Patienten mit positivem Atemtest müssen bei Reizdarmsyndrom identifiziert werden: Eine klinische Studie basierend auf Mikrobiomik und Rifaximin-Empfindlichkeit
Das Reizdarmsyndrom (IBS) ist eine funktionelle gastrointestinale Störung mit einer hohen globalen Prävalenz, die durch Symptome wie Bauchschmerzen, Unbehagen, Durchfall, Blähungen und Flatulenz gekennzeichnet ist. Die bakterielle Überwucherung des Dünndarms (SIBO) ist eine Erkrankung, die häufig mit IBS, insbesondere dem durchfalldominanten Subtyp (IBS-D), überlappt. Der Wasserstoff- und Methan-Atemtest (BT) ist ein nicht-invasives und effektives diagnostisches Werkzeug für SIBO, wobei Studien eine BT-positive Rate von ≥35,5 % bei IBS-Patienten zeigen. Die Unterscheidung zwischen IBS und SIBO allein aufgrund klinischer Symptome ist jedoch aufgrund ihrer überlappenden Symptomprofile schwierig. Rifaximin, ein Breitband-Antibiotikum, hat Wirksamkeit bei der Behandlung von IBS gezeigt, insbesondere bei Patienten mit SIBO. Diese Studie zielte darauf ab, die mikrobiellen Unterschiede zwischen IBS-D-Patienten mit und ohne SIBO zu untersuchen und die zugrunde liegenden Mechanismen der Rifaximin-Empfindlichkeit zu erforschen.
Die Studie umfasste 176 Probanden, darunter 49 gesunde Kontrollen (HC) und 127 IBS-D-Patienten. Unter den IBS-D-Patienten waren 51 BT-positiv (IBSP-Gruppe) und 76 BT-negativ (IBSN-Gruppe). Die BT-positive Rate bei IBS-D-Patienten betrug 40 %. Der Body-Mass-Index (BMI) in der IBSP-Gruppe war signifikant niedriger als in der IBSN-Gruppe. Die Ernährungsanalyse zeigte, dass mehr Probanden in der IBSP-Gruppe eine fettreiche Ernährung im Vergleich zur IBSN-Gruppe hatten, was zu einem höheren Fett-zu-Energie-Verhältnis beitrug.
Die klinischen Symptome wurden mit der IBS-Symptom-Schwere-Skala (IBS-SSS) und der Gastrointestinalen Symptom-Bewertungsskala (GSRS) bewertet. Sowohl die IBSN- als auch die IBSP-Gruppe zeigten signifikant höhere Werte für Bauchschmerzen, Durchfall und Blähungen im Vergleich zur HC-Gruppe. Es wurden jedoch keine signifikanten Unterschiede zwischen der IBSN- und der IBSP-Gruppe in Bezug auf die Symptomstärke beobachtet. Die Bristol-Stuhlform-Skala (BSF) zeigte wässrigen Stuhl in beiden IBS-Gruppen. Die viszerale Hypersensitivität, bewertet durch den kolorektalen Dehnungstest (CRD), wurde in beiden IBS-Gruppen im Vergleich zur HC-Gruppe beobachtet, es gab jedoch keinen signifikanten Unterschied zwischen den beiden IBS-Gruppen.
Entzündungsmarker wurden ebenfalls bewertet. Die IBSN-Gruppe zeigte eine niedriggradige systemische Entzündung mit erhöhten Interleukin-12 (IL12)-Spiegeln in peripheren mononukleären Blutzellen (PBMCs) und Kolongewebe. Das Verhältnis von Interleukin-10 (IL12) zu IL10 im Serum war in der IBSN-Gruppe verringert, was auf einen proinflammatorischen Zustand hinweist. Im Gegensatz dazu zeigte die IBSP-Gruppe erhöhte IL12-Spiegel im Ileum, jedoch nicht im Kolon oder systemisch. Das Tight-Junction-Protein ZO1, das mit der Darmbarrierefunktion assoziiert ist, war in beiden IBS-Gruppen im Ileum und Kolon im Vergleich zur HC-Gruppe signifikant reduziert. Die Mastzellzahl war im Ileum und Kolon beider IBS-Gruppen im Vergleich zur HC-Gruppe erhöht.
Die Analyse des Darmmikrobioms zeigte signifikante Unterschiede zwischen der IBSN-, IBSP- und HC-Gruppe. Die IBSP-Gruppe hatte die höchste mikrobielle Abundanz mit dem höchsten Shannon-Index und dem niedrigsten Simpson-Index. Das Phylum Proteobacteria war in der IBSN-Gruppe signifikant angereichert, während Tenericutes in der IBSP-Gruppe angereichert war. Auf Familienebene waren Enterobacteriaceae, Enterococcaceae und Lachnospiraceae in der IBSN-Gruppe erhöht, während Synergistaceae in der IBSP-Gruppe erhöht war. Auf Gattungsebene waren in der IBSN-Gruppe angereicherte Gattungen Escherichia-Shigella, Blautia, Klebsiella, Enterococcus, Citrobacter, Enterobacter und Cronobacter, während in der IBSP-Gruppe angereicherte Gattungen Blautia, Prevotella_2, Lachnospiraceae NC2004-Gruppe, Cronobacter und Romboutsia waren.
Die funktionelle Analyse mit Phylogenetic Investigation of Communities by Reconstruction of Unobserved States (PICRUSt) sagte signifikante Unterschiede in den mikrobiellen Funktionen zwischen den Gruppen voraus. Die IBSN-Gruppe zeigte eine Anreicherung von Pfaden im Zusammenhang mit Infektionskrankheiten, Energiestoffwechsel, Membrantransport, Lipidstoffwechsel und Stoffwechsel von Cofaktoren und Vitaminen. Der Pfad der bakteriellen Invasion von Epithelzellen war in der IBSN-Gruppe im Vergleich zur HC- und IBSP-Gruppe signifikant erhöht. Lipopolysaccharid (LPS)-Biosyntheseproteine und Geraniolabbau waren in der IBSP-Gruppe im Vergleich zur HC-Gruppe signifikant verringert.
Mikrobielle Interaktionsnetzwerke zeigten, dass die HC-Gruppe komplexere mikrobielle Interaktionen im Vergleich zur IBSN- und IBSP-Gruppe aufwies. In der IBSN- und IBSP-Gruppe waren mikrobielle Interaktionen weniger aktiv und auf bestimmte Familien beschränkt. Die Korrelationsanalyse zeigte, dass IBSN-angereicherte Gattungen, insbesondere Enterobacteriaceae, positiv mit IL12-Spiegeln und IBS-SSS- und GSRS-Werten korrelierten, während sie negativ mit der CRD-Toleranz korrelierten.
Rifaximin-Therapie wurde 15 IBSN-Patienten und 24 IBSP-Patienten über vier Wochen verabreicht. Die klinischen Symptome verbesserten sich in unterschiedlichem Maße in der IBSP-Gruppe mit signifikanten Reduktionen von Bauchschmerzen, Unzufriedenheit mit dem Stuhlgang, Störungen des Lebens und BSF-Werten. Im Gegensatz dazu verbesserten sich nur die Bauchschmerzwerte in der IBSN-Gruppe signifikant. Die mikrobielle Analyse nach der Behandlung zeigte eine Abnahme der Alpha-Diversität in beiden Gruppen. Die IBSP-Gruppe zeigte signifikante Abnahmen von Romboutsia und Cronobacter und Zunahmen von Alteromonas, Dyella, Gordonibacter, Butyricimonas und Parabacteroides. Im Gegensatz dazu änderten sich IBSN-angereicherte Gattungen wie Escherichia-Shigella, Cronobacter und Enterococcus nach der Therapie nicht signifikant.
Die Studie kam zu dem Schluss, dass IBS-D-Patienten mit SIBO (IBSP) ein unterschiedliches Darmmikrobiom und Entzündungsprofile im Vergleich zu denen ohne SIBO (IBSN) aufweisen. Die bessere Reaktion auf Rifaximin bei IBSP-Patienten könnte auf die Reduktion schädlicher Bakterien wie Cronobacter und die Anreicherung von nützlichen Bakterien wie Butyricimonas zurückzuführen sein. Im Gegensatz dazu könnte das Fehlen signifikanter Veränderungen in IBSN-angereicherten Gattungen nach der Rifaximin-Therapie die schlechte Reaktion bei diesen Patienten erklären. Die Ergebnisse unterstreichen die Bedeutung der Verwendung von BT zur Identifizierung von SIBO bei IBS-D-Patienten vor der Einleitung einer Rifaximin-Therapie für die Präzisionsmedizin.
doi.org/10.1097/CM9.0000000000002294