Das Darmmikrobiom bei Lungenkrebspatienten könnte Behandlungsergebnisse beeinflussen

Eine Forschergruppe in China untersuchte Unklarheiten zum Zusammenhang zwischen Darmflora und Ergebnissen der Chemotherapie. Eingeschlossen wurden Patienten mit lokal fortgeschrittenem (Stadium 3) oder fortgeschrittenem (Stadium 4) Lungenkrebs. Insgesamt waren es 64 Patienten unter Erstlinienchemotherapie. Für sie wurden außerdem folgende Voraussetzungen angegeben:

• Keine klinische Diagnose einer psychischen Störung
• Keine Autoimmun-, Stoffwechsel- oder gastrointestinalen Erkrankungen
• Keine frühere Operation am Magen-Darm-Trakt
• Keine andere frühere Krebsbehandlung
• Keine akute oder chronische Infektion in den letzten sechs Monaten
• Keine Antibiotika, Probiotika oder Steroide in den letzten sechs Monaten
• Keine Strahlen-, zielgerichtete oder Immuntherapie beziehungsweise Operation wegen des Krebses

Verwendet wurden Daten aus Stuhlproben dieser 64 geeigneten Studienteilnehmer. Erfasst wurden außerdem Alter, Geschlecht, Raucherstatus, pathologischer Tumortyp, klinisches Stadium, Chemotherapieschema, Wirksamkeit und Nebenwirkungen. Vier Wochen vor Behandlungsbeginn wurde die Tumorgröße mit Computertomografie (CT) und/oder Magnetresonanztomografie (MRT) beurteilt. Zusammensetzung, Vielfalt, Funktion und Stoffwechselwege der Mikrobiota wurden zwischen Patienten mit unterschiedlichen klinischen Ergebnissen verglichen.

Was ist die Mikrobiota? Die harmlosen Mikroorganismen, die mit uns im Körper leben und Viren, Bakterien oder Pilze sein können, heißen Mikrobiom, Mikrobiota oder Flora. Am dichtesten sind sie im Darm, danach auf der Haut, im Mund und in der Scheide. Die Darmmikrobiota wiegt etwa 1,5 Kilo und wird aufgrund ihrer Funktion und ihres Gewichts inzwischen als Organ angesehen. Wir leben mit diesen nützlichen Mikroorganismen in gegenseitigem Nutzen.

Welche Ergebnisse lieferte die Studie?

Von 64 Patienten sprachen 33 auf Chemotherapie an, 31 nicht. Nach der Varianzanalyse nahmen bei den Ansprechenden Streptococus muttans und Enterococcus casseliflavus zu (P < 0,05), während bei den Nichtansprechenden Leuconostoc lactis und Eubacterium siraeum unter den 11 angestiegenen Bakterien waren (P < 0,05).

Laut Lefse-Analyse waren Ansprechende mit deutlich höheren Mengen an Acidobakterien und Granulicella verbunden, während Streptococcus oligofermentans, Megasphaera micronuciformis und Eubacterium siraeum bei Nichtansprechenden häufiger waren.

Streptococcus mutans und Enterococcus casseliflavus wurden mittels unüberwachter Clusteranalyse als mit Ansprechen verbundene bakterielle Marker identifiziert; Leuconostoc lactis und Eubacterium siraeum waren mit Nichtansprechen verbunden.

Der krankmachende Mechanismus des Rauchens ist ein bekannter Lungenkrebs-Risikofaktor. Bei langjähriger Rauchervorgeschichte war Streptococcus thermophilus deutlich vermindert. Streptococcus thermophilus besitzt in vitro probiotische Eigenschaften und eine Antikrebsaktivität. Deshalb ist weiter zu untersuchen, ob Rauchen die Darmflora aus dem Gleichgewicht bringt und dadurch die Gesundheit des ganzen Körpers beeinflusst.

Unterschiedliche Krebsarten scheinen eigene Merkmale der Darmmikroben zu haben. Auch Lungenkrebspatienten mit unterschiedlicher Pathologie zeigten verschiedene mikrobielle Zeichen. Beispielsweise waren mehrere Bakterien wie Blautia obeum und Akkermansia muciniphila nur bei metastasiertem Lungenkrebs erhöht. Collinsella intestinalis war beim Lungenadenokarzinom vermindert, bei kleinzelligem Lungenkrebs dagegen erhöht. Mitsuokella multacida und Alloscardovia omnicolens waren beim Plattenepithelkarzinom der Lunge erhöht. Unterschiede der Flora nach pathologischem Typ könnten weiter untersucht werden, um Patienten ohne ausreichende Voraussetzungen für eine Nadelbiopsie einen weiteren möglichen diagnostischen Ansatz zu bieten.

Die folgende Abbildung zeigt außerdem die in der Studie erfassten Unterschiede der Flora nach Metastasenorten, die eine Grundlage individueller Behandlung bilden könnten.

Erläuterung der Abbildung: Heatmap der Beziehungen zwischen Bakterienarten und klinischen Phänotypen. Die Farben zeigen Korrelationskoeffizienten (r): Rot bedeutet perfekt positive, Violett negative und Weiß fehlende Korrelation. Dunklere Farben stehen für stärkere Zusammenhänge. Sterne geben den P-Wert an: ein Stern (*) bei P < 0,05, zwei (**) bei P < 0,001 und drei (***) bei P < 0,001.

Was bedeuten die Ergebnisse?

Das Darmmikrobiom könnte ein veränderbarer Faktor für Wirksamkeit und Toxizität der Krebsbehandlung sein. Die Studie ist der erste ausführliche Bericht einer metagenomischen Profilierung bei Lungenkrebspatienten unter Erstlinienchemotherapie. Sie zeigte Korrelationen mit klinischen Phänotypen und identifizierte spezifische Kandidaten für die Vorhersage von Chemotherapieergebnissen. Dies erweitert das Verständnis des Einflusses des Darmmikrobioms auf die Wirksamkeit und eröffnet weitere Forschung.

Behandlungsergebnisse bei Krebs unter Chemotherapie oder deren Kombination mit Immuntherapie sind positiv mit bestimmten Darmmikrobiota-Arten wie Bacteroides ovatus und Bacteroides xylanisolvens verbunden. Der Zusammenhang zwischen spezifischer Flora und Chemotherapieergebnissen bei Lungenkrebs bleibt jedoch unklar. Die Studie schlug dazu mikrobielle Biomarker vor. Eine Zunahme von Streptococcus mutans und Enterococcus casseliflavus scheint mit besseren Chemotherapieantworten verbunden zu sein.

Die biologischen Mechanismen, durch die die besprochenen Bakterien ein Therapieansprechen verbessern, sind unbekannt. Deshalb müssen die Befunde durch vertiefte Experimente in einem Mausmodell untersucht werden.

Welche Schwächen hat die Studie?

Wegen der kleinen Stichprobe von 64 Patienten war keine umfassende, systematische Profilierung mikrobieller Biomarker für Chemotherapieergebnisse bei Lungenkrebs möglich. Größere Stichproben müssen die Ergebnisse weiter bestätigen und die Entwicklung eines Vorhersagemodells ermöglichen.

Eine weitere Einschränkung: Obwohl die Wirksamkeit der ausgewählten Marker in Gruppen mit nichtkleinzelligem und kleinzelligem Lungenkrebs bestätigt wurde, sind für höhere Genauigkeit Untergruppenanalysen nötig.

Zusammenfassend beschreibt die Studie die Darmmikrobiota bei unterschiedlichen Chemotherapieergebnissen. Dies ist ein wichtiger erster Schritt zum Verständnis des Zusammenhangs zwischen Darmmikrobiom und Chemotherapiewirksamkeit bei Lungenkrebs.