Kaiserschnitt und Frühgeburt fördern Antibiotikaresistenzen bei Säuglingen

Forschungsergebnisse, die auf dem diesjährigen Kongress der European Society of Clinical Microbiology and Infectious Diseases (ESCMID) in Barcelona, Spanien, vorgestellt werden, zeigen, dass Kaiserschnitte und der Einsatz von Antibiotika für den Anstieg der Antibiotikaresistenzgene bei Säuglingen verantwortlich sind. 

Die Studie von Forschern der norwegischen Universität UiT The Artic University in Tromsø unterstreicht den dringenden Bedarf an mehr Forschung über gezielte Maßnahmen zur Verringerung der Antibiotikaresistenz bei Säuglingen. Sie spekulieren, dass beispielsweise Probiotika die Häufigkeit von Antibiotikaresistenzgenen verringern könnten und weitere Untersuchungen verdient hätten.

Die Antibiotikaresistenz (AR) ist ein globaler Gesundheitsnotstand. An arzneimittelresistenten Infektionen sterben weltweit mehr als 1,27 Millionen Menschen pro Jahr. Werden keine Gegenmaßnahmen ergriffen, könnte sich die AR bis zum Jahr 2050 zur häufigsten Todesursache weltweit entwickeln, und es wird prognostiziert, dass dann weltweit 10 Millionen Menschen daran sterben werden.

Wie kommt es zu Antibiotikaresistenzen bei Darmmikrobiota von Säuglingen?

Säuglinge sind aufgrund ihres unreifen Immunsystems sehr anfällig für Infektionen. Gleichzeitig ist ihre Darmmikrobiota voller unterschiedlicher Bakterien, von denen viele gegen eine breite Palette von Antibiotika resistent sind, selbst wenn sie keine Antibiotika erhalten haben. Das Darmresistom – eine Sammlung von antibiotikaresistenten Genen (ARG), die in den Genomen der Darmmikroben von Säuglingen enthalten sind – entwickelt sich, wenn die Mikroben unmittelbar nach der Geburt den Darm überschwemmen, und ist ein wichtiges Teil des AR-Puzzles.

Das Darmmobilom – die Ansammlung verschiedener mobiler genetischer Elemente (MGE) im Darm – spielt eine Schlüsselrolle bei der Verbreitung von ARG. Bakterien tauschen genetisches Material wie ARG durch horizontalen Gentransfer aus. Da sich so viele Bakterien auf engem Raum befinden, bietet der Darm ideale Bedingungen für diesen Austausch von ARG.

Während viele Darmbakterien, die ARG beherbergen, keine Gesundheitsgefahr darstellen, werden einige ARG auch von Mikroben mit pathogenem Potenzial erworben, was schwerwiegende Folgen sowohl für den einzelnen Patienten als auch für die Gesellschaft hat.

Das Verständnis der Faktoren, die die Entwicklung des Resistoms und Mobiloms des Säuglingsdarms beeinflussen, ist daher von entscheidender Bedeutung für die Entwicklung von Strategien zur Eindämmung der AR-Prävalenz.

Geburtsmodus beeinflusst das Darmmikrobiom

Mehrere frühere klinische Studien haben wichtige, aber bruchstückhafte Einblicke in das Darmresistom geliefert, aber ihre kleinen Stichprobengrößen und inhärenten Verzerrungen (z. B. Selektionsverzerrungen und Confounding) schränken die Verallgemeinerbarkeit der Ergebnisse ein.

Um diese Einschränkungen zu überwinden, führten die Forscher eine Meta-Analyse von Säuglingskohorten auf der Grundlage von Metagenomik-Daten aus 14 Studien aus zehn Ländern und drei Kontinenten durch.

Sie untersuchten, inwieweit der Einsatz von Antibiotika, der Geburtsmodus, die Frühgeburtlichkeit, die Fütterungspraktiken und die geografische Lage die Häufigkeit und Vielfalt von ARG und MGE in 3981 Fäkalproben aus dem Darm von 1275 Säuglingen beeinflussen. Um das Mikrobiom der Säuglinge zu verfolgen, wurden die Stuhlproben der Säuglinge bis zum Alter von 14 Monaten trajektorisch entnommen.

Die Forscher nutzten veröffentlichte Shotgun-Metagenome (ungezielte genetische Sequenzierung aller im Darm lebenden Bakterien), um die Zusammenhänge zwischen der Vielfalt und der Belastung durch ARG und MGE und dem Antibiotikaeinsatz, dem Geburtsmodus, der Frühgeburtlichkeit, den Fütterungspraktiken und der Geografie zu untersuchen und um festzustellen, welche Bakterienarten die Hauptwirte von ARG im Darm der Säuglinge sind.

Insgesamt ergaben die Analysen, dass der Einsatz von Antibiotika, die Entbindung per Kaiserschnitt und die Frühgeburtlichkeit signifikant mit einer geringeren Vielfalt an nützlichen Darmmikroben verbunden war als bei vaginal geborenen Säuglingen, die keine Antibiotika erhielten. Andererseits war eine vaginale Geburt im Vergleich zu einem Kaiserschnitt mit einer geringeren Abundanz, aber einer größeren Vielfalt an ARG verbunden.

„Vaginal geborene Säuglinge sind mehr Vaginal- und Darmbakterien ausgesetzt als per Kaiserschnitt geborene Babys, die hauptsächlich Hautbakterien ausgesetzt sind“, erklärte der Hauptautor Ahmed Bargheet. „Da die Zahl der Bakterien mit der Ansammlung von antibiotikaresistenten Genen im Darm korreliert, ist eine höhere Vielfalt an antibiotikaresistenten Genen bei vaginal geborenen Säuglingen zu erwarten. Das Vorhandensein höherer Mengen bestimmter kommensaler Bakterien – die ihren Wirt mit essenziellen Nährstoffen versorgen und ihn gegen opportunistische Krankheitserreger verteidigen – bei vaginal geborenen Säuglingen kann jedoch pathogene Bakterien (die wahrscheinlich eine größere Menge an antibiotikaresistenten Genen tragen) unterdrücken und damit die Gesamtmenge verringern“, erklärte Bargheet weiter.

Wie erwartet, ergab die Analyse, dass der Einsatz von Antibiotika mit einer höheren ARG- und MGE-Häufigkeit verbunden war. Der Antibiotikaeinsatz hatte jedoch keinen signifikanten Einfluss auf die Vielfalt der ARG.

Überraschenderweise zeigten ausschließlich gestillte Säuglinge keine signifikanten Auswirkungen auf die ARG-Vielfalt oder -Häufigkeit.

Unkontrollierter Zugang zu Antibiotika verschlimmert Resistenzsituation

Insgesamt entdeckten die Forscher 199 ARG, die eine Resistenz gegen klinisch relevante Antibiotika verleihen und deren Vielfalt in den ersten zwei Lebensjahren mit dem Alter zunahm. „Die Vielfalt der ARG nahm mit der Zeit zu und spiegelte die Vielfalt der Bakterien wider. Die Häufigkeit der ARG nahm jedoch im Laufe der Zeit ab, was möglicherweise auf eine Verringerung der Häufigkeit von pathogenen Bakterien wie Escherichia coli zurückzuführen ist“, erklärte Bargheet.

Interessanterweise wiesen zwei afrikanische Kohorten (aus Simbabwe und Südafrika) eine statistisch signifikante und höhere ARG- und MGE-Häufigkeit auf als die europäischen Kohorten. „Es ist möglich, dass Simbabwe und Südafrika in ihren Säuglingskohorten mehr Antibiotika verwendet haben als die Europäer“, sagte Bargheet. „In Simbabwe ist die Regulierung und Kontrolle von Antibiotika nicht so streng wie in einigen Regionen Europas, was dazu führt, dass Antibiotika oft rezeptfrei gekauft werden können, was die antimikrobielle Resistenz möglicherweise verschlimmert.“

Die Autoren bestätigten ferner, dass E. coli der Hauptwirt für ARG im Darm von Säuglingen ist. Besorgniserregend sei außerdem, dass fast die Hälfte der ARG mit Plasmiden kolokalisiert ist, was eine effiziente Übertragung zwischen Bakterien ermöglicht. Außerdem wurde festgestellt, dass die Vielfalt der E.-coli-Stämme während des Stillens abnimmt, mit zunehmendem Alter jedoch zunimmt. Interessanterweise hatte der Einsatz von Antibiotika keinen signifikanten Einfluss auf die Vielfalt der E.-coli-Stämme.

„Unsere Metaanalyse der verfügbaren Daten zeigt eindeutig, dass Kaiserschnittentbindung, Antibiotikaeinsatz und Frühgeburtlichkeit eine unterschätzte Rolle bei der Antibiotikaresistenz bei Säuglingen spielen, da sie das Resistom und Mobilom im frühen Leben verändern, was zu einer erhöhten Übertragung von Antibiotikaresistenzgenen und mobilen genetischen Elementen im Darm führt“, erklärte Bargheet.

„Dies hat wichtige Auswirkungen auf die Antibiotikaresistenzkrise. Indem wir Einblick in diese Faktoren gewinnen, wollen wir gezielte Maßnahmen wie Probiotika entwickeln, die die Zahl der durch Antibiotikaresistenzen verursachten Todesfälle erheblich reduzieren könnten. Diese Forschung befasst sich nicht nur mit einem dringenden globalen Gesundheitsproblem, sondern schafft auch die Voraussetzungen für einen Durchbruch in der medizinischen Behandlung und Infektionskontrolle. Wir konzentrieren uns weiterhin darauf, diese Erkenntnisse in umsetzbare Strategien zu verwandeln, die Leben retten und die Ausbreitung resistenter Infektionen eindämmen können.“

Trotz der wichtigen Ergebnisse weisen die Autoren auf mehrere Einschränkungen hin, darunter die Tatsache, dass die Auswirkungen von Krankenhausaufenthalten und anderen klinischen Variablen in dieser Analyse aufgrund mangelnder Daten nicht untersucht werden konnten.