[New techniques for quantification of color vision in disorders of cone function : Cambridge color test and photoreceptor-specific temporal contrast sensitivity in patients with heterozygous RP1L1 and RPGR mutations].

BACKGROUND

Inherited retinal diseases with cone dysfunction can be accompanied by severe visual loss and a marked loss of color vision despite relatively normal fundus appearance. Autosomal dominant occult macular dystrophy (RP1L1 gene) and X‑chromosomal retinitis pigmentosa (RPGR gene, including heterozygous female carriers) are important examples. New examination techniques enable quantification of the extent of color vision disturbances.

METHODS

After a thorough clinical examination, color discrimination and cone function were quantified. The Cambridge color test is a computer-based test that generates pseudo-isochromatic plates with Landolt C figures for quantifying color discrimination along several axes in color space. Examination of photorecepor-specific temporal contrast sensitivity is performed by subtle cyclic modulation of the spectral composition of a light stimulus. Molecular diagnostics were carried out by next generation sequencing (NGS)-based targeted gene panel analysis and Sanger sequencing.

RESULTS

Markedly reduced color discrimination as well as reduced photoreceptor-specific temporal contrast sensitivity could be demonstrated in two patients with occult macular dystrophy and two heterozygous female carriers of RPGR mutations.

CONCLUSION

The demonstration of dyschromatopsia is very helpful in the diagnosis of inherited retinal diseases, in addition to modern imaging techniques, such as optical coherence tomography (OCT) and fundus fluorescence. New functional techniques enable quantification of color vision disturbances and could be useful as outcome parameters in clinical trials of new gene and stem cell-based therapies.

ZUSAMMENFASSUNG

HINTERGRUND: Erbliche Netzhauterkrankungen mit Zapfendysfunktion können trotz relativ unauffälligem Fundusbefund ausgeprägte Visusminderung und deutliche Farbsinnstörungen aufweisen. Beispiele hierfür sind die autosomal-dominante okkulte Makuladystrophie (RP1L1-Gen) und die X‑chromosomale Retinitis pigmentosa (RPGR-Gen) – Letztere auch bei heterozygoten, weiblichen Merkmalsträgerinnen (Konduktorinnen). Neue Untersuchungsmethoden erlauben es, das Ausmaß der Farbsinnstörung zu quantifizieren.

METHODEN

Nach einer umfangreichen klinischen Untersuchung führten wir Messungen zur Quantifizierung der Farbdiskriminierung und der Zapfenfunktion durch. Beim Cambridge-Color-Test werden pseudoisochromatische Tafeln mit Landolt-C-Figuren computergesteuert generiert, um die Farbunterscheidungsschwelle entlang mehrerer Achsen im Farbraum zu bestimmen. Bei der Untersuchung der photorezeptorspezifischen zeitlichen Kontrastempfindlichkeit kann durch geschickte zyklische Veränderung der spektralen Zusammensetzung eines Lichtreizes die Kontrastwahrnehmungsschwelle isolierter Photorezeptortypen bestimmt werden. Die molekulargenetische Diagnostik erfolgte mithilfe von Next Generation Sequencing(NGS)-basierter gezielter Genpanelanalyse sowie Sanger-Sequenzierung.

ERGEBNISSE

Bei 2 Patienten mit okkulter Makuladystrophie und 2 heterozygoten Trägerinnen von RPGR-Mutationen zeigten sich eine deutlich verminderte Fähigkeit zur Farbdiskriminierung und eine verminderte photorezeptorspezifische zeitliche Kontrastempfindlichkeit.

DISKUSSION

Bei erblichen Netzhauterkrankungen sind neben den modernen bildgebenden Verfahren (okuläre Kohärenztomographie [OCT] und Fundusautofluoreszenz) auch die sinnesphysiologischen Untersuchungen diagnostisch wegweisend – der Nachweis von Farbsinnstörungen spielt hierbei eine wichtige Rolle. Neuere Methoden erlauben eine Quantifizierung der Farbsinnstörungen und könnten in klinischen Studien zu gen- und stammzellbasierter Therapie zur Messung des Therapieerfolges dienen.