Das Mikrobiom der Frau

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.

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.

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.

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. L. crispatus und, in geringerem Ausmaß, L. iners 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 L. iners 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. L. crispatus) oder erhöhten (z. B. Prevotella und Sneathia) Entzündungswerten und einem entsprechend unterschiedlichen HIV-Infektionsrisiko einhergingen.

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.

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.