공초점주사현미경에 의한 푹스각막이상증의 각막조직소견

(1)

J Korean Ophthalmol Soc 2013;54(9):1435-1439 pISSN: 0378-6471 eISSN: 2092-9374 http://dx.doi.org/10.3341/jkos.2013.54.9.1435

= 증례보고 =

공초점주사현미경에 의한 푹스각막이상증의 각막조직소견

박영민⋅최범석⋅이종수 부산대학교 의학전문대학원 안과학교실

목적: 공초점주사현미경을 이용하여 초기 푹스각막이상증(Fuchs’ corneal endothelial dystrophy) 환자에서 관찰되는 각막조직의 특징 에 관하여 알아보고자 한다.

증례요약: 2명의 초기 푹스각막이상증 환자를 대상으로 공초점주사현미경을 사용하여 공통적으로 나타나는 각막조직의 형태학적인 특 성을 비교, 관찰하였다. 두 환자 모두에서, 공초점주사현미경 상 각막상피층, 보우만 및 각막실질층의 전부에서는 정상적인 각막조직의 소견을 보였다. 증례 1의 경우, 각막내피세포층에서 각막구타타만 관찰되어 푹스각막이상증 stage 1에 해당되었다. 증례 2의 경우, 각막실질층의 후부에서는 부분적으로 고반사의 과립형상이 관찰되었으나, 데스메막과 인접한 각막실질층에서는 수직선상의 저반사 주름이 나타났다. 각막내피세포층에서는 다면성과 다형성의 형태학적 변화를 보이면서 각막구타타 소견이 뚜렷하게 관찰되어 푹스각 막이상증 stage 2에 해당되었다.

결론: 공초점주사현미경을 이용하면 비침습적으로 푹스각막이상증을 보다 초기에 쉽게 진단할 수 있다.

<대한안과학회지 2013;54(9):1435-1439>

￭Received: 2013. 3. 4. ￭ Revised: 2013. 5. 7.

￭Accepted: 2013. 7. 17.

￭Address reprint requests to Jong Soo Lee, MD, PhD Department of Ophthalmology, Pusan National University Hospital, #179 Gudeok-ro, Seo-gu, Busan 602-739, Korea Tel: 82-51-240-7323, Fax: 82-51-242-7341

E-mail: [email protected]

* This study was presented as e-poster at the 109th Annual Meeting of the Korean Ophthalmological Society 2013.

* This study was supported by a grant of the Korean Health Technology R&D Project, Ministry of Health and Welfare, Republic of Korea (A070001).

푹스각막이상증은 서서히 진행하는 양측성 각막내피세 포 장애로, 세포외물질의 축적, 각막내피의 형태학적 변화, 각막 내피세포수 감소를 특징으로 한다. 대개 40-50대 여 자에서 많이 나타나며, 진행성 각막부종, 안구 통증, 시력 장애 그리고 각막 혼탁의 양상으로 수십 년에 걸쳐 서서히 진행한다.^1,2 푹스각막이상증은 4단계로 구분할 수 있으며, stage 1은 각막구타타는 존재하나 각막 부종이 없는 경우, stage 2는 각막구타타와 이에 동반된 간질부종은 관찰되지 만 각막상피 변화는 없는 경우, stage 3는 stage 2의 소견 에 각막상피 변화가 동반된 경우, stage 4는 이에 더하여 각막혼탁이 발생한 경우이다.²푹스각막이상증에서 각막부 전의 주 요인은 각막 내피세포의 변화로 알려져 있으며, 최 근에는 각막실질세포 자연사와의 연관성이 제시되어지기도 하였다.³

국내의 경우 푹스각막이상증 환자의 술후 예후에 대한 논문은 존재하지만,⁴ 질환 자체의 조직학적 진단과 분석에 대한 연구는 전무한 상태이다. 이에 저자들은 초기 푹스각 막이상증 환자에서의 각막변화를, 각막의 세포형태, 신경이 나 반흔 조직 등을 비침습적으로 관찰할 수 있는 공초점주 사현미경(ConfoScan 4.0, NIDEK, Co. Ltd., albignasego, Italy)을 이용하여 푹스각막이상증의 stage를 분석해 보았다.

증례보고

임상적으로 푹스각막이상증이 의심되는 51세(증례 1)와 74세(증례 2)의 여자 환자 2명 4안에 대하여 공초점주사현 미경(ConfoScan 4.0, NIDEK,Co. Ltd., albignasego, Italy) 으로 각막조직을 분석하였다. 두 환자 모두 초기의 푹스각 막이상증이었으며, 각막상피층의 병변은 관찰되지 않았다.

공초점주사현미경 검사방법은 점안마취제로 Proparacaine hydrochloride 0.5% (Alcon, Ft. Worth, TX)를 점안한 후, 시축이 기계의 중심에 오도록 눈높이를 조절하여 중심부의 깊은 각막구조의 관찰이 가능하게 하였다. ConfoScan 4.0 는 fully non-contact로 진행되며, 1초당 32 micron씩 이 동하면서 내피세포부터 상피세포까지의 단면상을 관찰하였 다. ConfoScan 4.0은 약 40배의 objective magnification을 가지고 있고, 렌즈의 앞면과 대상물체 사이, 즉 working distance는 1.98 mm, numeric aperture가 0.75, 필드상의

(2)

Figure 1. (Case 1) Corneal images obtained from the left eye of a Fuchs dystrophy patient by confocal biomicroscopy. (A) There

were no visible hypo-reflective strands in the posterior stroma. (B) The corneal guttata were visible in the corneal endothelial layer.

Figure 2. (Case 2) Corneal images obtained from the left eye of

a Fuchs dystrophy patient by confocal biomicroscopy. (A) There were some hyper-reflective whitish dots and thicker nerve near the corneal stromal cells. (B) The hypo-reflective vertical strands were seen in the stroma adjacent to the descemet membrane. (C) The corneal guttata were visible in the corneal endothelial layer.

크기는 460 ×345 micron이고 한번 검사할 때마다 약 350 image를 관찰할 수 있도록 되어 있다. 나아가 optical slice thickness를조절할수 있는데, 이번 검사에서는 약 5-10 micron 정도를 유지하도록 하여 검사를 시행하였다. 검사

가 완료되면 영상은 NAVIS software의 Digital Video Recorder (DVR)에 저장이 되어 자료가 필요할 경우 분석 하고 진단할 수 있었다. 모든 검사는 숙련된 한 명의 검사 자에 의해 이루어졌으며, 각막의 각 부위, 각막상피층, 보우

A B

C

(3)

만막, 실질세포층, 데스메막, 내피세포층으로 나누어 조직 의 형태변화를 관찰하였다.

(증례 1) 51세 여자 환자로 4개월 전부터 시작된 좌안의 흐려보임을 주소로 본원에 의뢰되었다. 최대교정시력은 우 안 16/20, 좌안 8/20로 측정되었고, 안압은 우안에서 11 mmHg, 좌안에서 10 mmHg였으며, 특이적인 내과적 또는 안과적 병력은 없었다. 세극등현미경 검사 상 좌안에서 각 막 내피세포층의 구타타로 의심되는 양상은 관찰되었으나, 각막 외피 이상소견이나 각막의 부종은 없었으며, 다른 외 안부 질환 역시 관찰되지 않아 초기 푹스각막이상증으로 생각되었다. 경면 현미경을 통한 좌안 검사에서 다면성은 70.5% (정상: 30% 미만), 다형성은 35.6% (정상: 59.4%

초과)로 측정되었고, 내피세포밀도의 경우도 2102 cells/mm² 로정상인에 비해 세포의 밀도가 낮게 측정되었다. 좌안에 대한 공초점주사현미경 결과 각막상피층, 보우만 및 각막실 질층의 전면부에서는 정상적인 각막조직의 소견을 보였다.

그리고 각막실질층의 후면부와 데스메막부분에서도 이상소 견은 관찰되지 않았으나, 단지 각막내피세포층에서만 특징 적인 각막구타타 현상이 보였다(Fig. 1).

(증례 2) 74세 여자 환자로 2개월 전부터 시작된 양안의 시력저하를 주소로 본원에 의뢰되었다. 최대교정시력은 우 안에서 12/20, 좌안에서 8/20로 측정되었으며, 안압은 우 안에서 12 mmHg, 좌안에서 10 mmHg였고, 특이적인 내과 적 또는 안과적 병력은 없었다. 세극등현미경 검사 상 양안 모두에서 각막 내피세포층의 구타타가 의심되었다. 각막 외 피 이상소견이나 각막의 부종은 양안 모두 없었으며, 다른 외안부 질환 역시 관찰되지 않아 초기 푹스각막이상증으로 생각되었다. 경면 현미경 검사는 우안에서 다면성은 89.2%, 다형성은 30.4%, 내피세포밀도의 경우 1405 cells/mm²로 측정되었으며, 좌안에서는 다면성은 90.1%, 다형성은 28.4%

로 측정되었고, 내피세포밀도의 경우 1208 cells/mm²였다.

공초점주사현미경 결과는 좌안에서 더욱 현저하였으며, 양 안 모두에서 각막상피층, 보우만 및 각막실질층의 전면부에 서는 이상소견이 없었으나, 각막실질층의 후면부에서는 부 분적으로 산재된 고반사의 과립형상이 관찰되었고(Fig.

2A), 데스메막과 인접한 각막실질층의 후부에서는 수직선 상의 저반사를 보이는 주름이 나타나 각막의 후면부에서 조직의 부종이 생겨 있음을 알 수 있었다(Fig. 2B). 각막내 피세포층은 다면성과 다형성의 형태학적 변화를 보이면서, 각막구타타 소견이 뚜렷하게 관찰되었다(Fig. 2C).

고 찰

푹스각막이상증은 각막내피세포에 주된 병변이 있는 안

질환이다. 이러한 각막내피세포질환을 분석하기 위해 고전 적으로는 경면현미경검사와 세극등현미경 검사가 사용되어 왔다. 하지만 최근 들어, 핀홀(pin-hole) 효과를 이용하여 광학적인 절편(optical sectioning) 획득이 가능해진 공초 점주사현미경의 사용은 각막의 각 층에 대한 현미경적인 분석을 비침습적인 방법으로 가능하게 하였다.

Hara et al⁵은 각막부종이 동반된 푹스각막이상증 환자를 분석하는데 있어, 경면현미경에 비해 공초점주사현미경이 내피세포, 각막실질세포 그리고 각막 신경 분석에 좋다고 하였으며, Mustonen et al⁶은 푹스각막이상증을 가진 11명 17안에서의 공초점주사현미경 연구를 통해, 17안 중 11안 에서 비정상적인 각막 실질층의 전면부 변화가 관찰되며, 12안에서는 각막 실질층의 후면부 변화까지 발생하는 것으 로 보고하였다. 그러나 Mustonen et al⁶의 연구가 각막실질 층에서의 실질세포와 관련된 이상소견을 발견하지 못한 반 면, 저자들의 푹스각막이상증 증례 2에 대한 공초점주사현 미경 연구에서는 각막상피층, 보우만 및 각막실질층의 전면 부에서는 이상소견이 관찰되지 않았지만, 각막실질층의 후 면부에서는 부분적으로 고반사의 과립형상이 관찰되었다.

이는 각막실질세포의 증강된 세포 대사작용을 나타내는 소 견으로, 푹스각막이상증에서 각막실질세포의 증가를 보인 다는 Schrems-Hoesl et al²의 연구와 일치하는 소견으로 생각한다. 이러한 결과는 푹스각막이상증의 진단에 있어, 각막 내피세포 뿐 아니라 각막실질세포를 포함한 각막전층 의 변화를 시각화할 수 있다는 점은, 경면현미경 및 세극등 현미경에 비해 공초점주사현미경이 가지는 장점으로 생각 한다.

또한 초기 및 중기의 푹스각막이상증 환자를 포함한 Mustonen et al⁶의 연구와 달리, 본 증례는 stage 1과 2 푹스각막이상증으로 정확하게 진단되었다. 이는 세극등현 미경과 경면현미경을 통해 관찰할 수 있는 데스메막 후면 국소적 콜라겐 침착과 각막내피세포의 기능부전으로 나타 나는 특징적 각막구타타 소견 이외에도, 데스메막과 인접 한 각막실질층에서 각막부종으로 인해 발생할 수 있는 저 반사 주름현상까지 명확하게 파악할 수 있는 공초점주사 현미경의 진단적 장점이라 할 수 있다.⁷

Stage 2 푹스각막이상증이 진행되면 각막내피세포층과 실질층의 부종에 따른 변화로 각막상피층에서도 각막부종 이 생기는 stage 3 푹스각막이상증으로 이행되며, 이 시기 에는 각막 조직의 부피확장과 각막 투명도 감소가 초래되 고, 나아가 각막실질세포의 감소가 발생한다.⁸이런 각막조 직의 변화는 시간이 경과함에 따라 진행하여 각막혼탁이 초래될 수 있는데, 이때부터 푹스각막이상증 stage 4가 시 작된다.

(4)

Chiou et al⁹은 푹스각막이상증에서의 크고 불규칙적인 각막내피세포와 구타타의 형태에 대해 보고하였는데, 본 연 구에서도 마찬가지로 각막내피세포층에서는 내피세포의 다 면성과 다형성의 형태학적 변화가 각막구타타 소견과 동반 되어 관찰되었다.

결론적으로 공초점주사현미경은 임상적으로 정확하게 진단이 어려운 푹스각막이상증에서의 각막 내피세포의 변 화와 각막실질부의 형태학적 조직변화를 파악하여 stage까 지 정확하게 진단을 내릴 수 있다. 그러므로 공초점주사현 미경을 이용하면 푹스각막이상증을 보다 초기에 쉽게 진단 할 수 있을 것이다.

본 연구는 초기 푹스각막이상증 환자에 국한되어 각막 신경, 각막 외피 및 전부 기질에서의 변화를 확인할 수 없 었다. 향후 보다 많은 환자를 대상으로 한다면 각막 신경 변화, 각막실질세포 및 각막외피세포를 시각화 및 정량화할 수 있는 공초점주사현미경의 장점을 이용한 추가적 푹스각 막이상증 연구가 가능할 것으로 판단된다.

REFERENCES

1) Repp DJ, Hodge DO, Baratz KH, et al. Fuchs' endothelial corneal dystrophy: subjective grading versus objective grading based on

the central-to-peripheral thickness ratio. Ophthalmology 2013;

120:687-94.

2) Schrems-Hoesl LM, Schrems WA, Cruzat A, et al. Cellular and subbasal nerve alterations in early stage Fuchs' endothelial corneal dystrophy: an in vivo confocal microscopy study. Eye (Lond) 2013;27:42-9.

3) Li QJ, Ashraf MF, Shen DF, et al. The role of apoptosis in the pathogenesis of fuchs endothelial dystrophy of the cornea. Arch opthalmol 2001;119:1597-604.

4) Lee YK, Kim MS. Long-term outcomes of penetrating kerato- plasty in treating macular corneal dystrophy, TGFBI dystrophy, and Fuchs’ dystrophy. J Korean Ophthalmol Soc 2012;53:1397-402.

5) Hara M, Morishige N, Chikama T, Nishida T. Comparison of confocal biomicroscopy and noncontact specular microscopy for eval- uation of the corneal endothelium. Cornea 2003;22:512-5.

6) Mustonen RK, McDonald MB, Srivannaboon S, et al. In vivo confocal microscopy of Fuchs' endothelial dystrophy. Cornea 1998;

17:493-503.

7) Waring GO 3rd, Rodrigues MM, Laibson PR. Corneal dystrophies.

II. Endothelial dystrophies. Surv Ophthalmol 1978;23:147-68.

8) Efron N, Mutalib HA, Perez-Gomez I, Koh HH. Confocal microscopic observations of the human cornea following overnight contact lens wear. Clin Exp Optom 2002;85:149-55.

9) Chiou AG, Kaufman SC, Beuerman RW, et al. Confocal microscopy in cornea guttata and Fuchs' endothelial dystrophy. Br J Ophthalmol 1999;83:185-9.

(5)

=ABSTRACT=

Confocal Microscopic Findings of Corneal Tissue in Fuchs’

Corneal Endothelial Dystrophy

Young Min Park, MD, Beom Seok Choi, MD, Jong Soo Lee, MD, PhD

Department of Ophthalmology, Pusan National University School of Medicine, Busan, Korea

Purpose: To analyze the morphology and density of corneal tissue in patients with early stage Fuchs’ corneal endothelial dystrophy (FCED) by in vivo confocal microscopy (IVCM).

Case summary: Each layer of the cornea in 2 patients with early-stage FCED was examined with IVCM (ConfoScan 4.0, NIDEK, Co. Ltd., albignasego, Italy). Cross-sectioned corneal images of the corneal epithelium, Bowman’s layer, stromal layer, Descemet’s membrane, and endothelium were evaluated. Corneal epithelium, Bowman’s layer, and anterior stroma of both patients showed no abnormalities. Case 1 was diagnosed as Stage 1 FCED, demonstrating typical changes includ- ing pleomorphism, polymegathism, and the presence of guttae in the corneal endothelial layer. Case 2 was diagnosed as Stage 2 FCED, showing several hyper-reflective whitish dots in the posterior stroma, hypo-reflective vertical strands in the stroma adjacent to Descemet’s membrane, and pleomorphism, polymegathism, and guttae in the corneal endothelial layer.

Conclusions: IVCM is a non-invasive and effective tool to diagnose early-stage FCED.

J Korean Ophthalmol Soc 2013;54(9):1435-1439

Key Words: Confocal microscopy, Fuchs’ corneal endothelial dystrophy

Address reprint requests to Jong Soo Lee, MD, PhD

Department of Ophthalmology, Pusan National University Hospital

#179 Gudeok-ro, Seo-gu, Busan 602-739, Korea

Tel: 82-51-240-7323, Fax: 82-51-242-7341, E-mail: [email protected]