Der Einfluss obstruktiver Schlafapnoe und kontinuierlicher positiver Atemwegsdruck-Therapie auf das nasale Mikrobiom
Creators: name: Lenk, Christian
Publisher: name: Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU)
Year: 2024

description: Hintergrund und Ziele: Die obstruktive Schlafapnoe (OSA) ist eine häufige schlafbezogene Atmungsstörung (1-3) und ein wichtiger kardiovaskulärer Risikofaktor (4-7). Der Goldstandard für die Diagnose der OSA ist die Polysomnographie. Die wichtigste Therapieoption ist die kontinuierliche positive Atemwegsdruck-Therapie (CPAP-Therapie), bei welcher durch kontinuierlichen Überdruck die oberen Atemwege offengehalten werden (8). Da es nur durch eine dauerhafte Nutzung der CPAP-Therapie zu einer langfristigen Besserung kommt, ist eine hohe Therapieadhärenz (Compliance) erforderlich (9). Jedoch führt unter anderem die während der Therapie auftretende rhinitische Beschwerdesymptomatik mit Reizung der nasalen Schleimhaut häufig zu Therapieabbrüchen (10). Auch eine Dysbiose des nasalen Mikrobioms kann eine Reizung der Schleimhaut mit lokaler Entzündung und Ödem begünstigen. Das Ziel der Studie liegt darin, einen möglichen Zusammenhang zwischen obstruktiver Schlafapnoe und nasalem Mikrobiom zu erfassen sowie im Weiteren zu untersuchen, ob eine Veränderung des Mikrobioms unter einer CPAP-Therapie auftritt. Methoden: Im Zeitraum von August 2017 bis April 2018 wurden an der Klinik für Hals-Nasen- Ohrenheilkunde, Kopf- und Halschirurgie des Universitätsklinikum Erlangen insgesamt 39 Patienten in die Studie eingeschlossen. In der ersten Gruppe befanden sich 22 Patienten (n = 22) mit erstmalig polysomnographisch gesicherter OSA ohne bisherige CPAP-Therapie (Einschlusskriterium). Die Patienten dieser Gruppe wurden entsprechend des Schweregrades der obstruktiven Schlafapnoe nach gültigen Kriterien der American Academy of Sleep Medicine (AASM) in jeweilige Untergruppen (mittelgradige und schwergradige OSA) eingeteilt (11). In der Kontrollgruppe befanden sich 17 gesunde Probanden (n = 17), die bisher eine unauffällige Schlafgeschichte sowie keine Symptome einer akuten oder chronischen Rhinosinusitis aufwiesen (Einschlusskriterien). Als Ausschlusskriterien für die Studienteilnahme galten eine zentrale oder gemischte Schlafapnoe, ein Alter &lt; 21 oder &gt; 90 Jahre sowie vorherige chirurgische oder anderweitige Behandlungen an den oberen Atemwegen, welche aufgrund von OSA durchgeführt wurden. Ebenfalls ausgeschlossen wurden Patienten mit akuten oder chronischen Erkrankungen, die eine eingeschränkte Studienteilnahme zur Folge gehabt hätten, Patienten mit psychischen Beeinträchtigungen und Schwangere. In der Kontrollgruppe und in der OSA-Gruppe (vor Beginn einer CPAP-Therapie) wurden Abstriche zur Beurteilung des nasalen Mikrobioms und dessen Zusammensetzung im Bereich der Riechschleimhaut entnommen. In der OSA-Gruppe wurden zusätzlich im Verlauf nach 3 bis 6 sowie 6 bis 9 Monaten unter CPAP-Therapie Abstriche entnommen. Die Abstrichtupfer enthielten einen DNA-Stabilisator, sodass die DNA nach entsprechender Lagerung im Verlauf extrahiert, mittels Polymerasekettenreaktion (PCR) vervielfältigt und sequenziert werden konnte. Anschließend erfolgte die Auswertung mithilfe des Online Tools „Microbiomeanalyst“ und SPSS. Messgrößen waren dabei die absolute und relative Bakterienlast, die Quantifizierung der Bakterienfamilien sowie die Artenvielfalt (Biodiversität) des nasalen Mikrobioms. Ergebnisse und Beobachtungen: Im Vergleich der OSA-Gruppe mit der Kontrollgruppe konnten kein signifikanter Unterschied bezüglich der absoluten Bakterienlast sowie der Biodiversität (α-Diversität und β-Diversität) beobachtet werden. Bei der Analyse der Untergruppen jedoch wiesen Patienten mit schwergradiger OSA im Vergleich zur Kontrollgruppe einen erhöhte α-Diversität auf, wohingegen das nasale Mikrobiom von Patienten mit mittelgradiger OSA eine geringere α- Diversität zeigte. Insgesamt waren die am häufigsten vorkommenden Bakterienfamilien in allen Gruppen Corynebacteriaceae, Carnobacteriaceae und Staphylococceae. Im weiteren Vergleich mittels linearer Diskriminanzanalyse (LDA) zeigte sich im nasalen Mikrobiom der OSA-Gruppe ein signifikant höheres Vorkommen der Bakterienfamilie Xanthoerbacteraceae (p = 0,011) im Vergleich zur Kontrollgruppe. In der Kontrollgruppe wiederum traten die Bakterienfamilien Brucellaceae (p = 0,006), Burkholderiales incertae sedis (p = 0,002) und Eryspelothrichaceae (p = 0,021) signifikant häufiger auf. Bei den OSA-Patienten mit CPAP- Therapie zeigte sich im longitudinalen Vergleich sowohl nach 3 bis 6 Monaten als auch nach 6 bis 9 Monaten kein signifikanter Unterschied in der α-Diversität (p = 0,116) und β-Diversität (p = 0,971). In der Analyse der Untergruppen zeigten die Proben von Patienten mit mittelgradiger OSA (im Gegensatz zu Patienten mit schwergradiger OSA) eine statistisch signifikante Zunahme der α-Diversität nach 3 bis 6 Monaten (p = 0,018), während nach 6 bis 9 Monaten keine weiteren Veränderungen festgestellt wurden. Ferner nahm die Anzahl der Bakterien, für die in der linearen Diskriminanzanalyse ein signifikanter Unterschied zwischen moderater und schwerer OSA gefunden wurde, während der CPAP-Behandlung ab. Schlussfolgerungen: Zusammenfassend zeigte sich ein Anstieg der Biodiversität und eine Angleichung der Zusammensetzung des nasalen Mikrobioms von OSA-Patienten unter der CPAP-Therapie. Die eben genannten beobachteten Effekte können als Teil des therapeutischen Effekts oder auch als begünstigender Faktor der unerwünschten Nebenwirkungen der CPAP-Therapie gewertet werden. Wie bereits beschrieben kommt es unter CPAP-Therapie häufig zu Therapieabbrüchen aufgrund auftretender Nebenwirkungen wie unter anderem einer rhinitischen Beschwerdesymptomatik und darauffolgender mangelnder Compliance. Das Ziel weiterführender Untersuchungen sollte sein, ob durch die Modifikation des Mikrobioms, beispielsweise durch eine Probiotika-Therapie oder eine Mikrobiota- Transplantation, die Verbesserung der CPAP-Compliance erreicht werden kann.