Geringe Pilz-Diversität in der Lunge erhöht Risiko bei ARDS

Über die mikrobielle Besiedelung der Lunge ist aktuell noch deutlich weniger bekannt als zum Beispiel über das Mikrobiom des Darms. Durch den Kontakt mit der Atemluft kommt die Lunge auch beständig in den Kontakt mit Pilzen. Einige bleiben permanent in den Atemwegen und spielen dort offenbar eine wichtige Rolle.

Akutes Atemversagen („acute respiratory distress syndrome“ - ARDS) erfordert bei Patienten mit Covid-19 und anderen schweren Erkrankungen der Lunge nicht selten invasive Beatmung und ist auch unter optimalen Bedingungen mit einer erheblichen Mortalität assoziiert. Die gilt insbesondere bei älteren Patienten und Patienten mit Komorbiditäten. Eine im Rahmen des ERS-Kongresses vorgestellte Studie hat nun einen weiteren Risikofaktor für einen ungünstigen Verlauf eines ARDS aufgedeckt: ein verarmtes Mikrobiom in der Lunge, konkret eine geringere Diversität der Besiedelung mit Pilzen. Damit ist die an der University of Pittsburgh, USA, nun vorgestellte Arbeit auch insofern ungewöhnlich, als sie sich als eine der ersten mit der Rolle von Pilzen im menschlichen Mikrobiom beschäftigt, während der Schwerpunkt sonst auf Bakterien und Viren liegt.¹ Dies habe auch technische Gründe, so Studienautorin Noel Britton, Dissertantin in Pittsburgh, da Pilze physiologischerweise in deutlich geringerer Zahl vorliegen als Bakterien und es daher bei der Extraktion Probleme gäbe. Diesbezüglich ist auch die Lunge ein problematisches Organ, als sie generell viel dünner mikrobiell besiedelt ist als beispielsweise der Darm – dabei aber keineswegs steril, wie man noch vor wenigen Jahren dachte. Vor diesem Hintergrund kann es schwierig sein, ein auf einen Pilz hindeutendes Signal von einer Verunreinigung aus dem Labor zu unterscheiden.

Hintergrund der aktuellen Forschung sind die vielen offenen Fragen rund um die im Rahmen des ARDS ablaufenden inflammatorischen Prozessen, bei denen eine Interaktion mit dem Mikrobiom naheliegend ist.

In die Studie wurden 202 invasiv beatmete Patienten zwischen Oktober 2011 and September 2019 eingeschlossen, von denen 21% unter einem ARDS litten und die übrigen ein hohes Risiko hatten, ein ARDS zu entwickeln. Von diesen Patienten wurden innerhalb von 48 Stunden nach der Intubation endotracheale Aspirate (ETA) entnommen. Aus diesen Proben wurde zunächst DNA isoliert und anschliessend mittels Next Generation Sequencing auf typische Pilz-Sequenzen untersucht. Ziel war nicht die Identifikation bestimmter Spezies oder Gattungen, sondern eine Quantifizierung der Diversität der Besiedelung. Diese erwies sich generell als relativ gering, dabei jedoch als besonders gering bei Patienten mir ARDS. Auch taxonomische Abweichungen fielen auf. So waren bei Patienten mit ARDS Candida dubliniensis und Candida tropicalis in geringerem Mass vorhanden als bei den Kontrollen.

Geringe Diversität war einerseits mit ARDS, darüber hinaus aber in mehrfacher Hinsicht mit ungünstigem Outcome assoziiert. Schock, Sepsis und ein höherer („sequential organ failure assessment“) SOFA-Score waren ebenso mit geringer Diversität assoziiert wie eine höhere Wahrscheinlichkeit eines Lungenschadens (höherer „Lung injury prediction score“ – LIPS) und erhöhtes Pentraxin-3, ein Biomarker für Entzündung und Schwere der Erkrankung. Geringere Diversität des Pilz-Mikrobioms war auch mit weniger beatmungsfreien Tagen sowie einer höheren Mortalität im Krankenhaus sowohl nach 30 als auch nach 90 Tagen assoziiert. In die Studie waren keine Patienten mit Covid-19-Erkrankung eingeschlossen. Dies ist nun in einem weiteren Schritt geplant.

Prof. Dr. Tobias Welte von der Universität Hannover bezeichnete die Ergebnisse als faszinierend. Es sei zu früh, um sagen zu können, was sie letztlich für Patienten und Behandler bedeuten, doch könnten sich daraus in der Zukunft neue diagnostische und therapeutische Optionen ergeben.