Histologic Findings of Choroidal Vasculopathy in Eyes Enucleated following Radiation Therapy for Uveal Melanoma: Radiation Choroidopathy

Abstract

Introduction Little has been published about the choroidal vascular changes that occur years after radiation exposure. The aim of this study was to review the histological changes observed in the choroidal vasculature following radiotherapy for uveal melanoma.

Methods Records from a single institution were retrospectively reviewed from June 7, 2007 to June 7, 2017; 101 patients with a diagnosis of uveal melanoma that underwent enucleation had their records reviewed. Out of these, a total of 26 eyes had undergone plaque brachytherapy prior to enucleation, which had been performed at a mean time of 7.2 years (range from 0 years to 30 years) after the initial plaque placement. A histopathologic analysis was conducted on all 26 eyes with special emphasis on the choroidal changes. Of these 26 eyes, 18 demonstrated evidence of radiation-induced vasculopathy.

Results Of the 18 eyes, 10/18 (55%) had radiation retinopathy and 16/18 (89%) had radiation choroidal vasculopathy. One patient had a phthisical eye, and the choroid could not be evaluated because the characteristics of the vasculature could not be determined. Nine cases had vitreous hemorrhage (50%), all cases had radiation retinopathy, and 8/9 (89%) had radiation choroidopathy. Of the 16 cases with radiation choroidal vasculopathy, 3/16 (19%) had only intratumoral radiation choroidal vasculopathy, 3/16 (19%) had only extratumoral radiation choroidal vasculopathy, and, thus, 10/16 (32%) had both intratumoral and extratumoral radiation choroidal vasculopathy. In patients with radiation choroidal vasculopathy, 2/16 (13%) had hyalinization of the choroidal vessels. Another 3/16 (19%) cases with radiation choroidal vasculopathy had ectatic vessels. The other 11/16 (68%) had evidence of both hyalinization of the choroidal vessels as well as ectatic vessels in the choroid. Histological evidence of radiation retinopathy and choroidopathy were seen in 69% of eyes enucleated after receiving radiation therapy, which, in some cases, also had vitreous hemorrhage. Polypoidal choroidal vasculopathy, choroidal neovascularization, and retinal choroidal anastomoses (RAP-type lesions) were seen in 12 of the 16 eyes (75%).

Discussion/Conclusion Irradiation of malignant tumors of the eye causes not only radiation retinopathy but also radiation choroidopathy. The role of radiation choroidopathy in the subsequent visual loss following radiotherapy and the role of anti-VEGF therapy needs to be recognized and distinguished from radiation retinopathy. Our data adds to the prior limited knowledge that radiation affects the choroid and can induce specific phenotypes similar to the clinical spectrum of CNV, PCV, and RAP.

Zusammenfassung

Einleitung Bisher wurde nur wenig zu den choroidalen vaskulären Veränderungen, die viele Jahre nach einer Strahlentherapie auftreten können, publiziert. Ziel dieser Studie war es, einen Überblick zu geben über die im choroidalen Gefäßsystem beobachteten histologischen Veränderungen nach einer Strahlentherapie für Aderhautmelanom.

Methoden Die Datensätze einer einzelnen Institution wurden retrospektiv für den Zeitraum vom 7. Juni 2007 bis 7. Juni 2017 begutachtet. Die Daten von insgesamt 101 Patienten mit der Diagnose eines Aderhautmelanoms, die sich einer Enukleation unterzogen, wurden analysiert. In dieser Kohorte wurden insgesamt 26 Augen vor der Enukleation mit Brachytherapie und dem Implantat eines Strahlenträgers behandelt. Die Enukleation wurde durchschnittlich 7,2 Jahre (zwischen 0 und 30 Jahre) nach der ersten Einbringung des Strahlenträgers durchgeführt. Es wurde eine histopathologische Analyse aller 26 Augen mit einem besonderen Augenmerk auf choroidalen Veränderungen durchgeführt. Bei 18 dieser 26 Augen gab es Hinweise auf eine strahlenbedingte Vaskulopathie.

Ergebnisse Von 18 Augen gab es 10/18 Fälle (55%) mit einer strahlenbedingten Retinopathie und 16/18 (89%) mit einer strahlenbedingten choroidalen Vaskulopathie. Ein Patient hatte ein phthisisches Auge, das die Auswertung der Aderhaut verhinderte, da die Charakteristiken des Gefäßsystems nicht ermittelt werden konnten. Es gab 9 Fälle mit Glaskörperblutung (50%), die alle auch eine strahlenbedingte Retinopathie hatten, und 8/9 (89%) hatten eine strahlenbedingte Choroidopathie. Von den 16 Fällen mit strahlenbedingter choroidaler Vaskulopathie hatten 3/16 (19%) nur eine intratumorale strahlenbedingte choroidale Vaskulopathie, 3/16 (19%) nur eine extratumorale strahlenbedingte choroidale Vaskulopathie und 10/16 (32%) sowohl eine intratumorale als auch eine extratumorale strahlenbedingte choroidale Vaskulopathie. Aus der Gruppe der Patienten mit strahlenbedingter choroidaler Vaskulopathie war bei 2/16 (13%) eine Hyalinisierung der Choroidgefäße festzustellen. In 3/16 (19%) weiteren Fällen mit strahlenbedingter choroidaler Vaskulopathie wurden ektatische Gefäße gefunden. Bei den anderen 11/16 (68%) Fällen gab es Hinweise sowohl auf eine Hyalinisierung der Choroidgefäße als auch auf ektatische Gefäße in der Aderhaut. Eine strahlenbedingte Retinopathie und Choroidopathie konnte in 69% der nach der Strahlentherapie enukleierten Augen histologisch nachgeweisen werden; bei einigen Fällen wurde auch eine Glaskörperblutung festgestellt. Eine polypenartige choroidale Vaskulopathie (PCV), choroidale Neovaskularisation (CNV) oder retinale Anastomosen der Aderhaut (Läsionen des RAP-Typs) fanden sich in 12 von 16 Augen (75%).

Diskussion/Schlussfolgerung Eine Strahlentherapie zur Behandlung maligner Augentumoren verursacht nicht nur eine strahlenbedingte Retinopathie, sondern auch eine strahlenbedingte Choroidopathie. Die Rolle der strahlenbedingten Choroidopathie bei Sehverlust nach einer Strahlentherapie und die Rolle der Anti-VEGF-Therapie müssen erkannt werden und sind von der strahlenbedingten Retinopathie zu unterscheiden. Unsere Ergebnisse erweitern das bisher eingeschränkte Wissen darüber, wie eine Bestrahlung die Aderhaut beeinträchtigen und zu spezifischen Phänotypen, die dem klinischen Spektrum von CNV, PCV und RAP gleichen, führen kann.

Key words

radiation retinopathy - radiation choroidopathy - uveal melanoma - ocular radiation

Schlüsselwörter

strahlenbedingte Retinopathie - strahlenbedingte Choroidopathie - uveales Melanom - Aderhautmelanom - Augenbestrahlung

Publication History

Received: 01 March 2020

Accepted: 21 September 2020

Article published online:
22 February 2021

• References

• 1 [Anonymous] Accuracy of diagnosis of choroidal melanomas in the Collaborative Ocular Melanoma Study. COMS report no. 1. Arch Ophthalmol 1990; 108: 1268-1273
• 2 Diener-West M, Earle JD, Fine SL. et al. The COMS randomized trial of iodine 125 brachytherapy for choroidal melanoma, III: initial mortality findings. COMS Report No. 18. Arch Ophthalmol 2001; 119: 969-982
• 3 Gündüz K, Shields CL, Shields JA. et al. Radiation retinopathy following plaque radiotherapy for posterior uveal melanoma. Arch Ophthalmol 1999; 117: 609-614
• 4 Avery RB, Diener-West M, Reynolds SM. et al. Histopathologic characteristics of choroidal melanoma in eyes enucleated after iodine 125 brachytherapy in the collaborative ocular melanoma study. Arch Ophthalmol 2008; 126: 207-212 doi:10.1001/archophthalmol.2007.50
• 5 Peiretti E, Slakter JS, Wu S. et al. Late effect of external eye irradiation on choroidal circulation. Eur J Ophthalmol 2006; 16: 637-640
• 6 Spaide RF, Borodoker N, Shah V. Atypical choroidal neovascularization in radiation retinopathy. Am J Ophthalmol 2002; 133: 709-711
• 7 Pang CE, Freund KB. Intravitreal polypoidal choroidal vasculopathy in radiation retinopathy. Ophthalmic Surg Lasers Imaging Retina 2014; 45: 585-588 doi:10.3928/23258160-20141008-04
• 8 Archer DB, Amoaku WM, Gardiner TA. Radiation retinopathy – clinical, histopathological, ultrastructural and experimental correlations. Eye (Lond) 1991; 5 (Pt 2): 239-251 doi:10.1038/eye.1991.39
• 9 Wen JC, McCannel TA. Treatment of radiation retinopathy following plaque brachytherapy for choroidal melanoma. Curr Opin Ophthalmol 2009; 20: 200-204 doi:10.1097/ICU.0b013e328329b62d
• 10 Bianciotto C, Shields CL, Pirondini C. et al. Proliferative radiation retinopathy after plaque radiotherapy for uveal melanoma. Ophthalmology 2010; 117: 1005-1012 doi:10.1016/j.ophtha.2009.10.015
• 11 Cavalcante LL, Cavalcante ML, Murray TG. et al. Intravitreal injection analysis at the Bascom Palmer Eye Institute: evaluation of clinical indications for the treatment and incidence rates of endophthalmitis. Clin Ophthalmol 2010; 4: 519-524
• 12 Houston S, Murray TG, Pina Y. et al. Pharmacotherapy for radiation retinopathy. Retina Today 2010; November/December:: 62-66
• 13 Midena E, Segato T, Valenti M. et al. The effect of external eye irradiation on choroidal circulation. Ophthalmology 1996; 103: 1651-1660
• 14 Egbert PR, Fajardo LF, Donaldson SS. et al. Posterior ocular abnormalities after irradiation for retinoblastoma: a histopathological study. Br J Ophthalmol 1980; 64: 660-665
• 15 Amoaku WM, Lafaut B, Sallet G. et al. Radiation choroidal vasculopathy: an indocyanine green angiography study. Eye (Lond) 1995; 9 (Pt 6): 738-744 doi:10.1038/eye.1995.187
• 16 Takahashi K, Kishi S, Muraoka K. et al. Radiation choroidopathy with remodeling of the choroidal venous system. Am J Ophthalmol 1998; 125: 367-373 doi:10.1016/s0002-9394(99)80148-2
• 17 MacFaul PA, Morgan G. Histopathological changes in malignant melanomas of the choroid after cobalt plaque therapy. Br J Ophthalmol 1977; 61: 221-228 doi:10.1136/bjo.61.3.221