Metaanalyse enthüllt Treiber der Antibiotikaresistenz bei Säuglingen

Eine Metaanalyse genetischer Studien, in denen die Mikrobiota (Bakterien im Darm) von 1.275 Säuglingen aus 10 Ländern analysiert wurden, kommt zu dem Ergebnis, dass Kaiserschnitt und der Einsatz von Antibiotika den Anstieg der Antibiotikaresistenz-Gene bei Säuglingen vorantreiben ESCMID Global Congress (ehemals ECCMID) in Barcelona, ​​Spanien (27.-30. April).

Die Studie von Forschern der UiT The Artic University of Norway unterstreicht den dringenden Bedarf an mehr Forschung zu gezielten Interventionen zur Reduzierung der Antibiotikaresistenz bei Säuglingen. Sie spekulieren, dass Probiotika beispielsweise die Häufigkeit von Antibiotikaresistenzgenen verringern könnten und weitere Untersuchungen wert seien.

Antibiotikaresistenzen (AMR) sind ein globaler Gesundheitsnotstand. Weltweit sterben jedes Jahr mehr als 1,27 Millionen Menschen an arzneimittelresistenten Infektionen. Wenn keine Maßnahmen ergriffen werden, könnte die antimikrobielle Resistenz bis 2050 Krebs als weltweit häufigste Todesursache überholen und Schätzungen zufolge weltweit 10 Millionen Menschen töten.

Aufgrund ihres unausgereiften Immunsystems sind Säuglinge sehr anfällig für Infektionen. Gleichzeitig ist ihre Darmmikrobiota voller vielfältiger Bakterien, von denen viele Resistenzen gegen ein breites Spektrum an Antibiotika aufweisen, selbst wenn sie nicht mit Antibiotika in Berührung kommen. Das Darmresistom – die Ansammlung antibiotikaresistenter Gene (ARGs), die in den Genomen der Darmmikroben von Säuglingen stecken – entsteht, wenn Mikroben den Darm unmittelbar nach der Geburt überschwemmen, und ist ein wichtiger Teil des AMR-Puzzles.

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

Während viele Darmbakterien, die ARGs beherbergen, keine Gefahr für die Gesundheit darstellen, werden einige ARGs von Mikroben mit pathogenem Potenzial erworben. Wenn diese Gene auf einen Krankheitserreger übertragen werden, hat dies schwerwiegende Folgen sowohl für den einzelnen Patienten als auch für die Gesellschaft.

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

Mehrere frühere klinische Studien haben wichtige, aber fragmentierte Einblicke in das Darmresistom geliefert, aber ihre geringen Stichprobengrößen und inhärenten Verzerrungen (z. B. Selektionsverzerrung und Verwirrung) schränken die Generalisierbarkeit der Ergebnisse ein.

Um diese Einschränkungen zu überwinden, führten die Forscher eine Metaanalyse von Säuglingskohorten durch, die auf Metagenomikdaten aus 14 Studien in 10 Ländern und drei Kontinenten basierte.

Sie untersuchten, inwieweit der Einsatz von Antibiotika, der Geburtsmodus, die Frühgeburt, die Ernährungspraktiken und die Geographie die Häufigkeit und Vielfalt von ARGs und MGEs in 3.981 Stuhlproben des Darmmetagenoms von 1.275 Säuglingen beeinflussten. Um das Mikrobiom der Säuglinge zu verfolgen, wurden bis zum Alter von 14 Monaten Längsschnittproben vom Stuhl der Säuglinge genommen.

Die Forscher verwendeten veröffentlichte Shotgun-Metagenome (ungezielte genetische Sequenzierung aller im Darm lebenden Bakterien), um die Zusammenhänge zwischen der Vielfalt und Belastung von ARGs und MGEs und dem Einsatz von Antibiotika, dem Geburtsmodus, der Frühgeburt, den Ernährungspraktiken und der Geographie zu untersuchen und zu identifizieren Welche Bakterienarten sind die Hauptwirte von ARGs im Darm von Säuglingen?

Insgesamt ergaben die Analysen, dass der Einsatz von Antibiotika, Kaiserschnitt-Entbindungen und Frühgeburten im Vergleich zu reif geborenen, vaginal geborenen Säuglingen, die keinen Antibiotika ausgesetzt waren, signifikant mit einer verringerten Diversität nützlicher Darmmikroben verbunden waren.

Andererseits war die vaginale Geburt im Vergleich zur Kaiserschnittgeburt mit einer geringeren Häufigkeit, aber einer größeren Diversität der ARGs verbunden.

Vaginal geborene Säuglinge sind mehr Vaginal- und Darmbakterien ausgesetzt als im Kaiserschnitt geborene Säuglinge, die hauptsächlich Hautbakterien ausgesetzt sind. Da Bakterien mit der Ansammlung antibiotikaresistenter Gene im Darm korrelieren, wird eine höhere Diversität antibiotikaresistenter Gene bei vaginal geborenen Säuglingen erwartet. Allerdings kann das Vorhandensein höherer Konzentrationen bestimmter Kommensalbakterien – die ihren Wirt mit essentiellen Nährstoffen versorgen und dabei helfen, ihn gegen opportunistische Krankheitserreger zu verteidigen – bei vaginal geborenen Säuglingen die Unterdrückung pathogener Bakterien (die wahrscheinlich eine größere Menge an Antibiotika enthalten) hervorrufen. resistente Gene), wodurch die Gesamthäufigkeit verringert wird.

Ahmed Bargheet, Hauptautor von UiT The Artic University of Norway

Wie erwartet ergaben die Analysen, dass der Einsatz von Antibiotika mit einer höheren ARG- und MGE-Häufigkeit verbunden war. Der Einsatz von Antibiotika hatte jedoch keinen signifikanten Einfluss auf die Diversität der ARGs.

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

Wichtig ist, dass die Forscher 199 klinisch relevante ARGs (die Resistenzen gegen klinisch relevante Antibiotika verleihen) entdeckten, deren Vielfalt mit zunehmendem Alter in den ersten beiden Lebensjahren zunahm. „Die Diversität der ARGs nahm im Laufe der Zeit zu und spiegelte damit die Diversität der Bakterien wider. Allerdings nahm die Häufigkeit der ARGs im Laufe der Zeit ab, möglicherweise aufgrund einer Verringerung der Häufigkeit pathogener Bakterien wie z Escherichia coli„, sagt Bargheet.

Interessanterweise hatten zwei afrikanische Kohorten (aus Simbabwe und Südafrika) im Vergleich zu den europäischen Kohorten eine statistisch signifikante und höhere ARG- und MGE-Häufigkeit. „Es ist möglich, dass Simbabwe und Südafrika in ihren Säuglingskohorten mehr Antibiotika verwendeten als die Europäer“, sagt 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 und ohne Rezept gekauft werden können, was möglicherweise die Antibiotikaresistenz verschärft.“

Die Autoren bestätigten dies weiter E coli als Hauptwirt von ARGs im Darm von Säuglingen. Besorgniserregend ist, dass fast die Hälfte der ARGs zusammen mit Plasmiden lokalisiert ist, was einen effizienten Transfer zwischen Bakterien ermöglicht. Außerdem, E coli Es wurde festgestellt, dass die Stammvielfalt während des Stillens abnimmt, mit zunehmendem Alter jedoch zunimmt. Interessanterweise hatte der Einsatz von Antibiotika keinen signifikanten Einfluss auf die Erkrankung E coli Sortenvielfalt.

„Unsere Metaanalyse der verfügbaren Beweise zeigt deutlich, dass die Geburt per Kaiserschnitt, der Einsatz von Antibiotika und die Frühgeburt eine unterschätzte Rolle bei der Antibiotikaresistenz bei Säuglingen spielen, indem sie das Resistom und Mobilom im frühen Leben verändern, was zu einem erhöhten Darmtransport von Antibiotikaresistenzgenen führt.“ mobile genetische Elemente“, sagt Bargheet.

„Dies hat wichtige Auswirkungen auf die Krise der Antibiotikaresistenz. Indem wir Erkenntnisse über diese Faktoren gewinnen, wollen wir gezielte Interventionen wie Probiotika entwickeln, die die Zahl der durch Antibiotikaresistenzen verursachten Todesfälle erheblich reduzieren könnten. Diese Forschung befasst sich nicht nur mit einer drängenden globalen Gesundheitsherausforderung.“ Aber auch in Zukunft liegt unser Fokus darauf, diese Erkenntnisse in umsetzbare Strategien umzusetzen, die Leben retten und die Ausbreitung resistenter Infektionen eindämmen können.

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

Quellen: