Mikrobiom-Übertragung auf Neugeborene

„Die Studie von Selma-Royo et al. untersucht mittels Metagenomanalyse (genetische Untersuchung des gesamten Mikrobioms; Anm. d. Red.) anhand von Stuhlproben die Etablierung des Mikrobioms nach der Geburt von Kindern. Untersucht wurden die Kinder eine Woche, einen Monat, drei Monate sowie zwölf Monate nach der Entbindung. Unter den 34 Mutter-Kind-Paaren waren vaginale Entbindungen zu Hause, vaginale Entbindungen im Krankenhaus sowie Kaiserschnittentbindungen im Krankenhaus vertreten.“

„Die Studie von Dubois et al. untersucht mittels Metagenomanalyse die Mikrobiom-Etablierung nach vaginaler Geburt, Kaiserschnittgeburt sowie Kaiserschnittgeburt und einmaliger FMT jeweils drei Wochen, drei Monate, sechs Monate und ein Jahr nach Geburt. Auch werden Proben von Vater und Mutter ausgewertet (Proben von zwei Studien mit 81 Kindern).“

„Der Schwerpunkt der Arbeit von Selma-Royo et al. liegt auf dem Erwerb bakterieller Stämme, gemeinsamen Stämmen zwischen Mutter und Kind sowie den Erhalt von Stämmen im kindlichen Mikrobiom. Diese Auswertung ist nur mit Metagenomanalyse möglich, da diese Methode eine Stammidentifikation, das heißt den Nachweis einer Transmission einzelner Bakterienstämmen zulässt.“

„Der Erwerb von bakteriellen Stämmen beim Kind geschieht gleichförmig über das erste Jahr. Gemeinsame Stämme bei Mutter und Kind werden vermehrt in den ersten sechs Monaten und bei Hausgeburt gefunden. Kurz nach einem Kaiserschnitt werden Übertragungen vermindert beobachtet.“

„Die Arbeit bestätigt außerdem Unterschiede im Mikrobiom nach Kaiserschnitt (im Vergleich zu vaginal geborenen Kindern; Anm. d. Red.) – das ist bereits durch multiple Studien gezeigt worden – sowie den Unterschied zwischen einer Krankenhaus- und Hausgeburt.“

„Die Arbeit zeigt zum Beispiel den Austausch früh erworbener Bifidobacterium longum-Stämme durch andere Bifidobakterien nach dem ersten Lebensmonat. Die Forschenden korrelieren den Austausch mit der Muttermilchzusammensetzung (komplexe Kohlenhydrate in der Muttermilch) beziehungsweise der Fähigkeit der einzelnen Bifidobakterien komplexe Kohlenhydrate zu verstoffwechseln. Grundsätzlich ergibt das Sinn und ist interessant, die funktionelle Bedeutung wird allerdings nicht untersucht.“

„Die Studie weist verschiedene Limitationen auf: Zum einen wurden in den Untersuchungen der Muttermilch nur sechs Proben mit signifikanten Reads (ablesbarer Bereich einer DNA nach einer Sequenzierreaktion; Anm. d. Red.) gefunden, das schränkt die Aussagekraft der Untersuchung ein. Zweitens, die Methode der Metagenoma-Analyse erlaubt zwar eine Stammidentifikation, sie ist aber weniger sensitiv, das heißt, dass die Transmissionraten und Retentionsraten falsch niedrig sein könnten. Drittens, die mütterlichen Proben wurden in der Studie nur an einem einzigen Zeitpunkt einen Monat nach der Geburt untersucht – mögliche Einflüsse durch Medikamente wie Antibiotika werden hier nicht berücksichtigt. Abschließend sind Hausgeburten mit einer längerer Muttermilchgabe assoziiert, hier ergibt sich also die Gefahr für einen Bias.“

„Die zweite Studie von Dubois et al. zeigt im Prinzip – wie erwartet – dass FMT die verminderte Transmission nach Kaiserschnitt kompensieren und sogar ‚überkompensieren‘ kann und damit die Besiedlung durch opportunistische Pathogene vermindert wird (siehe [III] mit kleinerer Fallzahl). Auch zeigt die Forschungsgruppe, dass die Transmission von der Mutter auf das Kind im Vergleich zur Übertragung von dem Vater auf das Kind nur in den ersten sechs Monaten höher ist – und das auch nur nach vaginaler Geburt, nicht nach einem Kaiserschnitt.“

„Die Studie zeigt weiterhin, dass die Milchzucker-abbauenden Bakterien vor allem im ersten Lebensjahr den Darm besiedeln, was allerdings auch schon bekannt war und mit der Muttermilchernährung korreliert. Die Mutter-Kind Transmission wird durch FMT nach Kaiserschnitt erhöht, das war zu erwarten.“

Auf die Frage, welches Nutzen-Risiko-Verhältnis eine FMT aufweist:
„Das kann man noch nicht abschließend sagen. Die Studie zeigt erstmal nur, dass eine FMT grundsätzlich möglich ist und die erwartete Besiedlung eintritt. Die Mikrobiota-Unterschiede zwischen Kaiserschnitt und vaginaler Geburt sind temporär. Nur falls die Anwesenheit bestimmter Stämme in einem frühen Zeitfenster nach Geburt (neonatal window of opportunity) kritisch wäre, könnte eine FMT ein Mittel sein, diese Anwesenheit früh nach Kaiserschnitt sicherzustellen [1]. Eine Infektionsgefahr geht von der FMT eher nicht aus, da die Proben für die FMT von der Mutter stammen, und die Mikroben durch den Körperkontakt in der Regel ohnehin übertragen werden. Das Risiko für eine Infektion ist eher gering aber nicht auszuschließen.“

„Allerdings zeigt die Arbeit eine ‚Überkompensation‘ durch FMT. Das könnte den positiven Effekt verstärken und präventiv gegenüber immun-vermittelten Erkrankungen wirken oder aber auch eine zu starke Stimulation darstellen – mit möglicherweise auch negativen Folgen für das Immunsystem. Gegebenenfalls sollte zukünftig eine FMT mit geringerer Dosis untersucht werden.“

„Es wäre interessant herauszufinden, ob FMT-Stämme länger oder gegebenenfalls sogar lebenslang den Darm besiedeln können.“

„Die Autoren der Studien argumentieren, dass die FMT eine sogenannte Kolonisationsresistenz bei den Babys erhöht – eine Widerstandsfähigkeit gegen die Besiedlung mit ‚potenziell pathogenen Keimen‘ in den ersten sechs Monaten. Das ist erstmal interessant. Unklar bleibt, wie relevant das klinisch ist. Studien zur Infektionsprävalenz sind nötig. Dieser Punkt könnte aber vor allem bei Frühchen sehr interessant sein. Hierfür bedarf es weiterer Studien.“

„Damit sich ein gesundes Darmmikrobiom beim Baby ausbilden kann, sind die vaginale Geburt und die Gabe von Muttermilch – mehr wegen der in der Milch enthaltenen Zucker (human milk oligosaccharides) als wegen der enthaltenen Bakterien – die besten Voraussetzungen. Bei einem Kaiserschnitt sollte eine perioperative Antibiotikaprophylaxe gegebenenfalls erst nach Unterbrechung der Nabelschnur durchgeführt werden. Eine FMT könnte gegebenenfalls Defizite bei der Mikrobenübertragung ausgleichen, allerdings wäre die Gabe von etablierten kontrollierten Bakterienkonsortien einer FMT vorzuziehen.“

„Die aktuelle Publikation von Selma-Royo et al. aus 2024 ist eine Beobachtung von 34 Mutter-Kind-Paaren im ersten Jahr nach Geburt. Bei dieser Arbeit gab es drei Gruppen, neben der Kaiserschnittgruppe gab es eine Gruppe mit vaginaler Geburt in der Klinik und eine mit vaginaler Geburt zu Hause. Der Unterschied zwischen Haus- und Klinikgeburt auf das kindliche Darmmikrobiom war auch nach sechs Monaten noch nachweisbar, wohingegen der Effekt des Geburtsmodus – also Kaiserschnitt versus Vaginalgeburt – nicht mehr signifikant war. Allerdings stillten die Mütter, die zu Hause entbunden hatten, auch länger und intensiver. Muttermilch war hier ein zentraler Einflussfaktor auf das kindliche Darmmikrobiom.“

„In der Untersuchung von Dubois et al. 2024 wurden Mutter-Vater-Kind-Paare nach vaginaler Geburt und Kaiserschnitt über ein Jahr beobachtet. Bei einer kleinen Gruppe von sieben Mutter-Kind-Paaren mit Kaiserschnittgeburt wurde zudem der Einfluss einer fäkalen Mikrobiom-Transplantation (FMT) nach Geburt untersucht. Hierbei wird dem Neugeborenen eine aufbereitete Stuhlprobe der Mutter, gewonnen drei Wochen vor dem geplanten Kaiserschnitt, vermischt mit Muttermilch innerhalb von zwei Stunden nach Geburt gefüttert. Neben dem Alter des Neugeborenen zum Zeitpunkt der Stuhlprobe war eine Antibiotikagabe während der Geburt der stärkste Einflussfaktor auf das kindliche Darmmikrobiom, gefolgt vom Geburtsmodus (Kaiserschnitt versus Vaginalgeburt). FMT konnte den Reichtum an Mikrobiota erhöhen, der Effekt war noch nach einem Jahr nachweisbar. Auch der Anteil pathogener Keime, welche häufiger nach Kaiserschnittgeburt gefunden werden, konnte durch FMT reduziert werden und glich sich dem Niveau von vaginal geborenen Kindern an, die gar kein Antibiotikum erhalten hatten. Interessant ist, dass auch der Einfluss des Vaters auf das kindliche Mikrobiom untersucht wurde. Hier zeigte sich, dass auch das väterliche Mikrobiom zur Entwicklung des kindlichen Mikrobioms beiträgt, unabhängig vom Geburtsmodus. Nach einem Jahr waren der Einfluss von Vater und Mutter auf das kindliche Darmmikrobiom etwa gleich groß.“

„Maternale FMT ist ein neuer Ansatz in der Wiederherstellung des kindlichen Darmmikrobioms nach Kaiserschnitt. Vor dem Hintergrund, dass das mütterliche Darmmikrobiom entscheidend bei der Besiedlung des kindlichen Darms zu Beginn des Lebens ist, erscheint FMT sinnvoller als zum Beispiel ein Vaginal Seeding (die Übertragung vaginaler Mikroben auf das Neugeborene; Anm. d. Red.). Allerdings existieren bislang nur Daten aus sehr kleinen Kohorten, in denen die FMT direkt nach der Geburt stattfand. FMT scheint in der Lage zu sein, den kindlichen Darm mit den Mikrobiota zu besiedeln, zu denen es im Rahmen eines Kaiserschnitts keinen Kontakt gab. In der aktuellen Publikation von Dubois et al. war ein Effekt auch noch nach einem Jahr nachweisbar. Allerdings sind größere prospektiv-randomisierte Studien zu FMT nach Geburt notwendig, um Sicherheit und Effektivität des Verfahrens zu bestätigen, da mit dieser Technik auch Krankheitserreger von der Mutter auf das Neugeborene übertragen werden könnten.“

„Nach heutigem Wissenstand haben eine vaginale Geburt sowie das Stillen einen entscheidenden positiven Effekt auf das sich etablierende kindliche Mikrobiom. Beim Stillen ist der positive Effekt zudem dosisabhängig, eine längere Stilldauer, beziehungsweise exklusives Stillen ist von Vorteil. Insbesondere nach einem Kaiserschnitt ist dies noch wichtiger als nach vaginaler Geburt, da durch den fehlenden Kontakt zum mütterlichen Darmmikrobiom eine Übertragung des Darmmikrobioms von Mutter zu Kind nicht erfolgen konnte. Eine Geburt außerhalb der Klinik, beziehungsweise ein möglichst kurzer Aufenthalt in der Krankenhausumgebung, sowie Haut-zu-Haut-Kontakt fördern das kindliche Mikrobiom ebenfalls in positiver Art und Weise. Hier spielt auch der Vater eine wichtige Rolle. Ein zurückhaltender und wohlüberlegter Einsatz von Antibiotika in der Perinatalperiode ist angezeigt, um die Mikrobiom-Entwicklung in dieser kritischen Phase zu Beginn des Lebens möglichst nicht zu unterbrechen.“

„Zusammenfassend ergänzen die beiden aktuellen Studien die bisherigen Erkenntnisse zum Einfluss der Geburtsumgebung (Hausgeburt versus Klinikgeburt), des väterlichen Mikrobioms und zu FMT auf das kindliche Mikrobiom am Lebensbeginn.“

„Jüngste Arbeiten können zeigen, dass die eingeschränkte oder gestörte Übertragung der mütterlichen Mikrobiota in bestimmten für die Organentwicklung beziehungsweise das Immunsystem sensiblen Entwicklungszeiträumen mit einem langanhaltenden Effekt auf die kindliche Gesundheit korreliert sein kann. Diskutiert werden unter anderem eine Risikoerhöhung für Asthma, Übergewicht, Autoimmunerkrankungen und Verhaltensauffälligkeiten. Welche kausale Rolle das Mikrobiom dabei spielt, ist bislang nur unzureichend untersucht. Es besteht jedoch Konsens, dass die perinatale Antibiotikatherapie und der Kaiserschnitt als Geburtsmodus wesentliche Einflussfaktoren auf die kindliche Besiedlung sind. Deshalb besteht ein weitreichendes Forschungsinteresse dahingehend, die Bedeutung der mikrobiellen Erstbesiedlung des Neugeborenen zu verstehen und potenziell nachteilige Einflüsse zu kompensieren. Jüngste Studien belegen, dass Stillen, Haut-Haut-Kontakt und Antibiotika-Stewardship (besonnener, limitierter Einsatz von Antibiotika, die auf das Kind übergehen können) kompensierende, also schützende Maßnahmen darstellen.“

„Die Studie von Selma-Royo et al. untersuchte erstmalig bei 34 Mutter-Kind-Paaren den Einfluss der Hausgeburt auf die kindliche Mikrobiom-Entwicklung im Vergleich zur Geburt im Krankenhaus mit modernsten molekularbiologischen Analyseverfahren. Wie erwartet zeigen Kinder nach Hausgeburt eine deutlich frühere Akquise von mütterlichen Bakterienstämmen als im Krankenhaus geborene Kinder. Die Unterschiede sind auch noch nach sechs Monaten nachweisbar. Es bleiben allerdings Fragen offen: Sind die Mikrobiomunterschiede bei Hausgeburt-Kindern durch die Hausgeburt bedingt, oder sind eigentlich andere Faktoren wie der Lebensstil – die mit der mütterlichen Entscheidung zur Hausgeburt einhergehen – die entscheidenden Einflüsse für das kindliche Mikrobiom? Unter anderem stillen Mütter von Hausgeburt-Kindern länger als Mütter, die im Krankenhaus geboren haben. Die Studie bestätigt auch eine enorme Heterogenität der mikrobiellen Übertragung von Mutter auf Kind in Bezug auf den Geburtsmodus im Krankenhaus. Die Studie bestätigt zudem das Ergebnis zahlreicher vorheriger Studien, dass die Muttermilch ein entscheidender Modulator des kindlichen Mikrobioms im ersten Lebensjahr ist. Die Stilldauer ging auch mit einer funktionellen Vielfalt des bakteriellen Champions gestillter Kinder, Bifidobakterium longum, einher – dies insbesondere bei Hausgeburt-Kindern. Auch diese Studie liefert neue Erkenntnisse zum Einfluss des Geburtsorts auf das Mikrobiom. Einschränkend muss betont werden, dass die Fallzahl der Studie gering ist und die beschreibenden Daten keine Aussage darüber treffen, ob die Mikrobiom-Muster die kindliche Entwicklung maßgeblich beeinflussen. Zudem ist die Hausgeburt in Deutschland im Vergleich zu anderen Ländern wie den Niederlanden ein eher seltenes Ereignis. Sie betrifft in Deutschland jährlich etwa 10.000 bis 12.000 Geburten, also etwa 1,5 Prozent. Sie betrifft jährlich etwa 10.000 bis 12.000 Geburten, also etwa 1,5 Prozent. Eindeutige Zahlen gibt es dazu nicht, da keine eigenen Register geführt werden.“

„Bei der Studie von Dubios et al. handelt es sich um eine sehr detaillierte Untersuchung einer finnischen Neugeborenenkohorte von 74 Kindern (HELMi; 21 Kaiserschnittkinder, 53 spontan geborene Kinder) zu verschiedenen Zeitpunkten (eine Lebenswoche, drei Wochen, drei, sechs, zwölf Monate) innerhalb des Säuglingsalters. Die Studie hatte zum Ziel, die Dynamik der mikrobiellen Besiedlung des Kindes zu charakterisieren und herauszustellen, welche Rolle dabei der Vater spielt. Unabhängig vom Geburtsmodus leisten die Väter offenkundig einen stabilen Beitrag zur Mikrobiom-Etablierung ihres Kindes. Während in den ersten Wochen die mikrobielle Übertragung eher mütterliche Bakterien beinhaltet, entspricht im Alter von zwölf Monaten des Kindes der väterliche Beitrag in der Summe dem mütterlichen Beitrag. Im Vergleich zu den wenigen Vorstudien mit unterschiedlichen Aussagen zum väterlichen Einfluss ist dies die erste Studie mit größerer Fallzahl, die doch eine klarere Sprache spricht. Methodisch durch modernste molekulargenetische Analysen der einzelnen Bakterien gekennzeichnet, werden die Ergebnisse der aktuellen Studie im Hinblick auf bedeutsame Einflüsse wie Lebensalter des Kindes und Antibiotikatherapie unter der Geburt kontrolliert. Das väterliche Mikrobiom ist also ein komplementärer Faktor für die Mikrobiom-Entwicklung des Kindes, eine zentrale Erkenntnis, die das intuitiv richtige Ansinnen unterstützt, dass auch die Väter frühzeitig Haut-Haut-Kontakt mit ihrem neugeborenen Baby haben sollten – ein ‚Pro‘ für Elternzeit der Väter bereits im Säuglingsalter. Nun bleibt abzuwarten, ob dieser Beitrag zum frühen Mikrobiom schützend für die Langzeitentwicklung des Kindes ist.“

„Die Studie von Dubios et al. zeigt zudem Zwölf-Monats-Daten einer bereits publizierten Kohorte von sieben finnischen Neugeborenen [III], die per Kaiserschnitt geboren wurden (SECFLOR) und in der ersten Milchmahlzeit den Transfers von mütterlichem Stuhl (maternal fecal microbiota transplantation, FMT) erhielten. Bei dieser Machbarkeits-Studie erhielten die werdenden Mütter drei Wochen vor Kaiserschnitt zunächst ein Screening auf pathogene Keime, bevor mütterlicher Stuhl frisch gesammelt wurde. Die Stuhlprobe wurde nach Geburt des Kindes mit Muttermilch beziehungsweise pasteurisierter Frauenmilch vermischt und dem Kind als erste Mahlzeit verabreicht. Im Alter von drei Monaten glich das Mikrobiom der FMT-behandelten Kinder eher dem Mikrobiom vaginal geborener Kinder als dem unbehandelter Kaiserschnittkinder. Die Zwölf-Monats-Daten der FMT-behandelten Kinder zeigen einen größeren Artenreichtum an Bakterien, weniger pathogene Stämme und eine höhere Anzahl an Bakterien, die humane Milchzucker konsumieren können als unbehandelte Kinder. Dies sind potenzielle Vorteile für die immunologische Entwicklung und Stoffwechselprozesse in der frühen Kindheit. Allerdings ist die Fallzahl sehr gering und somit können auch keine Aussagen darüber getroffen werden, ob die mikrobiellen Unterschiede wirklich eine Bedeutung für die Gesundheit haben. Dies betrifft auch die unzureichende Aussagekraft über Sicherheitsaspekte – wie eine eventuelle Keimübertagung – des FMT, die in einem größeren Kontext – idealerweise an mehreren Studienstandorten – untersucht werden sollten. Damit bestätigt diese Studie die Machbarkeit der FMT und die Idee, eine partielle Kompensation des Mikrobioms zu erwirken – ähnlich wie bei dem ‚vaginal seeding‘, also dem Einreiben der Kaiserschnitt-Kinder mit Sekret des mütterlichen Geburtskanals nach Geburt. Viele Fragen zu diesem zusätzlichen Boost an ‚guten’ Bakterien bleiben aber noch zu unbeantwortet, um FMT im klinischen Alltag zu empfehlen.“