Stuck in a Rut:  Corneal Ulcers

Justin Schweitzer OD, FAAOVance Thompson Vision

30,000 cases annually in the US (Bacterial, Fungal, and Acanthamoeba)(Pepose JS et al AJO 1992) 

Infective Keratitis rarely occurs in normal eyes because of human cornea’s natural resistance to infection

Infective Keratitis

WHY and HOW?

Corneal Defenses are Breached

Leading to Colonization by Pathogenic Bacteria1. Virulent invading organism2. Normal Ocular Flora

1.  Bacteria Colonize the Stroma

2.  Antigenic and release enzymes and toxins

3.  Antigen‐Anti‐body immune reaction4.  Induces an inflammatory reactionPMNs (polymorphonuclear leukocytesmoblize and aggregate at the infection creating an infiltrate

5. PMNs phagocytize and digest the bacteria

6.  The stroma is poorly tolerant and undergoesnecrosis and thinning leading to scarring.

Signs and Symptoms

Typically UnilateralPainfulPhotophobicDeeply engorged and inflamedconjunctival and episcleral vessels (diffuse)

Mucopurulent dischargeCorneal EdemaAnterior chamber reactionHypopyonHistory – very importantLocation of defect typically central

Does the type of “bug” matter?

Contact Lens = Pseudomonas aeruginosa (gram neg)(Green M et al.  Cornea. 2008;27(1):22‐7,  Alexandrakis G et al. Ophthalmology. 2000;107(8):  1497‐502)

Staphylococcus aureus = Most common in North America(gram pos) (Green M et al.  Cornea. 2008;27(1):22‐7,  Alexandrakis G et al. Ophthalmology. 2000;107(8):  1497‐502)

When to Culture?1.Central lesions that threaten vision2.Risk of perforation3.Scleral tissue involvement4.Injury with vegetative matter5.Institutionalized patients where MRSA is possible6.Lesion is not responding to treatment

Bacterial Keratitis Management and Treatment

Fluoroquinolones2nd Generationofloxacin 0.3%ciprofloxacin 0.3% 

3rd Generationlevofloxacin 0.5% and 1.5%

4th Generationgatifloxacin 0.3% and 0.5%moxifloxacin 0.5%

Fortified Antibiotics

tobramycin      ‐ cefazolin(gram ‐) (gram +)(pseudomonas)

vancomycin ‐ tobramycin(gram +) (gram ‐)

Fluoroquinolone and fortified antibiotics for treating bacterial corneal ulcers

Gangopadhyay N, Daiell M, Weih L, et al.Br J Ophthalmol

Fluoroquinolone group = shorter duration of therapy= shorter hospital stay

Although serious complications (perforation, evisceration,      enucleation) were more common in this group.

Resistance

Early generation fluoroquinolonesEspecially gram +

1.  Schaefer F, Bruttin O, et al.  Bacterial keratitis: a prospective clinical and microbiological study.  Br J Ophthalmol. 20012. Afshari NA, Ma JJ, et al.  Trends in resistance to ciprofloxain…..J Ocul Pharmacol Ther. 2008

Ocular Tracking Resistance in the US Today(TRUST) Study

70% of bacteria isolated in hospitals were resistant to at least 1 conventional antibioticAsbell PA, Colby KA, Deng S, et al. Ocular TRUST: nationwide antimicrobial susceptibility patterns in ocular isolates. Am J Ophthalmol. 2008 Jun;145(6):951‐58.

moxifloxacin(Vigamox, Moxeza)

gatifloxacin(Zymar, Zymaxid)

besifloxacin(Besivance)

moxifloxacin(Vigamox, Moxeza)

? Equivalent efficacy to fortified therapy

Better  tolerability

Gram +/Gram ‐

Sharma N, Goel M, et al.  Evaluation of moxifloxacin0.5% in treatment of nonperforated bacterial corneal ulcers:  a randomized controlled trial.  Ophthalmology.  2013McDonald EM, Ram FS et al.  Topical antibiotics for themanagement of bacterial keratitis:  an evidence‐basedReview of high quality randomised controlled trials.  BrJ Ophthalmol.  2014

Gatifloxacin(Zymar (0.3%), Zymaxid (0.5%))

Gram+  Gram ‐

Afzal Junejo S, Ali Lodhi A, et al.  Efficacy of gatifloxacin in acute bacterial corneal ulcer.  Pak J Med Sci. 2013

besifloxacin(Besivance)

Only available as an ophthalmic suspension

Gram +Gram –

Most notably ‐MRSA

Haas W. Besifloxacin, a novel fluoroquinolone,has broad‐spectrum in vitro activity against aerobic anaerobic bacteria. Antimicrob Agents Chemother. 2009 Aug;53(8):3552‐60.

Steroids for Corneal Ulcers Trial(SCUT) Study

42 eyes received 0.5% moxifloxacin every hour while awake for 48 hours

Randomized to either topical  steroids or placebo

Steroids for Corneal Ulcers Trial(SCUT) Study

Steroid group required more time to re‐epithelialize

4 adverse events in the placebo group and none in the steroid group

No statistically significant difference in VA between the steroid and placebo group at 3 weeks or 3 months

No statistically significant difference in scar size at 3 weeks or 3 months

Amniotic Membrane Grafts (AMG)

Biotissue‐ Prokera, Amniograft, & Amnioguard IOP Ophthalmics‐ Ambiodisk

http://www.iopinc.com/store/ambiodisk/http://www.biotissue.com/products/prokera.aspx

AMG Actions1. Reduces inflammation2. Inhibits scarring3. Inhibits angiogenesis4. Promotes epithelialization5. Possesses anti‐microbial properties6. Restoration of lost corneal thickness* 

Indications/Conditions for use

• Acute corneal trauma• Chemical or thermal burn• Non‐healing epithelial defects (herpes, diabetes) 

• Neurotrophic corneal ulcers

• Filamentary Keratitis• Severe Dry Eye Syndrome• Recurring epithelial defects

• High risk keratoplastys• Superficial keratectomy• Tube shunt/bleb exposure• Pterygium removal

Kenyon, K. R., & Lam, H. (2013, June 1). Amniotic Membrane: Themes and Variations. Ophthalmology Management, 1‐6.

Corneal Ulcer

Clinical Case 

Fungal Keratitis

Geographical Location

Recent Travel to Hot and Humid Areas

Trauma involving Vegetative Material

Contact Lens use or abuse

Immunocompromised individuals

Rosa Jr RH, Miller D, Alfonso EC.  The Changing Spectrum of Fungal Keratitis in South Florida.  Ophthalmology 1994; 101(6):  1005‐1013.  Jurkunas U, Behlau I, Colby K.  Fungal Keratitis:  Changing Pathogens and Risk Factors.  Cornea 2009; 28 (6):  638‐643.  

Fungal Keratitis vs Bacterial Keratitis

Fungal go deeper into the layers of the corneaand typically have feathery borders

Bacterial ulcers more painful and have significant inflammation

Culture if you suspect Fungal!

Sabouraud Agar is ideal…it contains an antibacterial agent to promote fungal growth

TreatmentCertain meds are more effective against… 

Non‐filamentous

Filamentous

amphotericin 0.15%capsofungin

natamycin?? voriconazole

Amphotericin 0.15%

Compounded Medication

Toxicity is an issueTopical – burning, chemosis, epi cloudingPEE/SPK, cornea turns a greenish hueIntravenous ‐ renal toxicity, chills, fever,anemia

Mycotic Ulcer Treatment Trial(MUTT)

Natamycin outperformed voriconazole

Patients were less likely to suffer perforations or need therapeutic PKP’s on natamycin

Other Options… 

Follow daily until signs of improvement

Hourly treatment

Treatment can last months

15% to 36%Treatment fails

1.  Anane S, Ben Ayed N, Malek I, et al. Keratomycosis in the area of Tunis: Epidemiological data, diagnostic and therapeutic modalities. Ann Biol Clin 2010;68:4:441‐47. 2.  Prajna NV, Mascarenhas J, Krishnan T, et al. Comparison of natamycin and voriconazole for the treatment of fungal keratitis. Arch Ophthalmol 2010;128:6:672‐78.

Clinical Pearls

A corneal infiltrate without overlying epithelial staining, is likely NOT infectious keratitis

Clinical Pearls

A corneal infiltrate without overlying epithelial staining, is likely NOT infectious keratitis

Aggressive use of a strong antibiotic is necessary with infectious keratitis

Clinical Pearls

A corneal infiltrate without overlying epithelial staining, is likely NOT infectious keratitis

Aggressive use of a strong bactericidal antibiotic is necessary with infectious keratitis

Steroids will be most beneficial while the ulcer bed is still open

Clinical Pearls

A corneal infiltrate without overlying epithelial staining, is likely NOT infectious keratitis

Aggressive use of a strong bactericidal antibiotic is necessary with infectious keratitis

Steroids will be most beneficial while the ulcer bed is still open

Steroids will reduce inflammation, speed healing, and reduce the potential of corneal scarring

Thank You

justin.schweitzer@vancethompsonvision.com