Tolerantieproblematiek
Stralingstolerantie van het oog varieert naargelang het type bestralingstherapie (fotonentherapie, elektronentherapie of brachytherapie), de totale dosis, de grootte van de radiotherapeutische fractie, en het deel van het oog dat bij de bestraling betrokken is. Niet-gerelateerde medische aandoeningen zoals diabetes, hypertensie en collageenvasculaire aandoeningen kunnen de stralingstolerantie van structuren in het oog beïnvloeden. Systemische chemotherapie of steroïden kunnen de stralingstoxiciteit versterken of bijdragen tot bijkomende symptomen.
De meest gevoelige structuur in het oog is de lens, die zich direct achter de pupil bevindt. De kiemlaag van de lens, gelegen aan de evenaar, is de meest stralingsgevoelige laag. Deze cellen ondergaan mitotische deling, rekken uit, verliezen hun kern en migreren posterieur naar het centrum van de lens. Deze posterieure migratie en proliferatie van de epitheelcellen van de lens verminderen de helderheid van de lens, wat cataract veroorzaakt, en vaak een zekere mate van gezichtsverlies. Een stralingscataract presenteert zich meestal eerst als een posterieure, centrale subcapsulaire troebeling. De latentie en de frequentie van lensopaciteiten zijn een functie van de bestralingsdosis en fractionering.
In de meeste studies bij mensen hebben totale gefractioneerde doses van minder dan 5 Gy geen visueel significante lensopaciteiten veroorzaakt. Merriam en Focht325 meldden cataractvorming met EBRT-fracties van 1,5 Gy tot 2 Gy, tot een totale dosis van 12 Gy. Bij bestraling van het gehele lichaam met één enkele dosis ontwikkelde zich cataract bij 80% van de overlevenden; de incidentie daalde tot 20% wanneer gefractioneerde EBRT werd gegeven tot een totale dosis van 13 Gy.325 Vermindering van de dosis voor de lens kan mogelijk zijn met aangepaste lensschilden, loodblokken met potloodstraal, of een complexere planning van de behandeling met IMRT. Het verwijderen van de lens voor cataractontwikkeling kan het gezichtsvermogen corrigeren in een anders functionerend oog na bestraling.
Andere voorste structuren in de oogbol zijn het hoornvlies en de conjunctiva. Het bindvlies is een slijmerig membraan van niet gekeratiniseerd plaveiselepitheel met gobletcellen dat een dunne substantia propria bedekt.326 Het bedekt de binnenzijde van het ooglid en de buitenzijde van het oog, en strekt zich uit tot de perifere cornea. Het hoornvlies is samengesteld uit niet-keratine-achtig gelaagd plaveiselepitheel. Het buitenste oppervlak is samengesteld uit onregelmatige microvilli die optisch glad gemaakt zijn door de precorneale traanfilm. De basale cellen zijn gehecht aan de laag van Bowman, die bestaat uit willekeurig verspreide collageenfibrillen die ondoorzichtig kunnen worden door littekenweefsel. De stroma, die 90% van de totale dikte van het hoornvlies uitmaakt, bestaat uit fibroblasten en collageenlamellae.
Acute effecten van gefractioneerde radiotherapie zijn injectie en erytheem van het bindvlies met irritatie die meestal zelfbegrensd is. Gefractioneerde stralingsdoses tot een totale dosis van meer dan 40 tot 50 Gy op de cornea kunnen oedeem veroorzaken met punctate keratitis.327 Behandeling bestaat uit agressief smeren, patchen, en antibiotische druppels. Terugkerende erosies van het hoornvlies kunnen evolueren tot ulceratie en infectie die leidt tot opacificatie of perforatie. Ulceraties van de cornea zijn gemeld bij gefractioneerde bestralingstherapie met doses van meer dan 40 Gy.207,328 Evenzo kunnen ulceratie, telangiëctasieën en keratinisatie in de conjunctiva ontstaan.
De huid van de oogleden is de dunste in het lichaam. De oogleden bevatten talgklieren, sereuze klieren en apocriene klieren, die bijdragen tot de traanfilm. Er zijn puncta op de mediale ooglidranden die de opening vormen naar het nasolacrimal drainage systeem. Voorbijgaande effecten van wimperverlies en erytheem treden op bij 30 tot 40 Gy met conventionele fractionering, terwijl permanent wimperverlies optreedt bij doses boven 50 Gy.167,171 Littekenvorming en fibrose kunnen zich ontwikkelen bij doses van meer dan 50 Gy, wat kan resulteren in ectropion of entropion van het ooglid en stenose van de ooglidpuncta.
Er zijn verschillende structuren die nodig zijn voor een adequate traanfilmproductie, waaronder de lacrimale klier, gobletcellen, meibomian klieren, en accessoire lacrimale klieren. Droge-ogensyndroom kan het gevolg zijn van beschadiging van een onderdeel van de traanfilm. Symptomen zijn branderigheid, verminderd zicht, overmatig tranen en een vreemd voorwerp gevoel. Onderzoek toont veranderingen aan het hoornvlies, variërend van keratitis tot littekenvorming en troebelheid van het hoornvlies. In een verslag werd beschreven dat 19% van de patiënten die een dosis van 45 Gy of minder in 25 fracties kregen, een droog-ogensyndroom ontwikkelden, vergeleken met 100% voor doses van 57 Gy of meer in 30 fracties.230 Ernstige keratitis sicca kan leiden tot ulceratie van het hoornvlies en perforatie van de oogbol. Om lacrimale schade te voorkomen moet bij het ontwerpen van bestralingsvelden rekening worden gehouden met de plaats van de lacrimale klier.329
De sclera bedekt de achterste 80% van de oogbol. Het is grotendeels avasculair en bestaat uit collageenfibrillen, fibroblasten en grondsubstantie. Het is bestand tegen straling en kan doses van meer dan 150 Gy weerstaan die worden toegediend met plaque radiotherapie die wordt gebruikt om choroïdale melanomen te behandelen. Sclerale verdunning, necrose en ulceratie zijn ongewone complicaties van hoge doses bestralingstherapie.275,330
Het netvlies bestaat uit een uitgebreid netwerk van neurale, gliale, en vasculaire elementen. De bloedtoevoer naar de buitenste lagen van het netvlies verloopt via de choriocapillaris. De binnenste lagen van het netvlies worden gevoed door de takken van de centrale retinale arterie, waarvan de grootste takken de temporale en nasale arcades zijn. Pathologie in het gebied van de arcades temporales is visueel significanter dan pathologie elders. Stralingsretinopathie wordt veroorzaakt door occlusieve microangiopathie die zich manifesteert door wattenvlekken, microaneurysma’s, teleangiëctasieën, bloedingen, maculair oedeem, exsudaten, neovascularisatie, glasvochtbloedingen en pigmentveranderingen. De visuele symptomen van stralingsretinopathie zijn afhankelijk van het gebied van het netvlies dat is aangetast. Een voorgeschiedenis van diabetes, collageenvaatziekten, hypertensie en behandeling met chemotherapie predisponeert patiënten voor stralingsgeïnduceerde schade.230 In één rapport werd stralingsretinopathie niet waargenomen bij doses lager dan 45 Gy in 25 fracties, maar nam boven deze dosis gestaag toe.230 Patiënten leken ook een verhoogd risico te lopen als zij werden behandeld met doses per fractie groter dan of gelijk aan 1,9 Gy.230 Hoewel de geschatte tolerantiedosis met een risico van 5% op 5 jaar (TD5/5) 45 Gy bedraagt en de TD50/5 65 Gy, wordt aangenomen dat de drempeldosis voor het netvlies tussen 30 Gy en 35 Gy ligt.211 Een meta-analyse van radiotherapie in verband met retinopathie bij maculadegeneratie vond geen schade bij patiënten die tot 24 Gy waren behandeld, hoewel dit risico na 45 Gy tot 50 Gy sterk lijkt toe te nemen.331
Optische zenuwbeschadiging is secundair aan ischemie en presenteert zich over het algemeen met pijnloos monoculair verlies van gezichtsvermogen. De schade begint met perivasculaire lymfocyten cuffing, verlies van endotheelcellen, en hyalinisatie, met fibrose, trombose, en infarct van neuraal weefsel. Fractionering speelt een sleutelrol in de modulatie van de ontwikkeling van oogzenuwbeschadiging. Van de patiënten die werden behandeld met een totale dosis van 45 tot 50 Gy en een dagelijkse fractiegrootte van meer dan 2,5 Gy ontvingen, ontwikkelde 18% visueel significante veranderingen, terwijl de patiënten die fracties van minder dan 2,5 Gy ontvingen, geen optische neuropathie ontwikkelden.332 Stereotactische radiochirurgie die grote fractiegroottes levert, kan optische neuropathie veroorzaken met enkelvoudige doses van 8 Gy, hoewel kleine volumes tot hoge doses zijn gegeven zonder toxiciteit.333 Met conventionele fractionering wordt de TD5/5 van de oogzenuw beschouwd als 60 Gy.230