Mikrobiom-Übertragung auf Neugeborene
Zwei Studien lieferten kürzlich Daten zur Erstbesiedlung des Babys durch Mikroben: Sowohl die Geburtsmethode als auch der enge Kontakt zu den Eltern, das Stillen, sowie der Geburtsort haben Einfluss. Diese Daten erweitern laut Forschenden den Wissensstand zur Mikrobiom-Übertragung nach der Geburt.1,2
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Redaktion: Dr. Linda Fischer
Wie die Mikroorganimsen im Darm zusammengesetzt sind, hat Einfluss auf die Gesundheit des Menschen. Aber erst ab der Geburt werden Haut und Darm nach und nach besiedelt.
In 2 aktuellen Studien untersuchten Forscherinnen und Forscher Aspekte, die zu der Übertragung von Mikroben auf Neugeborene beitragen. Bekannt ist, dass die ersten Mikroben, die den Darm eines Babys nach der Geburt besiedeln, primär von der Mutter auf das Kind übertragen werden.
Ergebnisse eines Forschungsteams um den niederländischen Wissenschaftler Willem de Vos zeigen nun aber, dass auch der Kontakt zum Vater eine Rolle spielt. Darüber hinaus untersuchte sein Team, inwieweit eine mütterliche fäkale Mikrobiom-Transplantation (FMT) die Mikrobiom-Übertragung von Mutter auf Kind unterstützen kann1.
Mikrobiom-Transplantation könnte ausgleichend wirken
Die mikrobielle Besiedlung des Neugeborenen kann durch einen Kaiserschnitt oder Antibiotika während der Geburt gestört werden. Bei der FMT erhält das Baby daher nach der Geburt gereinigte Darmmikroben der Mutter ergänzend zur Muttermilch. Eine erste Machbarkeitsstudie veröffentlichten die Forschenden im Jahr 2020 mit 7 Mutter-Kind-Paaren3.
Das Mikrobiom der durch Kaiserschnitt geborenen Babys, die eine FMT erhielten, wurde bis 3 Monate nach der Geburt ausgewertet. Für die aktuelle Studie wurde die Entwicklung derselben 7 Paare nun 12 Monate lang nach der Geburt beobachtet. Daraus leitet das Forschungsteam ab, dass FMT mögliche Abweichungen in der Mikrobiom-Übertragung ausgleichen kann.
Darüber hinaus verglichen die Forschenden das Darmmikrobiom von 53 Familien (Mutter, Vater, Kind), in denen das Kind vaginal geboren wurde, mit 21 Familien, in denen das Kind per Kaiserschnitt zur Welt kam. Aus den Daten geht laut Autorinnen und Autoren hervor, dass Mikroben auch durch den Kontakt zum Vater auf das Kind übertragen werden.
Weitere Einflüsse auf Mirkobiom: Entbindungsart, -ort und Stillen
In der zweiten Studie analysierte eine spanisch-italienische Forschungsgruppe den Einfluss von Geburtsumgebungen und der Geburtsmethode auf die Mikrobiom-Übertragung2. Dazu untersuchten sie das Mikrobiom von im Krankenhaus vaginal oder per Kaiserschnitt entbundenen und zu Hause vaginal geborenen Säuglingen und ihre Mütter.
Das Ergebnis: Während die Entbindungsart hauptsächlich die Unterschiede in der anfänglichen Zusammensetzung erkläre, beeinflusse der Geburtsort den Zeitpunkt und die Dauer der Übertragung. Zudem spielt das Stillen eine wichtige Rolle für das dauerhafte Ansiedeln der übertragenen Darm-Mikroben.
Fachstimmen
Prof. Dr. Mathias Hornef, Direktor des Instituts für Medizinische Mikrobiologie, Uniklinik RWTH Aachen
Erkenntnisse der Studien
„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.“
„Der Erwerb von bakteriellen Stämmen beim Kind geschieht gleichförmig über das erste Jahr. Gemeinsame Stämme bei Mutter und Kind werden vermehrt in den ersten 6 Monaten und bei Hausgeburt gefunden. Kurz nach einem Kaiserschnitt werden Übertragungen vermindert beobachtet.“
„Die Arbeit bestätigt außerdem Unterschiede im Mikrobiom nach Kaiserschnitt sowie den Unterschied zwischen einer Krankenhaus- und Hausgeburt.“
„Die Studie weist Limitationen auf: Zum einen wurden in den Untersuchungen der Muttermilch nur 6 Proben mit signifikanten Reads gefunden, das schränkt die Aussagekraft der Untersuchung ein. Zweitens, die Methode der Metagenoma-Analyse ist 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 werden nicht berücksichtigt. Abschließend sind Hausgeburten mit längerer Muttermilchgabe assoziiert, hier ergibt sich also die Gefahr für einen Bias.“
„Die zweite Studie von Dubois et al. zeigt wie erwartet, dass FMT die verminderte Transmission nach Kaiserschnitt kompensieren und sogar ‚überkompensieren‘ kann und damit die Besiedlung durch opportunistische Pathogene vermindert wird (siehe3 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 6 Monaten höher ist – und das auch nur nach vaginaler Geburt.“
„Die Studie zeigt weiterhin, dass die Milchzucker-abbauenden Bakterien vor allem im ersten Lebensjahr den Darm besiedeln, was allerdings schon bekannt war und mit der Muttermilchernährung korreliert. Die Mutter-Kind Transmission wird durch FMT nach Kaiserschnitt erhöht, das war zu erwarten.“
Welches Nutzen-Risiko-Verhältnis weist eine FMT auf?
„Das kann man nicht abschließend sagen. Die Studie zeigt nur, dass eine FMT 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 kritisch wäre, könnte eine FMT ein Mittel sein, diese Anwesenheit früh nach Kaiserschnitt sicherzustellen4. Eine Infektionsgefahr geht von der FMT eher nicht aus.“
„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.“
„Die Autoren der Studien argumentieren, dass die FMT eine Kolonisationsresistenz bei den Babys erhöht – eine Widerstandsfähigkeit gegen die Besiedlung mit ‚potenziell pathogenen Keimen‘ in den ersten 6 Monaten. Unklar bleibt, wie relevant das klinisch ist.“
Maßnahmen für eine erfolgreiche Mikrobiom-Übertragung
„Damit sich ein gesundes Darmmikrobiom beim Baby ausbilden kann, sind die vaginale Geburt und die Gabe von Muttermilch die besten Voraussetzungen. Bei einem Kaiserschnitt sollte eine perioperative Antibiotikaprophylaxe ggf. erst nach Unterbrechung der Nabelschnur durchgeführt werden. Eine FMT könnte ggf. Defizite bei der Mikrobenübertragung ausgleichen, allerdings wäre die Gabe von etablierten kontrollierten Bakterienkonsortien einer FMT vorzuziehen.“
PD Dr. Verena Bossung, Fachärztin für Gynäkologie und Geburtshilfe sowie für spezielle Geburtshilfe und Perinatalmedizin in der Klinik für Geburtshilfe, Universitätsspital Zürich, Schweiz
Erkenntnisse der Studien
„Die Publikation von Selma-Royo et al. ist eine Beobachtung von 34 Mutter-Kind-Paaren im ersten Jahr nach Geburt. Der Unterschied zwischen Haus- und Klinikgeburt auf das kindliche Darmmikrobiom war auch nach 6 Monaten noch nachweisbar, wohingegen der Effekt des Geburtsmodus 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. wurden Mutter-Vater-Kind-Paare nach vaginaler Geburt und Kaiserschnitt über ein Jahr beobachtet. Bei 7 Mutter-Kind-Paaren mit Kaiserschnittgeburt wurde zudem der Einfluss einer FMT nach Geburt untersucht. 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. 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.“
Fäkale Mikrobiom-Transplantation
„Vor dem Hintergrund, dass das mütterliche Darmmikrobiom entscheidend bei der Besiedlung des kindlichen Darms zu Beginn des Lebens ist, erscheint FMT sinnvoller als z. B. ein Vaginal Seeding. 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 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 auch Krankheitserreger von der Mutter auf das Neugeborene übertragen werden könnten.“
Maßnahmen für eine erfolgreiche Mikrobiom-Übertragung
„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, bzw. exklusives Stillen ist von Vorteil. Insbesondere nach einem Kaiserschnitt ist dies noch wichtiger als nach vaginaler Geburt. Eine Geburt außerhalb der Klinik, bzw. 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 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.“
Prof. Dr. Christoph Härtel, Direktor der Kinderklinik, Universitätsklinikum Würzburg
Forschungsstand zum Mikrobiom-Transfer nach Geburt
„Jüngste Arbeiten können zeigen, dass die eingeschränkte oder gestörte Übertragung der mütterlichen Mikrobiota in bestimmten Entwicklungszeiträumen mit einem langanhaltenden Effekt auf die kindliche Gesundheit korreliert sein kann. Diskutiert werden u. a. 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. Jüngste Studien belegen, dass Stillen, Haut-Haut-Kontakt und Antibiotika-Stewardship kompensierende Maßnahmen darstellen.“
Erkenntnisse der Studien
„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. 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? Die Studie bestätigt zudem das Ergebnis zahlreicher vorheriger Studien, dass die Muttermilch ein entscheidender Modulator des kindlichen Mikrobioms im ersten Lebensjahr ist. Einschränkend muss betont werden, dass die Fallzahl der Studie gering ist. Zudem ist die Hausgeburt in Deutschland im Vergleich zu anderen Ländern wie den Niederlanden ein eher seltenes Ereignis. Sie betrifft in Deutschland jährlich etwa 1,5 %.“
„Bei der Studie von Dubios et al. handelt es sich um eine detaillierte Untersuchung einer finnischen Neugeborenenkohorte von 74 Kindern zu verschiedenen Zeitpunkten innerhalb des Säuglingsalters. 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 12 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 eine klarere Sprache spricht. Das väterliche Mikrobiom ist also ein komplementärer Faktor für die Mikrobiom-Entwicklung des Kindes, eine zentrale Erkenntnis, die das Ansinnen unterstützt, dass auch die Väter frühzeitig Haut-Haut-Kontakt mit ihrem neugeborenen Baby haben sollten.“
Fäkale Mikrobiom-Transplantation
„Die Studie von Dubios et al. zeigt zudem 12-Monats-Daten einer bereits publizierten Kohorte von 7 finnischen Neugeborenen3, die per Kaiserschnitt geboren wurden und in der ersten Milchmahlzeit den Transfers von mütterlichem Stuhl erhielten. Im Alter von 3 Monaten glich das Mikrobiom der FMT-behandelten Kinder eher dem Mikrobiom vaginal geborener Kinder als dem unbehandelter Kaiserschnittkinder. Die 12-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 keine Aussagen darüber getroffen werden, ob die mikrobiellen Unterschiede wirklich eine Bedeutung für die Gesundheit haben. Dies betrifft auch die unzureichende Aussagekraft über Sicherheitsaspekte des FMT. Damit bestätigt diese Studie die Machbarkeit der FMT und die Idee, eine partielle Kompensation des Mikrobioms zu erwirken. Viele Fragen zu diesem zusätzlichen Boost an ‚guten’ Bakterien bleiben aber noch zu unbeantwortet, um FMT im klinischen Alltag zu empfehlen.“
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