Einflussfaktoren auf die Eignung von kornealem Spendergewebe in der LIONS-Hornhautbank Saar-Lor-Lux, Trier/Westpfalz von 2006 bis 2016

Abstract

Hintergrund und Ziel der Studie: Vor dem Hintergrund eines Ungleichgewichts zwischen Hornhautverfügbarkeit und -bedarf, war das Ziel unserer Studie, signifikante Einflussfaktoren auf die Eignung sowie die Verwerfungsgründe von kornealem Spendergewebe zu ermitteln und damit die Rate der verworfenen Hornhäute langfristig zu verringern. Patienten und Methoden: Retrospektiv wurden 4140 Hornhäute von 2083 Spendern über einen Zeitraum von 11 Jahren (Januar 2006 bis Dezember 2016) analysiert. Die untersuchten Einflussgrößen umfassten sowohl das Alter, das Geschlecht und die medizinische Vorgeschichte der Spender als auch Lagerungsfaktoren. Das Spendergewebe wurde durch direkte Exzision einer 15mm Korneoskleralscheibe an der Leiche gewonnen und anschließend bei 34° C organkultiviert. Die gesammelten Daten wurden in eine Microsoft Access Datenbank übernommen und mittels logistischer Regressionsanalysen mit SPSS 20.0 ausgewertet. Gründe für eine Verwerfung des Spendergewebes sind typischerweise eine mangelnde Endothelqualität, ausgeprägte Narben, eine positive Spenderserologie, nachträgliche medizinische Kontraindikationen sowie eine Kontamination des Kulturmediums oder ein positives Bindehaut-Abstrich-Ergebnis mit relevanten Keimen. Technische Ursachen führten in vereinzelten Fällen ebenfalls zur Verwerfung des Spendergewebes. Im Mehrfaktorenmodell wurden 6 Einflussfaktoren auf die Eignung des Spendergewebes analysiert. Alle Hornhäute, welche nicht für eine reguläre Keratoplastik in Betracht kamen, galten hierbei als ungeeignet. Ergebnisse: 49,6% aller in der Studie entnommenen Hornhäute waren für reguläre Keratoplastiken geeignet. Hiervon waren 46,3% des Spendergewebes ohne Einschränkungen geeignet, weitere 3,3% der Hornhäute standen für lamelläre Verfahren zur Verfügung. 34,0% der Hornhäute kamen für eine Notfallkeratoplastik „à chaud“ in Frage. 16,4% des Gewebes waren gänzlich ungeeignet für eine Keratoplastik. Die Hauptverwerfungsgründe waren eine verminderte Endothelqualität (26,5%), die Kontamination des Kulturmediums (7,2%) und die positive Serologie des Spenders (5,8%). 56,8% der Spender waren männlichen und 43,2% weiblichen Geschlechts. Das mittlere Spenderalter betrug 70,3 ± 15,0 Jahre. Ein hohes Spenderalter >80 Jahre erwies sich im Vergleich zur Referenzgruppe der Spender <40 Jahre als signifikant negative Einflussgröße auf die Eignung der Hornhaut (p=0,001). Der Anteil ungeeigneter Hornhäute reichte von 22,8% bei Spendern unter 40 Jahren bis 59,5% bei Spendern älter als 80 Jahre. Auch eine durchgeführte Katarakt-Operation (p<0,001) minderte signifikant die Eignung. Männliche Hornhäute waren signifikant weniger geeignet als weibliche Hornhäute (p=0,028). Eine arterielle Hypertonie (p=0,612) in der Spendervorgeschichte oder eine stattgefundene Chemotherapie (p=0,745) hingegen brachten kein statistisch signifikantes Ergebnis. Auch ein Diabetes mellitus (p=0,321) schränkte die Eignung nicht signifikant ein. Bei Diabetikern zeigte sich jedoch eine im Mittel 72 Zellen/mm² niedrigere Endothelzelldichte als beim Gesamtkollektiv. Die 3 häufigsten Todesursachen der Hornhautspender waren kardiovaskuläre (25,4%), zerebrovaskuläre Todesursachen (19,8%) und Krebs (19,1%). Sepsis (p=0,026), Multiorganversagen (p<0,001) und „andere“ Todesursachen beim Spender (p=0,027) resultierten in signifikant höheren Verwerfungsraten aufgrund von Kontamination des Mediums im Vergleich zur Referenzgruppe der kardio- und zerebrovaskulären Todesursachen. Die Postmortem-Zeit, also die Zeit zwischen Versterben des Spenders und der Entnahme der Korneoskleralscheibe, lag in unserer Studie im Mittel bei 11,9 ± 9,6 Stunden, der Median bei 11 Stunden. Die Blutentnahmen für die infektionsserologische Prüfung fanden im engen zeitlichen Rahmen zur Hornhautentnahme statt. Spenderhornhäute mussten signifikant häufiger wegen einer positiven Spenderserologie verworfen werden (p<0,001), wenn die Blutentnahme mehr als 12 Stunden seit Versterben des Spenders zurücklag. Die Verwerfungsrate wegen positiver Serologie lag bei Hornhäuten mit einer Postmortem-Zeit von <6 Stunden bei 3,5%, 6-12 Stunden bei 5,1% und >12 Stunden bei 8,4%. Schlussfolgerungen: Faktoren wie ein hohes Spenderalter oder eine stattgehabte Katarakt-Operation verringerten die Eignung des kornealen Spendergewebes in der Organkultur. Sepsis, Multiorganversagen oder „andere“ Todesursache (zum Beispiel Suizid) erhöhten die Kontaminationsrate des Mediums. Eine postmortale Blutentnahme nach mehr als 12 Stunden steigerte das Risiko für ein positives Serologie-Ergebnis. Ein Diabetes mellitus in der Spendervorgeschichte resultierte in einer verminderten Endothelzelldichte, schränkte die Eignung des Spendergewebes aber nicht statistisch signifikant ein. Eine arterielle Hypertonie und eine Chemotherapie in der Spendervorgeschichte schienen die Eignung ebenfalls nicht signifikant zu beeinflussen.

Background and Purpose: Based on the discrepancy between availability and demand for corneal donors, the purpose of our study was to identify significant factors influencing the suitability and affecting the main reasons for discarding organ-cultured corneas. Thus, our long term objective was to minimise the percentage of unsuitable corneas. Patients and Methods: Retrospectively, 4140 corneas from 2083 donors were analysed over a study period of eleven years (January 2006 to December 2016). The factors examined included age, gender and medical history of the donors as well as storage factors. The donor tissue was obtained from the cadaver by direct excision of a 15mm corneoscleral disc and then organ-cultured at 34°C. The collected data was transferred to a Microsoft Access database and evaluated with SPSS 20.0, using logistic regression analyses. Reasons for discarding donor tissue are typically a poor endothelial quality, relevant scars, a positive donor serology, subsequent medical contraindications as well as a contamination of the culture medium or a positive test result of the conjunctiva with relevant pathogens. In isolated cases, technical causes also led to the donor tissue being discarded. In a multiple regression model, six factors influencing the suitability of the donor tissue were analysed. All corneas that did not meet the criteria for a regular keratoplasty were considered unsuitable. Results: 49.6% of all corneas considered in the study were suitable for a regular keratoplasty. 46.3% of these were suitable without restrictions, and a further 3.3% of the corneas were only available for lamellar procedures. 34.0% of the corneas were suitable for an emergency keratoplasty “à chaud”. Only 16.4% of the tissue was totally unsuitable for keratoplasty. The main reasons for discarding corneas were poor endothelial quality (26.5%), contamination of the culture medium (7.2%) and a positive donor serology (5.8%). 56.8% of the donors were male and 43.2% were female. The mean donor age was 70.3 ± 15.0 years. A high donor age of >80 years was found to significantly negatively influence the suitability of the cornea (p=0.001) compared to the reference group of donors aged <40 years. The percentage of unsuitable corneas ranged from 22.8% for donors under 40 years of age to 59.5% for donors older than 80 years of age. Cataract surgery (p<0.001) also significantly reduced suitability. Male corneas were significantly less suitable than female corneas (p=0.028). No statistically significant result was found for hypertension (p=0.612) or chemotherapy (p=0.745) in the donor history. A status of diabetes mellitus (p=0.321) did also not significantly restrict the suitability. Diabetics, however, showed an endothelial cell density 72 cells/mm² lower on average than the overall collective. The three most frequent causes of death of the cornea donors were cardiovascular (25.4%) and cerebrovascular reasons (19.8%) as well as cancer (19.1%). Due to contamination of the culture medium, sepsis (p=0.026), multiorgan failure (p<0.001) and “other” causes of death (p=0.027) resulted in significantly higher discarding rates compared to the reference group of cardiovascular and cerebrovascular causes of death. The postmortem time, i.e. the time between decease of the donor and the excision of the corneoscleral disc, was on average 11.9 ± 9.6 hours. The median was 11 hours. The blood samples for the serological examinations were taken in close temporal relation to the excision. Corneas had to be discarded significantly more often because of a positive donor serology, if the blood sample collection occurred more than 12 hours after the death of the donor (p<0.001). The discarding rate due to positive donor serology was 3.5% for corneas with a postmortem time of <6 hours, 5.1% for 6-12 hours, and 8.4% for >12 hours. Conclusions: Factors such as a high donor age or cataract surgery significantly reduced the suitability of corneal donor tissue in organ culture. Sepsis, multi-organ failure and “other” causes of death (for example suicide) increased the contamination rate of the medium. Post-mortem blood collection after more than 12 hours increased the risk of positive serology results. Diabetes mellitus in the donor history resulted in reduced endothelial cell density but did not statistically significantly limit the suitability of donor tissue. Arterial hypertension and chemotherapy in the donor history also did not seem to significantly affect suitability.