Screening neuer Marker der Darmmikrobiota bei Schlaganfall und Depression: eine Querschnittsstudie

Aufgrund von Umweltveränderungen, der Alterung der Bevölkerung und dem beschleunigten Tempo des gesellschaftlichen Lebens sind zerebrovaskuläre Erkrankungen und psychische Erkrankungen nach und nach zu einer großen Krankheitslast in China geworden. Schlaganfälle sind die zweithäufigste Todesursache weltweit sowie die häufigste Todes- und Invaliditätsursache in China. In den letzten Jahren haben die Prävalenz und Inzidenz von Schlaganfällen in unserem Land deutlich zugenommen. Global Burden of Disease 2017 berichtete über eine Schlaganfallinzidenzrate von 258 (95 %-KI: 234–284) pro 100.000 Personenjahre und eine Sterblichkeitsrate von 88 (95 %-KI: 80–94) pro 100.000 Personenjahre. Depression ist eine der häufigsten psychiatrischen Erkrankungen mit einer Lebenszeitprävalenz von 15–18 %, einer Rezidivrate von etwa 80 % und einem Krankheitsverlauf, der sich mit zunehmendem Erkrankungsalter verschlechtert. Messungen der Weltgesundheitsorganisation zeigen, dass die Krankheitslast durch Depressionen 10 % der Gesamtlast aller Arten von Krankheiten und Behinderungen ausmacht. Die Pathogenese ist noch unbekannt, die Behandlungsmöglichkeiten sind begrenzt und die meisten Patienten leiden lebenslang an wiederkehrenden oder länger anhaltenden Erkrankungen. Die Ätiologie und pathophysiologischen Mechanismen von Schlaganfall und Depression sind weiterhin unbekannt und es fehlen objektive und zuverlässige biologische Diagnosemarker.

Da Forschungsstrategien, die sich auf das Zentralnervensystem konzentrieren, auf Schwierigkeiten stoßen, hat man begonnen, in der Peripherie nach neuen Hinweisen zu suchen. Mit der Weiterentwicklung von Multi-Omics-Studien, die Genom, Transkriptom, Epigenom, Proteom und Metabolomik integrieren, wurde entdeckt, dass die Darmmikrobiota wichtige Rollen bei der Beeinflussung der Funktion und Struktur des Nervensystems spielt, indem sie Metaboliten, das Immunsystem, Neurotransmitter usw. reguliert . Benakis et al. fanden heraus, dass aus dem Darm stammende IL17+γδ-T-Zellen in die Hirnhäute wandern und Verletzungen nach einem Schlaganfall begünstigen. Die Beseitigung der Darmmikrobiota führte zu Veränderungen der Aktivität dendritischer Zellen, einem Anstieg der Treg-Zellen und einem Rückgang der IL17+γδ-T-Zellen, was wiederum Schlaganfallverletzungen linderte. Daher sind T-Lymphozyten, die von der Darmimmunität abhängig sind, stark mit der Schwere des Schlaganfalls verbunden. Frühere Studien haben gezeigt, dass IL-17, das von γδ-T-Zellen in der Hirnhaut produziert wird, ein wichtiger Faktor bei der Auslösung von Angstverhalten ist und dass IFN-γ wichtig für die Aufrechterhaltung der sozialen Bereitschaft ist, wohingegen entzündungsfördernde Faktoren wie IL-1β, IL-6 usw TNF-α, das durch Entzündungsreaktionen produziert wird, korreliert stark mit Depressionen, sodass die T-Zell-Immunität möglicherweise mit Depressionen verbunden ist. Schlaganfall und Depression weisen eine ähnliche Pathogenese und ein ähnliches Krankheitsspektrum auf. Es wurde gezeigt, dass IL-17+γδ-T-Zellen am Verletzungsmechanismus nach einem ischämischen Schlaganfall beteiligt sind; Hohe IL-17-Spiegel werden mit Depressionen in Verbindung gebracht, die eine häufige Komorbidität bei Krankheiten wie den oben genannten sind. Dies legt nahe, dass die relevanten Immunwege, die durch IL-17- und γδ-T-Zellen repräsentiert werden, ein häufiger pathogener Mechanismus für Schlaganfall und Depression sein könnten. Frühere Studien haben auch gezeigt, dass beide Krankheiten eine Anreicherung von Enterobacteriaceae aufweisen. Die in Gut veröffentlichten Ergebnisse des Teams des Antragstellers zeigen, dass ein ischämischer Schlaganfall eine Störung der Darmmikrobiota auslösen kann, die durch eine Überproliferation von Enterobacteriaceae gekennzeichnet ist, und dass die gestörte Mikrobiota weiter zum Fortschreiten von Hirnverletzungen beitragen kann und mit schlechten Schlaganfallergebnissen verbunden ist. Der Mechanismus besteht darin, dass eine durch einen Schlaganfall verursachte Darmischämie zu einem Anstieg der Nitratkonzentration in der Darmschleimschicht führt und es dadurch zu einer Überbevölkerung von Enterobacteriaceae kommt, die einer Nitratatmung unterliegen können. Eine in Clinical Psychology Review veröffentlichte systematische Übersicht fasste 26 Studien, darunter 20 Fall-Kontroll-Studien, zusammen und stellte fest, dass die Darmmikrobiota von Patienten mit Angstzuständen und Depressionen eine Anreicherung entzündungsfördernder Bakterien wie Enterobacteriaceae aufwies. Daher sind Störungen der Darmmikrobiota, die durch Enterobacteriaceae gekennzeichnet sind, alle mit den oben genannten schweren Gehirnerkrankungen verbunden.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass Schlaganfall- und Depressionspatienten gemeinsame und jeweils einzigartige Merkmale der Darmmikrobiota, Metaboliten und Immunfaktoren aufweisen. In dieser Studie beabsichtigen wir, die Schlüsselfaktoren von Darmbakterien zu identifizieren und neue Biomarker bei Schlaganfall und Depression durch eine Querschnittsstudie zu Schlaganfall und Depression unter Einsatz modernster Multi-Omics-Technologie zu identifizieren.