Wheezing wird durch virale Atemwegsinfektionen begünstigt
Asthma ist eine komplexe chronische Erkrankung. Sie beeinflusst die Patienten und ihre Familien stark. Pfeifende Atemgeräusche, das sogenannte Wheezing, sind das Hauptsymptom bei Asthma. Ihr Auftreten in den frühen Lebensjahren wird insbesondere durch virale Infektionen verursacht und betrifft bis zur Hälfte aller Kinder bis zum Schulalter.
Rhinoviren und RSV stark beteiligt
Auslösende Viren sind vor allem Rhinoviren und das Respiratory Syncytial Virus (RSV). So zeigten Studien, dass RSV und Rhinovirus-Infektionen während der ersten drei Lebensjahren zu signifikanten strukturellen und immunologischen Veränderungen führen können, die das Risiko für Asthma erhöhen können.
Auch andere Viren stehen in Verdacht zum Auftreten von Wheezing beizutragen. So konnte beispielsweise das humane Metapneumovirus in <10% mit Wheezing und Asthmaexazerbationen bei allen Altersklassen in Verbindung gebracht werden. Bei den Influenzaviren ist die Beteiligung an Asthmaexazerbationen, dem Asthmabeginn oder der Persistenz unklar. Es konnte aber gezeigt werden, dass eine Immunisierung gegenüber Influenza Asthmaattacken verhindern kann.
Die Rolle von Bakterien bei der Asthmaentstehung
Unabhängig von viralen Infektionen konnte frühes Wheezing mit der Anwesenheit von Bakterien im Atemtrakt assoziiert werden. Insbesondere Streptokokkus pneumoniae, Hämophilus influenzae und Moraxella catarrhalis können während Wheezing-Episoden nachgewiesen werden. Die Kolonisation mit mehr als einem dieser Erreger während der neonatalen Zeit war zudem mit verschiedenen Asthmaphänotypen assoziiert.
Obere Atemwegsinfektionen triggern Wheezing
Obwohl es klare Hinweise dafür gibt, dass obere Atemwegsinfektionen als Wheezing-Trigger wirken, wird ihre Rolle auf den Asthmabeginn kontrovers diskutiert. Studien zeigten, dass insbesondere schwere RSV-Bronchiolitiden ein hohes Langzeitrisiko für Asthma und allergische Sensibilisierung darstellen. Andersherum resultierte eine Prävention von RSV-Infektion in einer 15%-igen Reduktion von Asthmafällen. Allerdings wird die Kausalität zwischen einem RSV-bedingten Wheezing und der Asthmaentwicklung diskutiert.
RSV-Infektionen scheinen zu veränderten Mikrobiom zu führen
RSV-Infektionen scheinen über ein verändertes Mikrobiom des oberen Atemwegtraktes zu einem nicht-atopischen Asthmaphänotyp beizutragen. Insbesondere konnte gezeigt werden, dass Rhinovirus-Koinfektionen mit mikrobieller Dominanz von Streptokokkus pneumoniae und Moraxella catarrhalis das Risiko für nachfolgendes Asthma bei hospitalisierten Kindern mit RSV-Bronchiolitis erhöhen. Auch eine geringe bakterielle Vielfalt in der Bettwäsche von gesunden Kindern war mit einem erhöhten Risiko assoziiert, später im Leben Asthma zu entwickeln.
Mechanismen des Atemweg-Remodelings
Während den frühen Lebensjahren reifen die Lunge und das Immunsystem. Studien zeigten, dass Kinder mit schwerem Wheezing bereits Zeichen des Atemwegs-Remodeling, wie beispielsweise eine vermehrte glatte Muskulatur der Atemwege, aufweisen. Auch sind beispielsweise Wachstumsfaktoren und Matrixmetalloproteasen bei nasalen Epithelzellen, die von Rhinoviren infiziert sind, hochreguliert. Rhinovirus-Infektionen fördern zudem extrazelluläre Matrixproteine und tragen so zum Remodeling der Atemwege und dadurch möglicherweise zur Asthmapersistenz bei. Zudem verstärken Infektionen die Angiogenese über verschiedene Zytokine.
Antivirale Immunsystemantwort
Die Immunsystemantwort beinhaltet bei verschiedenen Erkrankungen unterschiedliche Zytokinfreisetzungen. So wurden erhöhte IL-3- und IL-12p40-Level bei Patienten mit rezidivierendem Wheezing gefunden. Zudem zeigte sich insbesondere nach RSV-Infektionen eine TH2-betonte Immunantwort.
Weitere Studien demonstrierten beeinträchtigte Immunsystemantworten auf Rhinoviren. Diese führen zu einer verminderten epithelialen Apoptose und erhöhten Virusproliferation, wodurch Wheezing sowie die Exazerbation von Asthma möglicherweise begünstigt werden.
