Schicht (GCIP), zu signifikanten Einbußen visueller Funktion gemessen an high contrast visual acuity (HCVA), low contrast visual acuity (LCVA) und mean deviation der retinalen Lichtsensitivität (MD) kommt. Im Fall der NMOSD-Gruppe konnte ein ähnliches Verhalten auch für das inner rim volume (IRV) gezeigt werden, nicht aber für die major slope disk length (SDL) oder pit disk area (PDA) als andere foveamorphometrische Parameter. Ebenso zeigte sich in den Augen der NMOSD-Gruppe, insbesondere unter denen, welche bereits eine ON durchgemacht hatten, ein signifikanter Zusammenhang zwischen pRNFL und IRV. Zusammengenommen implizieren unsere Ergebnisse die Relevanz nicht-neuroaxonaler Deter minanten des visuellen Outcomes chronisch entzündlicher Erkrankungen des zentralen Nervensystems. Im Fall der AQP4-IgG-seropositiven NMOSD könnten fovale Müllerzellen als Teilaspekt die schlechtere visuelle Leistungsfähigkeit erklären.

Chronic inflammatory, immune-mediated diseases of the central nervous system, among them most prominently multiple sclerosis (MS) but also the quite rarer AQP4-IgG-seropositive diseases of the neuromyelitis optica spectrum (NMOSD) and MOG-IgG associated disease (MOGAD), result in a wide variety of neurological symptoms. Among the most debilitating consequences for patients is loss of visual function associated with optic neuritis (ON), a classical clinical manifestation in each of the aforementioned diseases. While one might assume that the structure-function-relationship is the same regardless of the underlying disease, it was repeatedly shown that NMOSD-patients tend to have a worse visual outcome than MOGAD-patients even with comparable loss of retinal layers. In our case NMOSD-eyes had worse high contrast visual acuity (HCVA) than the MOGAD and MS groups while low contrast visual acuity (LCVA) and mean deviation of visual fields (MD) were comparable as was the thickness of retinal layers. A possible explanation might lie in AQP4-expressing Müller-cells that are found in and around the fovea. Thus, we used a number of parameters of visual function and retinal structure as well as novel foveamorphometric parameters to investigate the association between retinal structure and visual outcome in NMOSD, MOGAD and MS. We were able to show that loss of visual function, measured as high contrast visual acuity (HCVA), low contrast visual acuity (LCVA) and mean deviation of visual fields (MD), only occured after a significant portion of retinal layer thickness, in this case peripapillary nerve fibre layer (pRNFL) and combined ganglion-cell and inner plexiform layer (GCIP), had been lost. While this was not unique to any of the diseases, the NMOSD-patients showed a similar behaviour when using inner rim volume (IRV) as the structural parameter. Interestingly however this was not the case if the other foveamorphometric parameter, pit disk area (PDA) or major slope disk length (SDL), were used as the structural parameter. In a next step we found that especially the eyes of the NMOSD-group with history of ON showed a significant association between inner rim volume and pRNFL. Taken together these results imply the relevance of non-neuroaxonal structures as determinants of visual function in chronic inflammatory diseases of the central nervous system. For NMOSD AQP4-IgG derived damage to foveal Müller-cells might in part explain worse visual outcome when compared to MOGAD.