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Beurteilung der Stabilität und der Fluktuationen von kultivierten Bakteriengemeinschaften der unteren Atemwege bei Menschen mit Mukoviszidose

Die europäische CF-Gesellschaft ECFS veröffentlicht monatlich die wichtigsten News aus der Fachzeitschrift "Journal of Cystic Fibrosis" (JCF). Die Artikel sind auf die wichtigsten Fragen fokussiert und werden in verständlicher (englischer) Sprache dargestellt. Wir stellen Ihnen hier eine Übersetzung der News zur Verfügung.

ASSESSMENT OF STABILITY AND FLUCTUATIONS OF CULTURED LOWER AIRWAY BACTERIAL COMMUNITIES IN PEOPLE WITH CYSTIC FIBROSIS

Autoren 

Laura J. Sherrarda (1), Gisli G. Einarsson (b,1), Elinor Johnston (b), Katherine O’Neill (b), Leanne McIlreavey (b), Stephanie J. McGrath (a), Deirdre F. Gilpin (a), Damian G. Downey (b,c), Alastair Reid (c), Noel G. McElvaney (d), Richard C. Boucher (e), Marianne S. Muhlebach (e,f), J. Stuart Elborn (b,g,2), Michael M. Tunney (a,2)

(a) Halo ResearchGroup, School of Pharmacy, Queen’s University Belfast, Belfast, UK.
(b) Halo ResearchGroup, Centre for Experimental Medicine, Queen's University Belfast, Belfast, UK.
(c) Belfast Health and Social Care Trust, Belfast, UK.
(d) Respiratory Research Division, Department of Medicine, Royal College of Surgeons in Ireland, Education and Research Centre, Beaumont Hospital, Dublin, Ireland.
(e) Marsico Lung Institute, University of North Carolina at Chapel Hill, Chapel Hill, North Carolina, USA.
(f) Department of Pediatrics, University of North Carolina at Chapel Hill, Chapel Hill, North Carolina, USA.
(g) Imperial College and Royal Brompton Hospital and Harefield NHS Foundation Trust, London, UK.

(1) LJS and GGE are joint first authors on this paper
(2) JSE and MMT are joint senior authors on this paper

Was war Ihre wissenschaftliche Fragestellung?

Wir wollten prüfen, ob (1) die Menge und die Anzahl verschiedener Bakterientypen im Sputum (z.B. die Bakteriengemeinschaft der Atemwege) sich bei Menschen mit stabilem Krankheitsverlauf und bei Menschen, die aufgrund einer Exazerbation (Verschlimmerung der Krankheit) behandelt werden, sich im Laufe der Zeit verändern und (2) ob die Bakteriengemeinschaft der Atemwege eine Vorhersage darüner treffen kann, ob eine Exazerbation bei einer Person in Zukunft wahrscheinlich ist. 

Warum ist das wichtig?

Im Sputum ist eine große Anzahl an Bakterien zu finden. Mikrobiologische Laboratorien von Krankenhäusern betrachten aber normalerweise das Wachstum der Bakterien, die als Auslöser für Krankheiten bekannt sind (z.B. Pseudomonas aeruginosa). Diese Informationen werden von Ärzten für klinische Entscheidungen herangezogen. Die Forschung empfiehlt eine Beobachtung aller Bakterien in der Atemwegsgemeinschaft, um besser zu verstehen, wie die Lungenkrankheit fortschreitet. Die meisten Studien basieren eher auf bakterieller DNA, die aus dem Sputum isoliert wurde, als auf Bakterien, die im Labor angezüchtet wurden. In diesem Ansatz kann die Menge an verschiedenen Bakterientypen nicht genau bestimmt werden und tote Bakterien können mit in die Analyse eingehen. Um diese Einschränkungen zu überwinden, kann eine Vielfalt verschiedener Wachstumsbedingungen im Labor genutzt werden, um die Menge an lebenden Bakterien genauer zu bestimmen. Es ist unklar, ob diese Art der Sputum-Analyse für die klinischen Entscheidungen der Ärzte nützlich ist.  

Wie sind Sie vorgegangen? 

Wir haben 80 Personen mit Mukoviszidose herangezogen und die Teilnehmer gebeten, bis zu vier Mal hintereinander eine Sputum Probe zur Verfügung zu stellen. Das beinhaltete ambulante Termine und Krankenhausaufenthalte aufgrund einer Behandlung bei Exazerbation. Alle Sputum-Proben wurden an das Forschungslabor weitergeleitet, wo die Bakterien unter verschiedenen Konditionen gezüchtet wurden, z.B. mit unterschiedlichen Arten von Nährböden und atmosphärischen Bedingungen. Dann wurde die Menge von jedem Bakterientyp in jeder Probe herausgearbeitet, um Informationen über die lebende Bakteriengemeinschaft der Atemwege zur Verfügung stellen zu können. 

Was haben Sie herausgefunden?

Von 199 Sputum-Proben wurden verschiedene Bakterien angezüchtet. 25 Teilnehmer stellten mindestens drei aufeinanderfolgende Sputum-Proben während der Studie zur Verfügung: 18 davon hatten einen stabilen Krankheitsverlauf; sieben davon wurden aufgrund einer Exazerbation behandelt. Diese Teilnehmer hatten ihre eigene individuelle Bakteriengemeinschaft der Atemwege. Die Bakteriengemeinschaft war bei den Personen mit stabilem Krankheitsverlauf über die Zeit ähnlicher als bei den Personen mit einer Exazerbation. In der Exazerbations-Gruppe wurden während der Behandlung Schwankungen festgestellt. Zusätzlich konnte die Bakteriengemeinschaft der Atemwege von 52 Teilnehmern zu Beginn der Studie nicht vorhersagen, ob eine zukünftige Exazerbation wahrscheinlich ist. 

Was bedeutet das, und warum muss man bei der Bewertung der Ergebnisse vorsichtig sein?

Die Art der Sputum-Analyse gibt ein detailliertes Bild der lebenden Bakteriengemeinschaft der Atemwege. Da Forscher die Bakteriengemeinschaft der Atemwege nicht für zukünftige Prognosen bzgl. einer Exazerbation verwenden konnten, könnte der prognostische Nutzen für die klinische Praxis eingeschränkt sein. Die Studie ist durch die kleine Anzahl der teilnehmenden Personen limitiert und dadurch, dass die meisten Teilnehmer erwachsen und chronisch mit CF-Keimen infiziert waren. Die Ergebnisse könnten daher für Personen ohne chronische Infektion oder für jüngere Menschen anders ausfallen. Zusätzlich haben die Laborkonditionen es möglicherweise nicht allen Bakterientypen ermöglicht, zu wachsen. 

Wie geht es weiter?

Weitere Studien könnten herausfinden, ob diese Art der Sputum-Analyse für die Nachverfolgung des Krankheitsfortschreitens oder bei der Auswahl von Antibiotika verwendet werden können. 

Quellen

Übersetzung von Nora Benedix und Dr. Uta Düesberg, 21.08.2019