Wirkung der intrapartalen Antibiotikaprophylaxe (IAP) auf die Entwicklung der neonatalen Darmmikrobiota. (MICROBIOTA-SO)

Bei der Geburt wird der Magen-Darm-Trakt (GI) des Neugeborenen schnell von mütterlichen und Umweltbakterien besiedelt; Die ersten Besiedler sind im Allgemeinen Aerobier und fakultative Anaerobier, gefolgt von strikten Anaerobiern (z. Bifidobacterium spp., Bacteroides spp. und Clostridium spp.). Die Zusammensetzung der Darmmikrobiota wird durch mehrere Faktoren beeinflusst, wie z. B. Geburtsmodus, Gestationsalter, mütterliche Darm- und Vaginalmikrobiota, Art der Ernährung, Krankenhausaufenthalt nach der Geburt und Verwendung von Antibiotika und Probiotika.

Die Darmmikrobiota von termingeborenen und ausschließlich gestillten Säuglingen gilt als ideal gesund, mit einer geringen Anzahl von C. difficile und E. coli und einer hohen Anzahl von Bidifobakterien und Laktobazillen, die die Gesundheit des Wirts positiv beeinflussen, indem sie immunkompetente Zellen aktivieren im Magen-Darm-Trakt, Förderung der Produktion von sekretorischem IgA und Erhöhung der bakteriziden Aktivität von Neutrophilen und der zellvermittelten Immunität wie der NK-Zellaktivität.

Streptokokken der Gruppe B (GBS) sind eine der wichtigsten Ursachen für neonatale Infektionen und Sepsis. Vaginal entbundene Säuglinge können GBS während des Geburtsvorgangs aus der mütterlichen Vagina, dem Gebärmutterhals oder dem Rektum erwerben, wo es sich bei etwa 10-20 % der schwangeren Frauen befindet. Seit Mitte der 90er Jahre ist die Inzidenz der früh einsetzenden GBS-Sepsis durch die Einführung des universellen GBS-Screenings während der späten Schwangerschaft und der konsequenten intrapartalen Antibiotikaprophylaxe (IAP) bei GBS-positiven Frauen signifikant reduziert worden.

Jüngste Daten deuten darauf hin, dass der Einsatz von Antibiotika in jungen Jahren die kommensale Darmmikrobiota verändern und dadurch das Gleichgewicht zwischen Gesundheit und Krankheit im späteren Leben beeinträchtigen könnte. Die Wirkung von IAP auf die bakterielle Besiedelung des kindlichen Darms wurde nicht umfassend untersucht. Darüber hinaus stammen die derzeit verfügbaren Daten zu diesem Thema größtenteils aus Studien, die mit kulturbasierten Techniken durchgeführt wurden; genaue kulturbasierte Ergebnisse werden jedoch durch die Auswahl der richtigen Medien, Temperatur, Sauerstoffgehalt und Wachstumszeit beeinflusst, und aus diesem Grund lassen sich nur 10-50 % der gesamten Darmbakterien leicht kultivieren. Molekulare Techniken, die auf der Amplifikation des 16S-ribosomalen bakteriellen RNA-Gens zur Differenzierung prokaryotischer Taxa basieren, wurden kürzlich für die Untersuchung von Darmmikrobiota entwickelt, wodurch eine detailliertere Charakterisierung von Bakteriengemeinschaften als bei Standardkulturen ermöglicht wird.

Wir haben zuvor die Wirkung von IAP in einer relativ kleinen Stichprobe von ausschließlich gestillten termingeborenen Säuglingen, die vaginal entbunden wurden, mittels molekularer Techniken untersucht; nach 7 Lebenstagen gab es mehrere Unterschiede in der Mikrobiota-Zusammensetzung zwischen IAP-exponierten und nicht-exponierten Säuglingen.

Ziel der vorliegenden Arbeit ist es daher, diese Unterschiede genauer zu evaluieren, die Ausgangsstichprobe zu erweitern und Säuglinge bis zum Alter von einem Monat zu verfolgen. Auch der Einfluss der Art der Fütterung auf die Zusammensetzung der Mikrobiota wird untersucht.

In die Studie werden gesunde termingeborene Säuglinge aufgenommen, die vaginal entbunden wurden, deren Geburtsgewicht dem Gestationsalter entspricht und deren Mütter in der 35. bis 37. Schwangerschaftswoche auf GBS untersucht wurden.

Kleinkinder sind ausgeschlossen, wenn:

• Frühgeboren oder klein/groß für das Gestationsalter
• per Kaiserschnitt geboren
• die Mutter hat in den 4 Wochen vor der Geburt ein Antibiotikum erhalten;
• mütterlicher IAP wird aus anderen Gründen als GBS-Positivität durchgeführt (d. h. verlängerter Blasensprung bei GBS-negativen Frauen);
• der mütterliche IAP ist unzureichend;
• mütterliche IAP wird mit anderen Antibiotika als Ampicillin durchgeführt, wie z. B. Erythromycin;
• das Kind hat schwere angeborene Fehlbildungen;
• das Kind Anzeichen einer Infektion entwickelt und/oder nach der Geburt eine antibiotische Behandlung erhalten hat;
• der Säugling unter schwerwiegenden klinischen Bedingungen leidet, die seine Teilnahme an der Studie kontraindizierten.

Säuglinge werden nach GBS-Status und IAP der Mutter in zwei Gruppen eingeteilt:

• IAP-Gruppe: Säuglinge von GBS-positiven Müttern, die eine angemessene IAP erhalten haben. Gemäß dem Institutionellen Behandlungsprotokoll zur GBS-Prophylaxe (abgeleitet von CDC-Richtlinien) wird Ampicillin alle 4 Stunden bis zur Entbindung iv verabreicht (Erstdosis 2 g, Folgedosen jeweils 1 g). IAP gilt als ausreichend, wenn die Mutter vor der Geburt mindestens zwei Dosen Ampicillin erhalten hat.
• Kontrollgruppe: Säuglinge von GBS-negativen Müttern, die vor/bei der Geburt keine Antibiotikabehandlung erhalten.

Die schriftliche Einwilligung nach Aufklärung wird von den Eltern/Erziehungsberechtigten jedes Kindes eingeholt, wenn das Kind aus dem Kindergarten entlassen werden soll (48-72 Lebensstunden). Die Merkmale der Patientinnen, einschließlich Gestationsalter, Geburtsgewicht, Geschlecht und Apgar-Score 1' und 5' nach der Geburt, werden in einem speziellen Fallberichtsformular zusammengefasst.

Zwei Kotproben von jedem Säugling werden während der Nachsorgeuntersuchungen am 7. und 30. Lebenstag entnommen. Bei jedem Besuch werden Informationen über Gewichtszunahme, klinische Zustände, Ernährung und laufende Behandlungen (d. h. Verwendung von Präbiotika, Probiotika, Antibiotika) werden von den Eltern der Säuglinge gesammelt.

Nach der Entnahme werden die Kotproben in nummerierte, sterile Kunststoffbehälter mit Schraubverschluss gefüllt und sofort bei -80 °C eingefroren, bis sie für die bakterielle DNA-Extraktion verarbeitet werden.

Mikrobiologische Analysen werden am Institut für Agrarwissenschaften der Universität Bologna durchgeführt. Untersucher, die die Analysen durchführen, sind blind gegenüber der Gruppenidentität der Säuglinge (IAP oder Kontrollgruppe).

200 Milligramm Fäkalien werden für die bakterielle DNA-Extraktion mit dem QIAamp DNA Stool Mini Kit (QIAGEN, West Sussex, UK) verwendet. Extrahierte DNA wird bei -80 °C gelagert. Die Reinheit und Konzentration der extrahierten DNA werden durch Messung des Absorptionsverhältnisses bei 260 und 280 nm bestimmt (Infinite® 200 PRO NanoQuant, Tecan, Mannedorf, Schweiz).

Die Quantifizierung ausgewählter mikrobieller Gruppen (Lactobacillus spp., Bifidobacterium spp., Bacteroides fragilis) erfolgt mit real-time PCR. Die aus der Amplifikation erhaltenen Daten werden transformiert, um die Anzahl der Bakterienzellen pro Gramm Kot zu erhalten, ausgedrückt als logarithmische koloniebildende Einheit (CFU)/g.

Die erhaltenen Daten werden mit IBM SPSS Statistic Version 20.0.0 (IBM Corporation, IBM Corporation Armonk, New York, USA) analysiert. Baseline-Charakteristika in der IAP- und der Kontrollgruppe werden unter Verwendung des Mann-Whitney-U-Tests bei unabhängigen Stichproben für kontinuierliche Variablen und des Chi-Quadrat-Tests für kategoriale Variablen verglichen. Der Einfluss von IAP auf die Bakterienzahl im Stuhl am 7. und 30. Lebenstag wird unter Verwendung des Mann-Whitney-U-Tests mit unabhängigen Stichproben bewertet. Eine hierarchische multiple Regressionsanalyse wird durchgeführt, um die Wirkung von IAP auf die fäkale Bakterienzahl nach Kontrolle der Art der Säuglingsernährung abzuschätzen (kodiert als binäre kategorische Variable: ausschließliches Stillen vs. jegliche Säuglingsnahrung). Ein p-Wert