Abstract
Microbial involvement in the pathogenesis have been suggested in both antineutrophil cytoplasmic antibody-associated vasculitis (AAV) and sarcoidosis, both of which have lung involvement. However, exhaustive research to assess the bacteria in the lung in AAV and in sarcoidosis have not been performed. We sought to elucidate the distinct dysbiotic lung microbiota between AAV and sarcoidosis. We used 16S rRNA gene high-throughput sequencing to obtain the bacterial community composition of bronchoalveolar lavage fluid (BALF) in patients with AAV (n = 16) compared to patients with sarcoidosis (n = 21). The patients had not undergone therapy with immunosuppressive medication when their BALF was acquired. No difference was observed in α-diversity between patients with AAV and patients with sarcoidosis when using all the detected taxa. We defined the taxa of the oral cavity by using the data of oral microbiota of healthy individuals from the Human Microbiome Project (HMP). The analysis using only oral taxa made the difference in α-diversity between AAV and sarcoidosis clearer compared with those using all the detected taxa. Besides, the analysis using detected taxa except for oral taxa also made the difference in α-diversity between AAV and sarcoidosis clearer compared with those using all the detected taxa. A linear negative relationship between the α-diversity and Birmingham vasculitis activity score (BVAS) was detected in the AAV group. The observed p-value for the effect of the disease groups on the ß-diversity was small while the effect of other factors including sex and smoking status did not have small p-values. By excluding oral taxa from all the detected taxa, we found a cluster mainly consisted of sarcoidosis patients which was characterized with microbial community monopolized by Erythrobacteraceae family. Our results suggested the importance of considering the influence of oral microbiota in evaluating lung microbiota.
Abstract aus Fukui S, Morimoto S, Ichinose K, et al.: Comparison of lung microbiota between antineutrophil cytoplasmic antibody-associated vasculitis and sarcoidosis. Sci Rep. 2020;10(1):9466.
Transfer in die Praxis von Dr. Nicolas C. Kahn (Heidelberg)
Hintergrund
ANCA-assoziierte Vaskulitiden sind Systemerkrankungen, die verschiedene Organe, unter anderem die Lungen und die Nieren, angreifen können. Die Produktion von anti-neutrophilen zytoplasmatischen Antikörpern (ANCA) wird in der Theorie durch exogene oder endogene Antigene getriggert, unter anderem möglicherweise auch durch Mikroorganismen.
Bei der Sarkoidose handelt sich um eine granulomatöse Erkrankung, die ebenfalls verschiedene Organe befallen kann und sich histologisch durch nicht-verkäsende Granulome charakterisiert. In der Vergangenheit wurde über verschiedene Erreger als mögliche Auslöser der Sarkoidose spekuliert, unter anderem z.B. Mykobakterien.
Ergebnisse der Studie
In ihrer Publikation stellen Herr Fukui und seine Kollegen die Hypothese auf, dass sie durch die Analyse der Mikrobiome bei ANCA-assoziierten Vaskulitiden (AAV) und Sarkoidose möglicherweise die potenziell auslösenden Erreger näher klassifizieren können.
Hierfür rekrutierten sie Patienten, bei denen eine AAV (Granulomatose mit Polyangiitis (GPA) und mikroskopische Polyangiitis (MPA)) oder eine Sarkoidose neu diagnostiziert worden war. Patienten mit nachgewiesener Mykobakteriose oder mit Erkrankungen, die der Sarkoidose histopathologisch ähneln könnten, wurden ausgeschlossen. Insgesamt 37 Patienten (16 mit AAV und 21 mit Sarkoidose) konnten in diese Studie eingeschlossen werden. Bei allen Patienten wurde eine bronchoalveoläre Lavage (BAL) zur Analyse von DNA des individuellen Mikrobioms gewonnen.
Die Ergebnisse wurden unter Berücksichtigung verschiedener Einflussfaktoren, wie z.B. Alter, Geschlecht und Raucherstatus, erstellt, um hierdurch zufällige Korrelation zu verhindern. Die Autoren betonen, dass die oropharyngeale bakterielle Flora der Patienten nicht individuell charakterisiert wurde, sondern hierzu zum Vergleich bereits publizierte Analysen herangezogen wurden (Daten des «Human Microbiome Project»). Insgesamt zeigte sich bezüglich der BAL, dass Patienten mit einer Sarkoidose, wie aus der Literatur zu erwarten, eine Lymphozytose zeigen, wohingegen Patient mit einer AAV eher zu einer Neutrophilie in der BAL neigten.
Die Autoren berichten, dass die Alpha-Diversität (beschreibt die Vielfalt des Mikrobioms an einem bestimmten Ort) negativ mit dem Birmingham Vasculitis Activity Score (BVAS) bei Patienten mit AAVs korreliert. Dieses Ergebnis bestätigt bereits publizierte Daten, bei denen für Nasenabstriche bei GPA-Patienten eine reduzierte Alpha-Diversität bei Patienten mit aktiver Erkrankung beschrieben wurde [1]. Darüber hinaus wurde kein signifikanter Unterschied in der Affektivität zwischen den Patientengruppen festgestellt.
Die Autoren betonen, dass über eine Migration der bakteriellen Flora aus dem naso- und oropharyngealen Raum in die Lunge spekuliert werden kann, jedoch eine spezifische Analyse der Mikrobiome an den unterschiedlichen Lokalisationen bei den gleichen Patienten vonnöten wäre, um die Interpretation der Ergebnisse zu erleichtern.
Es zeigte sich jedoch ein Cluster aus der Familie der Erythrobacteraceae (gramnegative aerobe coccoide Bakterien) bei Patienten mit Sarkoidose. Bislang gibt es über die Humanpathogenität dieser Bakterien-Familie keine gesicherten Erkenntnisse.
Darüber hinaus stellen die Autoren jedoch fest, dass Ergebnisse aus bereits publizierten Studien zum Mikrobiom bei den hier untersuchten Krankheitsentitäten nicht reproduziert werden konnten. Als wahrscheinlichsten Grund nennen die Autoren, dass nicht die gleichen anatomischen Regionen (z.B. Nasenrachenraum statt Lunge) und unterschiedliche Materialien (z.B. Abstriche statt BAL) in den verschiedenen Studien untersucht wurden und diese in Bezug auf das Mikrobiom nicht einfach vergleichbar sind. Ein weiterer Kritikpunkt an dieser Studie ist, dass keine vergleichenden Proben von gesunden Probanden für die Analyse herangezogen werden konnten.
Fazit für die Praxis
Zusammenfassend ist festzuhalten, dass die Theorie von bakteriellen Erregern als eine mögliche Ursache von AAVs und Sarkoidose durch die hier berichtete Analyse nicht weiter verfestigt werden konnte. Insbesondere zeigt die sehr aufwendig betriebene Studie jedoch, wie kompliziert das Analysieren von organspezifischen Mikrobiomen ist und wie viele verschiedene Faktoren bei der Planung einer solchen Studie berücksichtigt werden müssen.
Es bleibt die Hoffnung, dass die in vielerlei Hinsicht vielversprechende Mikrobiom-Forschung bei selteneren Erkrankungen bald mehr belastbare Ergebnisse wird vorweisen können, die dann vielleicht auch einen Einfluss auf die Diagnostik und Therapie dieses Patienten-Kollektivs haben wird.
Disclosure Statement
Hiermit erklären ich, dass keine Interessenskonflikte in Bezug auf den vorliegenden Kommentar bestehen.
