Keratokonus hastalarındaki göz yaşı lizozomal enzim düzeylerinin ve konfokal mikroskopi bulgularının kontrol grubu ile karşılaştırılması /
Yazar: İZLEM ÖZTURAN
Danışman: DOÇ. DR. ÖZLEM DİKMETAŞ
Hacettepe Üniversitesi / Tıp Fakültesi / Göz Hastalıkları Ana Bilim Dalı / Cerrahi Bilim Dalı
Derece: Tıpta Uzmanlık, 2024
Konu: Göz Hastalıkları = Eye Diseases

Özet:
Çalışmanın amacı keratokonus tanılı hastalarda alınan gözyaşı örneklerindeki lizozomal enzim düzeylerinin ve konfokal mikroskopideki korneal bulguların sağlıklı kontrol grubu ile karşılaştırmaktır. Kliniğimize başvuran 18-45 yaş arası, penetran keratoplasti geçirmemiş; başka oküler hastalığı ve sistemik hastalığı olmayan keratokonus tanılı 51 hasta ve 51 sağlıklı kontrol değerlendirildi. Gözyaşı örnekleri Guthrie kağıdına uygulandı. Bu örneklerde Sıvı Kromatografisi-Kütle Spektrometresi (Liquid chromatography–mass spectrometry/LC-MS/MS) yöntemi ile glukoserebrozidaz, lizozomal asit α-glikosidaz, galaktoserebrozidaz, alfa galaktozidaz A, alfa-L-iduronidaz, asit sfingomyelinaz enzimleri çalışıldı. In vivo konfokal mikroskopi bulguları değerlendirildi. Yaş ve cinsiyet açısından iki grup benzerdi. Keratokonuslu hastaların kornea epitelyal hücre yoğunluğu, total sinir yoğunluğu ve uzun sinir lifi sayısı sağlıklı kontrol grubu ile karşılaştırıldığında daha düşüktü; ancak bu sonuç istatistiksel olarak anlamlı değildi (Sırasıyla p=0,196, p=0,251 ve p=0,211). Epitel polimegatizm yüzdesi, keratokonuslu hastalarda sağlıklı kontrol grubuna göre daha yüksekti; ancak bu sonuç istatistiksel olarak anlamlı değildi (p=0,332). Keratokonus hastalarında değerlendirilen gözyaşı lizozomal enzimlerinden glukoserebrozidaz, kontrol grubuna göre istatistiksel açıdan anlamlı olarak daha yüksekti (p=0,020). Lizozomal asit α-glikosidaz, galaktoserebrozidaz, alfa galaktozidaz A, alfa-L-iduronidaz keratokonus hastalarında kontrol grubuna göre daha yüksekti; ancak bu fark istatistiksel olarak anlamlı değildi (Sırası ile p=0,058, p=0,271, p=0,130, p=0,175).
Asit sfingomyelinaz kontrol grubunda keratokonus hastalarına göre istatiksel açıdan anlamlı olarak daha yüksekti (p=0,027). Keratokonuslu hastalarda aile öyküsü olan grupta gözyaşındaki glukoserebrozidaz ve galaktoserebrozidaz enimleri aile öyküsü olmayan gruba göre daha yüksekti; ancak bu sonuç istatistiksel olarak anlamlı değildi (Sırasıyla p=0,673, p=0,464). Keratokonuslu hastalarda korneal çapraz
 


bağlama olan grupta operasyonun üzerinden ≤20 ay süre geçen grupta gözyaşı enzimlerinin tamamı (lizozomal asit α-glikosidaz, galaktoserebrozidaz, asit sfingomyelinaz, glukoserebrozidaz, alfa galaktozidaz A, alfa-L-iduronidaz) >20 ay geçen gruba göre daha yüksekti ancak bu fark istatistiksel olarak anlamlı değildi. (Sırasıyla p= 0,723, p=0,465, p=0,662, p=0,723, p=0,491, p=0,917) Kornea çapraz bağlama operasyonunun üzerinden >20 ay geçen gruptaki anterior stromal keratosit yoğunluğu ≤20 ay geçen gruba göre daha yüksekti, ancak bu sonuç istatistiksel olarak anlamı değildi (p=0,431). Posterior stromal keratosit yoğunluğu KÇB işleminin üzerinden >20 ay geçen grupta diğer gruba göre daha yüksekti; bu sonuç istatistiksel olarak anlamlıydı (p=0,04). İleri evre keratokonus hastalarında (Amsler-Krumeich Sınıflaması'na göre evre 2,3,4) erken evre keratokonus hastalarına göre (Amsler-Krumeich Sınıflaması'na göre evre 1) epitel ve endotel polimegatizm yüzdesi daha yüksekti, ancak bu fark istatistiksel olarak anlamlı değildi (Sırasıyla p=0,126 ve p=0,126). İleri evre keratokonus hastalarında uzun sinir lifi, total sinir lifi, total sinir lifi yoğunluğu ve sinir tortuositesi erken evre keratokonus hastalarına göre daha düşük olup bu fark istatistiksel olarak anlamlı değildi (Sırasıyla p=0,746, p= 0,496, p=0,772, p=0,277). Çalışmanın tüm katılımcıları ele alındığında hasta grupta istatistiksel açıdan anlamlı yüksek tespit edilen glukoserebrozidaz (enzim 4); endotel polimegatizm yüzdesi ile pozitif yönde korele bulunmuştur (r=0,220, p=0,026).  Hasta grubunda ise istatistiksel olarak anlamlı düşük tespit edilen asit sfingomyelinaz (enzim 3) , uzun sinir lifi sayısı ile pozitif yönde korele bulunmuştur (r=0,198, p=0,046). 

Keratokonuslu gözlerdeki gözyaşı lizozomal enzim düzeylerindeki değişiklikler keratokonusun etyopatogenezinden sorumlu tutulan degradatif enzim değişikliklerini desteklemektedir. Ayrıca sonuçlar keratokonuslu korneada sfingolipit metabolizmasında da değişiklikler olduğunu desteklemektedir. Bu enzimler keratokonusun genetik alt yapısını değerlendirme, erken tanı ve tedavi hedefleri doğrultusunda yararlı olabilir. Konfokal mikroskopi keratokonus tanısında öncelikli olarak kullanılmasa da keratokonusun korneanın tüm katmanlarını etkilediğine dair ip uçları taşımaktadır ve temel tanı/takip yöntemlerine alternatif olarak tercih edilebilecek non-invaziv bir tetkiktir.

Abstract:
The aim of this study is to compare the lysosomal enzyme levels in tear samples and corneal findings in confocal microscopy in patients diagnosed with keratoconus with a healthy control group. A total of 51 patients with keratoconus aged between 18- 45 years, who had not undergone penetrating keratoplasty and had no other ocular or systemic diseases, and 51 healthy controls were evaluated.
Tear samples were applied to Guthrie paper. In these samples, the enzymes glucocerebrosidase, lysosomal acid α-glucosidase, galactocerebrosidase, alpha- galactosidase A, alpha-L-iduronidase, and acid sphingomyelinase were studied using the Liquid Chromatography-Mass Spectrometry (LC-MS/MS) method. In vivo confocal microscopy findings were evaluated.
The two groups were similar in terms of age and gender. Corneal epithelial cell density, total nerve density, and long nerve fiber count in patients with keratoconus were lower compared to the healthy control group, but this difference was not statistically significant (p=0.196, p=0.251, and p=0.211, respectively). The percentage of epithelial polymorphism was higher in keratoconus patients compared to the healthy control group, but this result was not statistically significant (p=0.332).
Among the lysosomal enzymes evaluated in the tear fluid of keratoconus patients, glucocerebrosidase was significantly higher than in the control group (p=0.020). Lysosomal acid α-glucosidase, galactocerebrosidase, alpha-galactosidase A, and alpha-L-iduronidase were higher in keratoconus patients compared to the control group, but these differences were not statistically significant (p=0.058, p=0.271, p=0.130, p=0.175, respectively). Acid sphingomyelinase was significantly higher in the control group compared to keratoconus patients (p=0.027).
In keratoconus patients with a family history, the levels of glucocerebrosidase and galactocerebrosidase in tear fluid were higher compared to those without a family history,  but  this  result  was  not  statistically  significant  (p=0.673,  p=0.464,
 


respectively). In the group with corneal cross-linking surgery, all tear enzymes (lysosomal acid α-glucosidase, galactocerebrosidase, acid sphingomyelinase, glucocerebrosidase, alpha-galactosidase A, alpha-L-iduronidase) were higher in those who had undergone the operation ≤20 months ago compared to those who had it >20 months ago, but this difference was not statistically significant (p=0.723, p=0.465, p=0.662, p=0.723, p=0.491, p=0.917, respectively).
The anterior stromal keratocyte density in the group with corneal cross-linking surgery >20 months ago was higher compared to the group with ≤20 months, but this result was not statistically significant (p=0.431). Posterior stromal keratocyte density was higher in the group with corneal cross-linking surgery >20 months ago compared to the other group, and this result was statistically significant (p=0.04).
In advanced stage keratoconus patients (stage 2, 3, 4 according to the Amsler- Krumeich Classification), the percentage of epithelial and endothelial polymorphism was higher compared to early-stage keratoconus patients (stage 1 according to the Amsler-Krumeich Classification), but this difference was not statistically significant (p=0.126 and p=0.126, respectively). Long nerve fiber, total nerve fiber, total nerve fiber density, and nerve tortuosity were lower in advanced stage keratoconus patients compared to early stage keratoconus patients, but this difference was not statistically significant (p=0.746, p=0.496, p=0.772, p=0.277, respectively). When all participants in the study were considered, glucocerebrosidase (enzyme 4), which was found to be significantly elevated in the patient group, showed a positive correlation with the percentage of endothelial polymegatism (r=0.220, p=0.026). In the patient group, acid sphingomyelinase (enzyme 3), which was found to be significantly lower, showed a positive correlation with the number of long nerve fibers (r=0.198, p=0.046).
The changes in lysosomal enzyme levels in the tear fluid of eyes with keratoconus support the changes in degradative enzymes, which are thought to be responsible for the etiopathogenesis of keratoconus. These enzymes can be useful in evaluating the genetic background of keratoconus, early diagnosis, and treatment targets. Although confocal microscopy is not primarily used in the diagnosis of keratoconus, it provides clues that keratoconus affects all layers of the cornea and can be a non-invasive examination method that can be preferred as an alternative to basic diagnostic/follow-up methods.