Schwerpunkt Mikrobiom

Das Mikrobiom der Frau

Wie die Vaginalflora das HIV-Infektionsrisiko beeinflusst

Dass unser Darm reichlich bakteriellen Charme besitzt, weiß man spätestens seit Giulia Enders‘ Bestseller im Jahr 2014. Eine neue, in der Zeitschrift Immunity publizierte Studie, lenkt die Aufmerksamkeit auf das Mikrobiom des weiblichen Genitaltrakts. In dieser Studie wurde an jungen südafrikanischen Frauen das Risiko untersucht an HIV zu erkranken.

Achtmal mehr junge Frauen als ­Männer sind im südlich der Sahara gelegenen Teil Afrikas mit HIV infiziert. Das ist ein Grund für die Suche nach Ursachen, welche das weibliche Geschlecht gegenüber dem HI-Virus anfällig machen. Schon 2015 erkannten Forscher einen Zusammenhang zwischen erhöhten Entzündungswerten im weiblichen Genitaltrakt und einem erhöhten HIV-Infektionsrisiko. Man vermutete damals, dass Bakterien aus Gebärmutterhals und Vagina diese Entzündungswerte beeinflussen. Ein direkter Zusammenhang zwischen Bakterienbesiedlung und HIV-Infektionsrisiko konnte jetzt in einer Studie gezeigt werden [1]. Dazu wurde das vaginale Mikrobiom 236 junger, gesunder südafrikanischer Frauen mittels Hochdurchsatzsequenzierung erfasst. Alle Frauen waren Teilnehmerinnen der prospektiven Kohortenstudie FRESH (Females Rising through Education, Support and Health). Die FRESH-Studie bietet den Frauen soziale Unterstützung und Schulungen zur Prävention. Das Ziel ist, Neuinfektionen mit HIV möglichst schnell zu erkennen und deren Hintergründe zu analysieren.

Lactobacillus und HIV

Der mediane Beobachtungszeitraum der (noch) nicht mit HIV infizierten Frauen im Alter zwischen 18 und 23 Jahren betrug 336 Tage. Einen Zusammenhang zwischen einem Mangel an Milchsäurebakterien und einem erhöhten HIV-Infektionsrisiko ließen bereits früher wenige prospektive Studien vermuten. In der neuen Studie waren Lactobacillus-arme Bakterienbesiedlungen im weiblichen Genitaltrakt mit einem erhöhten Risiko verbunden, sich mit HIV zu infizieren. Außerdem konnte gezeigt werden, dass Frauen viermal häufiger an HIV erkrankten, wenn deren genitale Bakterienbesiedlung zusätzlich eine hohe Diversität aufwies (siehe Gruppe 3 und 4, Tab. 1). Bei den Frauen mit Bakterienbesiedlung der Gruppe 4 (Tab. 1) war die Anzahl der HIV-Zielzellen in der genitalen Mukosa bis um das 17-Fache erhöht (im Vergleich zu Gruppe 1). Diese aktivierten CD4-tragende T-Lymphozyten, die den Korezeptor CCR5 exprimieren (Chemokinrezeptor), werden nicht nur leichter mit HIV infiziert, sondern führen auch zu einer höheren Replikationsrate des eindringenden HI-Virus. Chemokine, die CCR5-exprimierende Zellen anlocken, waren in Gruppen mit großer bakterieller Diversität ebenso erhöht. Als Mechanismus wäre also denkbar, dass bestimmte Bakterien die Zahl der HIV-Zielzellen und damit das HIV-Risiko beeinflussen. Dieser Zusammenhang konnte im Mausmodell bestätigt werden.

Tab. 1: Die vier Grundtypen der Bakterienbesiedlung im Genitaltrakt südafrikanischer Frauen [1]
Gruppe 1
Gruppe 2
Gruppe 3
Gruppe 4
Anteil
10%
32%
28%
30%
bakterielle Diversität
gering
gering
hoch
hoch
dominierendes Bakterium
Lactobacillus crispatus
Lactobacillus iners
Gardnerella vaginalis
wenige Lactobazillen, andere Art als Gardnerella dominierend
Entzündungswerte
reduziert
reduziert
erhöht (spezifische korrelierende Bakterienstämme: Megasphaera, Clostridium, Prevotella, Atopobium vaginae und Sneathia)
HIV-Infektionen
keine
9
10
12
Infektionsrisiko
ca. vierfach erhöhtes HIV-Infektionsrisiko im Vergleich zu Gruppe 1
HIV-Zielzellen
17-facher Anstieg im Vergleich zu Gruppe 1
Chemokine
Chemokine, die CCR5-exprimierende Zellen an­locken, sind erhöht
Mögliche Einfluss­faktoren
Kein Unterschied in Demografie, Kondomnutzung, Häufigkeit oder Art von Sexualkontakten oder Anzahl der Sexualpartner. Andere sexuell übertragbare Krankheiten gleichmäßig verteilt.

Die Bakterienbesiedlung im weiblichen Genitaltrakt

Unter den 236 Teilnehmerinnen erkennt man vier verschiedene Grundtypen der Bakterienbesiedlung im Genitaltrakt (Tab. 1): 10% der untersuchten Frauen gehören zu Gruppe 1. Ihre Bakterienbesiedlung zeigt eine geringe Diversität, während Lactobacillus crispatus vorherrschend ist. Gruppe 2 (32% der Frauen) wird von Lactobacillus iners dominiert. Die Diversität ist auch in dieser Gruppe gering. Gruppe 3 (28%) zeigt hingegen eine hohe Diversität in der Bakterienbesiedlung und wird von Gardnerella vaginalis dominiert, während nur wenige Milchsäurebakterien vorkommen. Gruppe 4 ist ebenfalls hoch divers, besitzt wenige Milchsäurebakterien und wird von einer anderen Art als Gardnerella dominiert. Diese Ergebnisse lassen sich jedoch nicht einfach auf alle Frauen übertragen. Einer älteren Studie [2] zufolge unterscheidet sich die Vaginal­flora, je nach ethnischer Herkunft, vor allem in ihrer Häufigkeitsverteilung (s. Abb.). Bei weißen Frauen in wirtschaftsstärkeren Ländern werden 90% der Vaginalflora von Milchsäurebakterien dominiert [2], während bei den Teilnehmerinnen der FRESH-Studie 58% hoch diverse Bakterienbesiedlungen zu finden sind. Die Daten legen nahe, dass Bakterienbesiedlungen, die nicht von Milchsäurebakterien dominiert werden, in schwarzen und hispanischen Frauen üblich beziehungsweise „normal“ sind. Bemerkenswert ist die in der Gesamtheit aller Frauen geringe Anzahl verschiedener vaginaler Bakterienarten.

Vaginale Bakterienbesiedlung nach ethnischer Gruppe. I: L. crispatus, II: L. gasseri, III: L. iners, IV: hohe Diversität, V: L. jensenii.In Klammern die Anzahl der Frauen pro Gruppe. Warum sich die Besiedlungen unterscheiden, ist nicht bekannt [3].

Gute und schlechte Bakterien?

31 der südafrikanischen Frauen infizierten sich während der Studie mit HIV. Ihre genitale Bakterienbesiedlung und Zytokinausschüttung blieben dabei unverändert. Die Studienergebnisse zeigen, dass nicht nur zwischen verschiedenen Bevölkerungsgruppen, sondern auch zwischen verschiedenen Arten von Milchsäurebakterien und ihren potenziell gesundheitsfördernden Eigenschaften unterschieden werden muss. Lcrispatus und, in geringerem Ausmaß, Liners waren in der aktuellen Studie mit verminderten Entzündungswerten assoziiert (Tab. 1). Frauen, die sich nicht mit HIV infizierten, waren signifikant häufiger von anderen Milchsäurebakterien als Liners besiedelt. Im Gegensatz dazu waren anaerobe Bakterien mit erhöhten Entzündungswerten verbunden. Besonders hervorzuheben waren dabei Mega­sphaera, Clostridium, Prevotella, Atopobium vaginae und Sneathia. Zusammenfassend konnten die Forscher spezifische Taxa identifizieren, die mit reduzierten (z. B. Lcrispatus) oder erhöhten (z. B. Prevotella und Sneathia) Entzündungswerten und einem entsprechend unterschiedlichen HIV-Infektionsrisiko einhergingen.

Wie schützen Lactobazillen?

Das verminderte HIV-Infektionsrisiko bei Frauen mit Bakterienbesiedlungen, die von L. crispatus dominiert werden, könnte darauf basieren, dass durch Produktion von Milchsäure, Wasserstoffperoxid und bakteriziden Verbindungen das Wachstum von Pathogenen gehemmt wird. Passend zu dieser Hypothese trat L. crispatus nicht gemeinsam mit den diverseren anaeroben Bakterienbesiedlungen auf, die mit einer HIV-Infektion in Verbindung gebracht wurden. Im Gegensatz dazu wurde L. iners immer wieder in den Gruppen 3 und 4 gefunden. 29% der Frauen, die sich mit HIV infizierten, besaßen Besiedlungsmuster, die von L. iners dominiert wurden. Weitere möglicherweise schützende Milchsäurebakterien und ihre Wirkungen sind in Tabelle 2 aufgeführt.

Tab. 2: Postulierte Wirkungen von Milchsäurebakterien [4]
L. acidophilus, L. rhamnosus und L. fermentum
die Kombination soll bakterielle Vaginosen heilen und Rückfällen vorbeugen können
L. fermentum und L. plantarum
sollen in vitro Biofilme verringern und bakterielle Vaginosen heilen können
L. crispatus, L. reuteri, und L. iners
sollen Biofilme durchbrechen können

Was heißt das für die Apotheke?

Die Ergebnisse der Studie charakterisieren nicht nur umfassend das genitale bakterielle und virale Mikrobiom südafrikanischer Frauen. Sie schärfen auch den Blick für vorangegangene Studien, die über Zusammenhänge von Früh- und Fehlgeburten berichteten, die mit einem Mangel an Lactobazillen im weiblichen Genitaltrakt assoziiert waren. Man denke auch an die Diskussion um Kaiserschnittgeburten [3]. Antibiotika-Therapie und Behandlung mit probiotischen Vaginalzäpfchen sind bei bakterieller Vaginose mit hohen Rezidivraten verbunden. Wenn auch nur indirekt, unterstreichen die neuen Studienergebnisse die Notwendigkeit, bessere Therapieregime zu entwickeln, die eine nachhaltige Veränderung des genitalen Mikrobioms erreichen. Dazu müssen vor allem auch die Mechanismen, die die spezifischen Bakterienbesiedlungen aufrechterhalten, besser verstanden werden. Wissenswertes zur Behandlung und Prophylaxe von Vaginalinfektionen erschien in der DAZ 2013, Nr. 46, S. 42. In deutschen Apotheken gibt es viele verschiedene Produkte, die Milchsäurebakterien enthalten. Entsprechende Präparate sind in Tabelle 3 zusammengefasst.

Tab. 3: Milchsäurebakterien in Fertigpräparaten (Auswahl) [Quelle: Lauer-Taxe und Rote Liste, online abgerufen am 10.07.2017]
enthaltene Lactobazillen
Präparate
Anwendungsgebiet
Lactobacillus acidophilus
Gynoflor® Vaginaltabletten
Indikation: Atrophische Vaginitis bei post-menopausalen Frauen. Anschluss­behandlung nach antiinfektiver Therapie von Vaginalinfekt (enthält zusätzlich Estriol, verschreibungspflichtig).
Vagiflor® Vaginalzäpfchen
Medizinprodukt: Zur Regenerierung und Aufrechterhaltung einer gesunden Vaginalflora durch Wiederherstellung des physiologischen pH-Wertes.
Lactobacillus rhamnosus, Lactobacillus vaginalis, Lactobacillus fermentum, Lactobacillus salivarius (alle inaktiviert)
Gynatren® oder Lyseen® Injektionssuspension
Indikation: Rezidivierende unspezifische bakterielle Scheidenentzündungen und Trichomoniasis. Wird zur Grundimmunisierung verwendet. Eine Auffrischung sollte 6-12 Monate später mit Booster-Gynatren® erfolgen (verschreibungspflichtig).
Lactobacillus gasseri &Lactobacillus acidophilus
SymbioVag® Vaginalzäpfchen
Medizinprodukt: s.o.
Lactobacillus gasseri &Lactobacillus rhamnosus
Vagisan® Milchsäure-Bakterien Vaginalkapseln
Medizinprodukt: s.o.
Lactobacillus gasseri
Döderlein® Vaginalkapseln
Medizinprodukt: s.o.
Lactobacillus plantarum I1001
KadeFungin® FloraProtect Vaginaltabletten
Medizinprodukt: s.o.
Lactobacillus plantarum P17630
Canesflor® Vaginalkapseln
Medizinprodukt: s.o
Lactobacillus crispatus LBV88, Lactobacillus rhamnosus LBV96, Lactobacillus gasseri LBV150N und Lactobacillus jensenii LBV11
Omni-Biotic® Flora plus+ Beutel
Diätetisches Lebensmittel: „Zur diätetischen Behandlung der ­gestörten Vaginalflora (Dysbiose).“

Quellen

[1] Gosmann C et al. Lactobacillus-deficient cervicovaginal bacterial communities are associated with increased HIV acquisition in young south african women. Immunity 2017;46:1–9

[2] Ravel J et al. Vaginal microbiome of reproductive-age women. Proc Natl Acad Sci USA 2011;108:4680–4687.

[3] Schädlich für die Mikrobiom-Entwicklung? DAZ.online www.deutsche-apotheker-zeitung.de

[4] Woodman Z. Can one size fit all? Approach to bacterial vaginosis in sub-Saharan Africa. Ann Clin Microbiol Antimicrob 2016;15:16

Autorin

Apothekerin Diana Moll

hat in Tübingen Pharmazie studiert und ist seit Mai 2017 Redakteurin der Deutschen Apotheker Zeitung.

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