Lungenmikrobiom kann helfen, Outcomes auf der Intensivstation vorherzusagen

Veränderungen des Lungenmikrobioms können dabei helfen, vorherzusagen, wie gut schwer erkrankte, mechanisch beatmete Patienten auf eine intensivmedizinische Versorgung ansprechen. Das berichten die Autoren einer neuen Studie.

In der Untersuchung der Wissenschaftler hatten Patienten, die einen Tag nach der Aufnahme auf die Intensivstation eine höhere bakterielle Last in der Lunge aufwiesen, weniger beatmungsfreie Tage. Dieser Effekt, so unterstreichen die Wissenschaftler, habe sich nicht durch das Ausmaß der intensivmedizinisch behandelten Erkrankung oder das Vorliegen einer Pneumonie erklären lassen.

Die Identität der Lungenmikrobiota ließ ebenso Rückschlüsse auf die Patienten-Outcomes auf der Intensivstation zu. Zwei Bakterien, die normalerweise im Darm vorkommen – Lachnospiraceae und Enterobacteriaceae spp. – waren im Lungenmikrobiom von Patienten mit schlechteren Outcomes auf der Intensivstation häufig. Das Vorhandensein von Enterobacteriaceae spp. im Lungenmikrobiom wurde auch mit dem akuten Atemnotsyndrom (ARDS) in Verbindung gebracht.
Ältere Studien des Forscher-Teams hatten ergeben, dass die Immunfunktion von Patienten mit ARDS in hohem Maße variabel ist und dass die Translokation von Darmbakterien in die Lunge eine Rolle bei der Entwicklung von ARDS spielen könnte. In einer anderen älteren Studie konnten die Forscher zeigen, dass das Lungenmikrobiom bei Patienten mit idiopathischer Lungenfibrose (IPF) ebenfalls Rückschlüsse auf die klinischen Outcomes zulässt.

„Wir wussten bereits, dass Lungenmikrobiota bei schwerkranken Patienten verändert sind und dass diese Störung mit einer veränderten Lungenimmunität assoziiert ist“, erklärt Hauptautor Dr. Robert Dickson, Assistenzprofessor für Pneumologie und Intensivmedizin sowie für Mikrobiologie und Immunologie an der Universität Michigan. „Die aktuelle Studie zeigt, dass diese Störung der Lungenmikrobiota klinisch bedeutsam ist. Bei ansonsten vergleichbaren Patienten helfen Unterschiede im Lungenmikrobiom zu erklären, wer sich erholt und wer nicht.“

In ihrer Studie an 91 kritisch kranken Patienten rechneten die Forscher den Schweregrad der Erkrankung mit ein sowie ob der Patient an einer Pneumonie litt, da dieser Umstand die bakterielle Last in der Lunge erhöht. Nach Berücksichtigung dieser Faktoren blieben die Zusammenhänge zwischen beatmungsfreien Tagen und der Bakterienlast sowie dem Nachweis von Darm-assoziierten Bakterien im Lungenmikrobiom bestehen. Die Forscher fühlen sich in der Annahme bestätigt, dass das Lungenmikrobiom ein neues Ziel für die Prävention und Therapie intensivmedizinisch zu versorgender Erkrankungen darstellen könnte.

„Das Mikrobiom ist etwas, das wir im Gegensatz zu anderen Risikofaktoren auf der Intensivstation möglicherweise manipulieren können“, betont Seniorautor Dr. Lieuwe Bos, der auf den Gebieten Pneumologie und Intensivmedizin forscht und am Amsterdam University Medical Center seine Weiterbildung zum Lungenfacharzt absolviert. „Wir haben auf die Gene unserer Patienten oder ihre chronischen Erkrankungen keinen Einfluss, können aber möglicherweise Mikrobiota ihres Körpers verändern.“

Zu den Einschränkungen der Studie gehört die Tatsache, dass die Autoren Medikamente wie Antibiotika, die die Patienten unter Umständen vor der Aufnahme auf die Intensivstation erhalten hatten, nicht berücksichtigen konnten. Zudem war es den Forschern nicht möglich zu bestimmen, ob die Darm-assoziierten Bakterien, die sich im Mikrobiom einiger Patienten fanden, aus dem unteren Gastrointestinaltrakt in die Lunge eingewandert waren oder ob sie sich aufgrund von Aspiration dort befanden.

Der nächste Schritt werde nun sein herauszufinden, ob eine Modifizierung der Bakterien in der Lunge Einfluss auf die Patienten-Outcomes auf der Intensivstation hat, erklären die Wissenschaftler. Dafür seien sowohl prospektive Studien am Menschen als auch Tiermodelle erforderlich. „Die Outcomes auf der Intensivstation vorhersagen zu können, ist wichtig, aber was wir eigentlich wollen ist ein Ziel für die Therapie“, sagt Dickson. „Wir müssen herausfinden, ob das Lungenmikrobiom etwas ist, das wir modifizieren können, entweder um Lungenschäden vorzubeugen oder um sie rascher beheben zu können.“

ARDS sei eine heterogene Erkrankung, formuliert Bos als Botschaft dieser aktuellen Studie und der älteren Studie der Forscher zur Immunfunktion bei ARDS-Patienten. „Die Lungen von ARDS-Patienten sind nicht alle gleich“, betont er. „Wenn wir wissen, dass sich die Immunfunktion und das Mikrobiom bei diesen Patienten unterscheiden, können wir die Outcomes unserer Patienten möglicherweise nicht nur vorhersagen, sondern auch zum Besseren wenden.“

„Diese Studie trägt zu der wachsenden Erkenntnis bei, dass das Lungenmikrobiom eine Schlüsselrolle bei Lungenerkrankungen spielt“, ergänzt Dr. James Kiley, Leiter der Abteilung für Lungenerkrankungen am National Heart, Lung und Blood Institute, einem Teil der National Institutes of Health. „Es ist wichtig, dass wir weiterhin das Mikrobiom und andere Faktoren untersuchen, die zu Lungenerkrankungen und klinischen Outcomes beitragen.“