Klinische Studie zur PEG-Darmvorbereitung bei Appendektomie-Patienten

Die menschliche Darmmikrobiota bildet eine der dichtesten mikrobiellen Gemeinschaften der Erde und umfasst eine äußerst vielfältige Ansammlung von Mikroorganismen, die metabolische, immunologische und schützende Funktionen ausüben, die für die menschliche Gesundheit entscheidend sind. Die gastrointestinale Mikrobiota wird von einer Vielzahl von Faktoren beeinflusst, darunter Genetik, physiologischer Status des Wirts (wie Alter, Krankheit und Stress) und Umweltbedingungen wie Lebensumfeld und Medikamenteneinnahme. Unter diesen zahlreichen störenden Faktoren haben iatrogene Eingriffe – insbesondere die für die Darmspiegelung unerlässliche Darmreinigungsprozedur – einen besonders signifikanten Einfluss auf das Darmmikroökosystem.

Die aktuelle Vorbereitung auf die Darmspiegelung umfasst die Verabreichung großer Mengen von Polyethylenglykol (PEG2000-4000) als Abführmittel und Gleitmittel. Bestehende Studien deuten darauf hin, dass die Verwendung von PEG die mikrobielle Vielfalt und Diversität erheblich reduzieren kann. Insbesondere kann die Einnahme von PEG zu einer abnormalen Proliferation von *Akkermansia*-Arten, einer Reduktion von Firmicutes und einer erhöhten Last und Virulenzgenexpression von Pathogenen wie *Citrobacter* führen. Metabolisch kann die Verwendung von PEG zu einer verringerten Dehydroxylierung primärer Gallensäuren und einer veränderten Cholesterinstoffwechsel führen, was letztendlich zu Durchfall, Gewichtsverlust, Störungen des Lipid- und Energiestoffwechsels und Darmentzündungen beiträgt. Daher kann der extensive Einsatz von PEG langfristige und irreversible Schäden an der Darmmikrobiota verursachen und erhebliche Gesundheitsrisiken darstellen.

Der Blinddarm, der sich an der Basis des Zäkums befindet, ist eine längliche, röhrenförmige Struktur, die von der Hinterwand des Zäkums hervorsteht. Als integraler Bestandteil des intestinalen mukosalen Immunsystems beherbergt sein Lumen reiche Biofilmstrukturen, die kommensalen Bakterien eine „ökologische Zuflucht“ bieten und sie vor der Spülwirkung des Darminhalts schützen. Neuere Forschungsergebnisse zeigen, dass der Blinddarm unter physiologischen Bedingungen kontinuierlich spezifische Mikrobiota aus dem proximalen Kolon aufnimmt und schützt, insbesondere adhärente Mitglieder der Stämme Firmicutes und Bacteroidetes. Wenn im Wirt eine mikrobielle Dysbiose auftritt – aufgrund von Faktoren wie Infektion, Antibiotikaexposition oder Darmreinigung – kann der Blinddarm als mikrobielles Reservoir dienen und den Prozess der mikroökologischen Wiederherstellung beschleunigen. Daher wird der Blinddarm als ein „natürliches Backup-System“ für die Darmmikrobiota angesehen, und seine Integrität spielt eine unersetzliche Rolle bei der Abwehr mikrobieller Störungen und der Aufrechterhaltung der mikroökologischen Resilienz. Historisch gesehen war die Blinddarmentzündung die häufigste akute Bauchnotfall, und sobald eine akute Blinddarmentzündung auftritt, umfasst die traditionelle Therapie oft eine Appendektomie. Umfangreiche epidemiologische Beweise haben gezeigt, dass Bevölkerungsgruppen nach einer Appendektomie signifikant erhöhte Risiken für *Clostridioides difficile*-Infektionen, Darmkrebs, Parkinson-Krankheit und Depression aufweisen. Metagenomische Studien zeigen weiterhin, dass Personen nach einer Appendektomie eine reduzierte Diversität der Darmmikrobiota, eine anhaltend niedrige Abundanz von kurzkettige Fettsäuren produzierenden Gattungen (z.B. *Faecalibacterium* und *Roseburia*), eine verminderte Stabilität mikrobieller Netzwerke und eine beeinträchtigte Resistenz und Resilienz gegen externe Störungen aufweisen. Diese Befunde deuten darauf hin, dass der Verlust des Blinddarms das Darmmikroökosystem in einen Zustand des „fragilen Gleichgewichts“ versetzen könnte, bei dem die Überlagerung der starken Störung durch PEG-basierte Darmreinigung schwerwiegendere und anhaltendere Dysbiosen induzieren könnte.

Diese Studie verwendet ein parallel-kontrolliertes, überwachtes klinisches Studiendesign und rekrutiert insgesamt etwa 10 Teilnehmer. Geeignete Probanden müssen zuvor eine Appendektomie oder rechtsseitige Hemikolektomie mit Appendektomie durchgeführt haben, zwischen 18 und 75 Jahren alt sein, für eine Darmspiegelung geplant sein, allgemein gesund sein und keine Vorgeschichte schwerer Organerkrankungen haben. Kontrollprobanden müssen zwischen 18 und 75 Jahren alt sein, keine Vorgeschichte einer Appendektomie oder rechtsseitigen Hemikolektomie mit Appendektomie haben, allgemein gesund sein und keine Vorgeschichte schwerer Organerkrankungen haben. Beide Gruppen müssen entsprechende Ausschlusskriterien erfüllen, darunter: Kontraindikationen für eine Darmspiegelung (z.B. organische Erkrankungen wie kardiopulmonale Insuffizienz), Unverträglichkeit von PEG-Abführmitteln, Schwangerschaft, langjährige Vorgeschichte von Darmerkrankungen oder Antibiotikaeinnahme innerhalb der letzten sechs Monate.

Stuhlproben werden zu mehreren Zeitpunkten gesammelt: vor der Darmspiegelung, beim ersten nicht-wässrigen Stuhl nach der Darmspiegelung sowie einen Monat, drei Monate und sechs Monate nach der Darmspiegelung. Metagenomische Sequenzierung wird verwendet, um Informationen über die fäkale Darmmikrobiota zu erfassen, und eine bioinformatische Analyse wird mit Schwerpunkt auf folgenden Punkten durchgeführt: (1) die langfristigen Auswirkungen der Darmspiegelung auf die Darmmikrobiota und die Störungsmerkmale während der Wiederherstellung des Darmmikroökosystems nach Appendektomie; (2) die Entwicklung von probiotischen Formulierungen zur mikroökologischen Wiederherstellung basierend auf Mikrobiommerkmalen; und (3) die Auswahl repräsentativer Stuhlproben für nachfolgende Tierexperimente.

Diese Studie wird keine Rekrutierungsanzeigen verwenden; die Teilnahme erfolgt vollständig freiwillig. Die Probanden werden über potenzielle Risiken während des Experiments informiert und werden nach Zustimmung zur Teilnahme an der Studie Einverständniserklärungen unterschreiben. Freiwillige, die der Teilnahme zustimmen, werden einen Fragebogen ausfüllen, um ihren Darmgesundheitsstatus und andere Gesundheitszustände zu bewerten, und werden gemäß den oben genannten Auswahl- und Ausschlusskriterien gescreent. Gesammelte Proben werden mit Codes versehen, um sicherzustellen, dass keine persönlich identifizierbaren Informationen preisgegeben werden. Während der gesamten Studie wird die Identität der Teilnehmer vertraulich behandelt, wobei nur Codes und Krankheitsphänotypen sichtbar sind. Probanden können die Studie jederzeit verlassen.

Diese Studie wird die Zusammensetzung und Struktur der Darmmikrobiota der Teilnehmer analysieren, und die Probanden werden über den Fortschritt der Tests und Analysen zeitnah informiert und haben Zugang zu ihren eigenen relevanten Daten.