Virtsan viruksen häiriöt munuaissiirrossa

Yhteystiedot: Audrey Hu Whatsapp/hp: 0086 13880143964 Sähköposti:audrey.hu@wecistanche.com

Tara K. Sigdel et ai

Ihmisen mikrobiomi on tärkeä terveydelle ja sillä on rooli olennaisissa aineenvaihduntatoiminnoissa ja suojassa tietyiltä taudinaiheuttajilta. Sitä vastoin mikrobiomin dysbioosi nähdään eri sairauksien yhteydessä. Viimeaikaiset tutkimukset ovat osoittaneet, että monimutkainen mikrobiyhteisö, joka sisältää satoja bakteereja, kolonisoi terveitä virtsateitä, mutta vain vähän tiedetään ihmisten virtsateiden terveydestä ja sairauksista. Arvioida ihmisen virtsan viromin yhteydessämunuainenelinsiirron (tx) jälkeen virtsan viromin koostumuksen vaihtelut arvioitiin virtsanäytteissä normaaleista terveistä vapaaehtoisista sekä potilaista, joilla olimunuainensairaussen jälkeen, kun heille oli tehty munuaistx. Nestekromatografia-massaspektrometria/massaspektrometria-analyysi suoritettiin valitulle 142 kohortillemunuaisettx-potilaat ja normaalit terveet kontrollit, suuremmasta 770 biopankistamunuainenbiopsia vastaa virtsanäytteitä. Normaalin terveen kontrollivirtsan analyysin lisäksi kohorttimunuainentx-potilailla oli biopsialla vahvistettu fenotyyppiluokitus, joka oli sama kuin analysoitu virtsanäyte, stabiileista siirteistä (STA), akuutista hyljinnästä, BK-viruksen nefriittistä ja kroonisesta allograftin nefropatiasta. Tunnistamme 37 ainutlaatuista virusta, joista 29 tunnistetaan ensimmäistä kertaa ihmisen virtsanäytteistä. Ihmisen virtsan viromin koostumus vaihtelee terveys- ja munuaisvaurioiden osalta, ja virusproteiinien jakautumiseen virtsateissä voivat edelleen vaikuttaa IS-altistuminen, ruokavalio sekä ympäristön, ruokavalion tai ihon altistuminen erilaisille hyönteismyrkkyille ja torjunta-aineille.

Avainsanat: munuainentransplantaatio, viromi, virtsa, proteomiikka, biomarkkerit

Cistanche tubulosa ehkäisee munuaissairauksia, napsauta tästä saadaksesi näytteen

JOHDANTO

Ihmisen mikrobiomia on tutkittu laajasti erilaisissa bionesteissä, kuten veressä (1), virtsassa (2–4), syljessä (5, 6), aivo-selkäydinnesteessä (7) ja bronkoalveolaarisessa huuhtelussa (8, 9). ihmisten terveydestä ja sairauksista (10). Useita raportteja mikrobiomien arvioinnista ihmiskehon eri alueilla on raportoitu, mukaan lukien keuhkot ja suolet (11–15). Kuitenkin vain vähän tiedetään virtsan mikrobiomista ja sen muutoksista munuaisvaurion yhteydessä munuaisensiirron jälkeen (tx) (16, 17). Useimmat ihmisen mikrobiomitutkimukset ovat kartoittaneet 16S-rRNA:ta bakteerien profilointia varten (18), ja virtsan viromia tutkitaan vain vähän tietoja (19, 20), ja yhdessä julkaistussa tutkimuksessa on käytetty seuraavan sukupolven sekvensointia viruksen genomisen komponenttien kartoittamiseen. munuaisensiirtopotilaiden virtsassa (19).

Mikrobiomin dysbioosi liittyy useisiin sairauksiin, kuten tulehdukselliseen suolistosairauteen, paksusuolensyöpään, liikalihavuuteen ja keuhkosairauteen (21–25), mutta viromin muutoksista ihmisen kehon nesteissä, kuten syljessä, bronkoalveolaarisessa huuhtelussa, tiedetään vain vähän. ja virtsaa. On tunnustettu, että mikrobiomin eri komponentit suorittavat olennaisia ​​tehtäviä, mukaan lukien kofaktorien ja vitamiinien biosynteesi, välttämättömien yhdisteiden aineenvaihdunta ja estesuoja patogeeneja vastaan ​​(26–28). Samanlaisia ​​dysbioottisia ja suojaavia toimintoja voidaan myös katsoa johtuvan virtsan viromista; siksi on tärkeää varmistaa ihmisen viromin koostumus terveydessä ja sairaudessa. Tätä tutkimusta varten päätimme suorittaa nämä tutkimukset virtsasta terveydessä ja IS-altistumisen yhteydessä munuaisten tx:n jälkeen, vakaan munuaistoiminnan aikana ja munuaisten tx-vaurion yhteydessä. Tutkimuksen painopisteenä oli arvioida ihmisen virtsassa olevien peptidien ja niiden häiriöiden ja akuutin, kroonisen ja tarttuvan munuaisvaurion eri syiden aiheuttamia häiriöitä.

Mikrobiomi muuttuu ajan myötä ja korreloi organismien monimuotoisuuden kanssa. Mikrobiomianalyysi voidaan jakaa sekä rakenteelliseen analyysiin, joka perustuu operatiivisiin taksonomisiin yksiköihin, jotka perustuvat sekvenssifylogeniaan, että funktionaaliseen analyysiin, joka perustuu metagenomiseen sekvensointiin ja proteomiikkaan (29, 30). Tunnistettua mikrobiotaa eri sairauksissa voidaan tutkia edelleen viljelyn, funktionaalisen metagenomian sekä multipleksoidun immunofluoresenssin ja in situ -hybridisaation avulla. NIH:n ihmisen mikrobiomiprojekti on julkaissut ihmisen mikrobiomin 15 kehon alueella 300 yksilöstä (31).

MUNUAISTAUTIEN HOITO: CISTANCHE

MATERIAALIT JA MENETELMÄT

Yhteensä 142 ainutlaatuista näytettä arvioitiin biovarastosta, joka sisälsi vuoden 2016 IRB:n hyväksymän tietoisen suostumuksen aikuisten ja lasten näytteistä munuaistx-ohjelmista Stanfordin yliopistossa ja Kalifornian yliopistossa San Franciscossa. tx-laatikko, jossa on keskitetyt patologiset histologian lukemat ja osastopisteet käyttäen standardoitua Banff-skeemaa (32) munuaisten tx:n pisteytykseen vamman perusteella (kuva 1). Tutkimuksen hyväksyi San Franciscon Kalifornian yliopiston Human Research Protection Program. Virtsanäytteet fenotyypittiin vastaavan munuaisten bx-patologian perusteella viiteen ryhmään: terve kontrolli (HC; n=9), vakaa siirrännäinen (STA; n=40), akuutti hyljintä (AR; n {{). 7}}), krooninen allograft-nefropatia (CAN; n=39) ​​ja BK-virusnefriitti (BKVN; n=17). Virtsaa sentrifugoitiin 2,000 × g 4 asteessa 20 minuutin ajan virtsan sedimenttien poistamiseksi. Supernatantti vietiin 10 kDa:n suodatinkalvon läpi natiivipeptidien poistamiseksi koskemattomista proteiineista, joiden koko oli suurempi kuin 10 kDa. Kokonaisproteiini pilkottiin sitten trypsiinillä ja saadut tryptiset peptidit analysoitiin LC-MS-alustalla (Orbitrap Velos MS). Yksityiskohtaiset proteiinien valmistus- ja analyysimenetelmät on raportoitu muualla (33).

Ryhmämme luomaa räätälöityä MSGF plus -algoritmia (https://omics.pnl.gov/software/ms-gf) käytettiin etsimään MS/MS-spektrejä yhdistettyä ihmisen proteiinisekvenssitietokantaa ja NCBI-virustietokantaa vasten. Peptidit tunnistettiin alun perin tietokannasta tehdyllä haulla seuraavilla kriteereillä: MSGF-spektrin E-arvo (peptidin todennäköisyysarvo MS/MS-spektrin yhteensopivuuden kanssa pienemmällä arvolla, sitä suurempi todennäköisyys olla oikea vastaavuus).<10-10, peptide="" level="" q-value="" (false="" discovery="" rate="" estimated="" by="" targeted-decoy="" database="" search)="" to="" be=""><0.01, and="" mass="" measurement="" error=""><10 ppm="" (±5="" ppm).="" the="" decoy="" database="" searching="" methodology="" was="" used="" to="" confirm="" the="" final="" false="" discovery="" rate="" at="" the="" unique="" peptide="" level="" to="" be=""><1%. due="" to="" the="" anticipated="" higher="" false="" discovery="" rate="" for="" peptides="" from="" viral="" proteins,="" more="" stringent="" filtering="" criteria="" with="" msgf="" spectrum="" e="" value="" to="" be=""><1e-13 was="" applied.="" the="" false="" discovery="" rate="" was="" estimated="" to="" be="" nearly="" 0%="" based="" on="" the="" well-accepted="" target="" decoy="" searching="" strategy="" because="" no="" decoy="" hits="" were="" observed="" following="" this="" stringent="" cutoff.="" data="" are="" shown="" as="" percentages="" and="" mean="" ±="" sd.="" comparisons="" of="" different="" categories="" are="" done="" using="" anova="" and="" p="" values="" of=""><0.05 are="" considered="">

TULOKSET

Ryhmämme on aiemmin julkaissut yksityiskohtaisen analyysin biologisesti merkityksellisistä ihmisproteiineista näissä virtsanäytteissä, jotka on kerätty munuaissiirteen saajilta, joilla on erilaiset siirteen vaurioiden fenotyypit, minkä vahvistavat vastaava munuaissiirteen histopatologia biopsiassa, joka kerättiin samaan aikaan virtsanäytteen kanssa; nämä tiedot on tallennettu proteomiseen MassIVE-tietovarastoon (liityntä MSV000079262) ja ProteomeXchange-tietovarastoon (liityntä PXD002761) (33). Tässä tutkimuksessa keskityimme vain virusproteiinien tunnistamiseen ja analysointiin samassa munuaissiirtopotilaiden kohortissa, ja otettiin mukaan myös iän ja sukupuolen mukaan vastaavat terveet ihmisen kontrollivirtsanäytteet arvioidaksemme virusproteiineja sekä terveydessä että munuaisvauriossa. . On tärkeää huomata, että virtsan analysoiduista ihmisen ja virusproteiinien kokonaismäärästä virusproteiinit muodostavat yksinään<0.2% of="" the="" total="" identified="" proteins,="" highlighting="" the="" very="" low="" abundance="" of="" rather="" rare="" viral="" proteins="" in="" human="" urine,="" irrespective="" of="" the="" type="" of="" kidney="" injury,="" and="" irrespective="" of="" baseline="" immunosuppression="">

Tässä artikkelissa esitetyt tulokset ovat peräisin viruspeptidikartoituksesta, toisin kuin aiemmissa julkaisuissa raportoitu viruskomponenttien genominen sekvensointi (19). Ensimmäisenä analyysinä keskitymme virtsan virusproteiinien esiintyvyyteen, joka on spesifinen kullekin munuaisensiirtofenotyypille STA, AR, CAN ja BKVN, sekä terveen kontrollivirtsan viromiin verrattuna havaittuihin vaihteluihin. Kunkin näytteen virtsan virusproteiinitiedot arvioitiin näytteen runsauden suhteen suhteessa kyseisen viruksen keskimääräiseen tasoon koko näytepopulaatiossa. Havaitsimme, että keskimäärin 22 prosentilla (vaihteluväli 4–67 prosenttia) munuaisensiirtopotilaista virtsasta havaittiin erilaisia ​​virusproteiineja, pois lukien BKVN-potilaat, joiden virtsassa on odotettavissa BK-viruksen havaitsemista, koska nämä potilaat heillä on BK-virusinfektio virtsateissä ja munuaissiirrossa. Eri virusproteiinien jakautuminen eri tx-vauriotiloissa ja normaalissa terveydessä on esitetty esiintyvyyden lämpökartassa (kuva 2). Kaiken kaikkiaan tunnistettiin 57 virusproteiinia 37 ainutlaatuisesta viruksesta, joista monet olivat odottamattomia eikä niitä aiemmin kuvattu "kommensaaleiksi" ihmisen virtsassa. Näistä ainutlaatuisista viruksista 8 virusta oli yksijuosteisia RNA-viruksia, 1 virus oli yksijuosteinen RNA-RT-virus ja 28 virusta oli kaksijuosteisia DNA-viruksia (taulukko 1). Kaikilla potilailla 142 potilaasta virtsassa oli vähintään yksi virusproteiini, keskimäärin 10,23 ± 4,57 virusproteiinia/näytettä.

Ihmisen virtsan virusproteiinien esiintyvyys

Tutkitulla terveellä kontrolliryhmällä oli 20 ainutlaatuista virusproteiinia, joiden ryhmän keskiarvo oli 13,67 ± 1,32 virusproteiinia. Munuaistx-potilailla, joilla oli ylläpito-IS ja vakaa munuaisten tx-toiminta, oli tilastollisesti merkitsevästi pienempi yksittäisten virusten määrä ryhmässä (8,08 ± 2,78; p=7e-10) verrattuna terveeseen kohorttiin (normaali munuainen). toiminta ja normaali immuunijärjestelmä) ilman IS-altistusta. Sen sijaan STA-kohortissa havaitaan yhdeksän uutta virusproteiinia verrattuna terveisiin kontrolleihin, jotka kuuluvat seuraaviin viruksiin: Junin-virus, Cotesia congregata bracovirus, Agrotis segetum nucleopolyhedrovirus, Psittacid herpesvirus 1, Pseudocowpow-virus, Spodoptera frugiperda multiple nucleopolyhedroam viruses, japanilainen virus, mosavirus Cowpea mottle virus ja Helicoverpa zea yksi nukleopolyhedrovirus. Munuaisvaurio tx:n jälkeen (huolimatta jatkuvasta IS-altistuksesta) johtaa ainutlaatuisten virusproteiinien kokonaismäärän lisääntymiseen STA tx -kohortissa, ja virtsan virusproteiinien määrä lisääntyy merkittävästi CAN-potilasryhmässä (11,46 ± 3,52; p {{ 16}}e-10) ja BKVN-potilasryhmä (15,76 ± 5,65; p=13,7e-10). Virtsan virusproteiinien valikoima näyttää olevan melko erilainen eri tx-vauriokategorioissa (kuva 3). BKV-viruksen proteiinien esiintyvyys virtsassa nousee 60–70 prosenttiin AR:ssa, 70–80 prosenttiin CAN-potilailla ja 100 prosenttiin BKVN-potilailla (kuva 2), mikä korostaa, että BK-viruksen lisääntyminen virtsassa voi johtaa IS:n lisäyksestä, kuten AR-kategoriassa nähdään, ja pidemmällä tx:n jälkeisellä ajalla, kuten CAN-luokassa. BKVN-virtsanäytteet osoittavat odotetusti virtsan virusproteiinien suurimman eron. Neljää virusproteiinia, jotka ovat jatkuvasti läsnä kaikissa muissa näytteissä, mukaan lukien normaalit terveet kontrollit (Canarypox virus, Tacaribe virus, Simian virus 12, Acidianus filamentous virus 8), ei enää havaita BKVN-kohortissa. Koska BKV on DNA-virus, tutkimme, liittyvätkö virtsan viromin muutokset suurelta osin uusien DNA-virusten syntymiseen BKVN:ssä. Viisi uutta virusproteiinia havaitaan vain BKVN-kohortissa (Ectropis obliqua nucleopolyhedrovirus, Fowl adenovirus D, Taura-syndroomavirus, Invertebrate iridescent virus 6, Gallid herpesvirus 2). 4/5 BKVN-kohorttiviruksista oli kaksijuosteisia DNA-viruksia (taulukko 1).

Ihmisen virtsan virusproteiinien runsaus

Seuraavaksi arvioimme eri virusproteiinien runsautta kaikissa tx-potilaissa ja HC-virtsanäytteissä. Tutkituista 37 ainutlaatuisesta viruksesta seuraavat virukset olivat yleisimpiä STA IS -potilailla (Acidianus filamentous virus 8, Agrotis segetum nucleopolyhedrovirus, BK polyomavirus, Canarypox virus, Cotesia congregata bracovirus, Cowpea mottle virus, hypertrophy sylkirauhanen, Glossina pallidipes sylkirauhanen, Simian virus 12, Tacaribe virus), ja Marsellaviruksen lisääntynyt runsaus havaitaan sekä CAN:ssa että BKVN:ssä. Huolimatta munuaisensisäisestä BKV-viruksen aiheuttamasta infektiosta BKVN-potilailla, havaitsemme, että BK-viruksen alhainen taso havaitaan myös kaikissa tutkituissa tx-kategorioissa ja terveissä kontrolleissa, koska BK-virus on todennäköisesti normaali ihmisen virtsan kommensaali ja sen pysyvyys ihmisen uroepiteelissä. alhaisilla tasoilla lähes kaikilla tutkituilla HC- ja munuaistx-potilailla ei ole odottamatonta.

MUNUAISTAUTIEN HOITO: CISTANCHE

KESKUSTELU

Tutkimus mikrobiomin roolista elinsiirroissa (13, 17, 34) ottaa huomioon ruoan saannin, ruoansulatuksen, aineenvaihdunnan ja modulaation vaikutukset; tx- ja IS-lääkkeistä johtuva mikrobiotan dysbioosi on kuitenkin myötävaikuttava tekijä, joka vähentää vallitsevien mikrobien määrää ja johtaa myös yleisen monimuotoisuuden menettämiseen ja harvojen uusien hallitsevien mikrobipopulaatioiden syntymiseen (35). Erittäin mielenkiintoinen havainto tästä tutkimuksesta on, että vain 8 tässä aineistossa tunnistetusta 37 viruksesta on kuvattu aiemmin ihmisillä, ja monet niistä on myös kuvattu patogeenisiksi. Ihmisten infektioita on kuvattu joillakin tunnistetuilla viruksilla, mikä viittaa siihen, että niiden esiintyminen virtsassa saattaa liittyä yleisen systeemisen tai taustalla olevan munuaisvaurion patogeneesiin. Junin-virus (arenavirus) -infektio voi johtaa kliiniseen ihmissairauteen, johon kuuluu kuume, sekä kokonaisuuteen, joka tunnetaan nimellä Argentiinan verenvuotokuume (36). Tacaribe-virus on arenavirus, joka voi myös aiheuttaa ihmisen kuumetta ja verenvuototautia (36). HHV-6-virus on erittäin yleinen virus lapsilla ja aiheuttaa kuumetta, ripulia ja ihottumaa (37). Rinovirukset ovat yksijuosteisia RNA-viruksia, jotka ovat ihmisten tarttuvimpia aiheuttajia ja todennäköisimpiä flunssan syyllisiä (38). Acanthocystis-pinnan chlorellavirus 1 on ollut 44 prosentilla terveistä ihmisistä (39), ja sitä on kuvattu vain suunieluun, eikä sen tiedetä olevan patogeeninen ihmisille. Marseille-virus on nukleosytoplasminen suuri DNA-virus, jota on kuvattu ei-kuumeista lymfadenopatiaa sairastavien potilaiden veressä ja ulosteessa (40).

SV40-virus on DNA-polyoomavirus, joka on todennäköisesti viety ihmispopulaatioon saastuneiden rokotteiden kautta (41), ja tämän viruksen aiheuttama infektio saa usein samanaikaisesti BK-virusinfektion, mikä on lähes muuttumaton löydös tx-populaatiossa. Viimeaikaiset tutkimukset ovat myös korostaneet kroonisen SV40-infektion roolia ihmisen syöpissä (42). Vasta-aineet SV40:n T-antigeenia vastaan ​​ristireagoivat BK- ja JC-virusten T-antigeenien kanssa, jotka kaikki kuuluvat polyoomavirusperheeseen, ja SV40-värjäystä käytetään BK-virusinfektion diagnosoimiseen BKVN:ssä. BK-virukselle altistuminen munuaisissa havaitaan 90 prosentilla normaaliväestöstä, ja tietomme viittaavat siihen, että virtsan viromissa on jälkiä BK-virusproteiineista kaikissa terveissä verrokeissa, joista otettiin näyte.

BK-viruksen replikaatiota havaitaan 10–60 prosentilla munuaistx-potilaista, joiden on kuvattu erittelevän BK-virusta virtsassaan, minkä tietomme vahvistavat (kuva 2). BK-virus on piilevä munuaisten tubulusepiteelisoluissa, ja sen esiintyvyyden tiedetään lisäävän immuunijärjestelmän toimintahäiriöitä ja altistumista immunosuppressiolle (43). Tässä tutkimuksessa emme pystyneet tunnistamaan virtsan viromiin spesifisiä eroja, jotka voisivat erottaa AR- ja BKVN-ryhmät, vaikka nämä sairaudet ovat immunologisesti erilaisia ​​ja vaativat hyvin erilaisia ​​hoitomenetelmiä, eli immunosuppression minimointia BKVN:ssä ja lisääntynyttä immunosuppressiota AR:ssa. AR-luokka varmistettiin ja tutkitussa laatikkokudoksessa oli negatiivinen SV40-värjäys. Tästä huolimatta nämä tiedot viittaavat siihen, että BKVN:n havaitseminen saattaa olla aliraportoitu munuaistx-potilailla ja histologiset muutokset voivat olla hajanaisia, mikä johtaa BKVN-taudin alidiagnosointiin.

Jäljelle jäävistä 19 viruksesta, joita ei ole aiemmin kuvattu ihmisillä, seuraavia on havaittu käytettävän torjunta-aineina/hyönteismyrkkyinä (E. obliqua nucleopolyhedrovirus, Euproctis pseudoconspersa nucleopolyhedrovirus, Helicoverpa armigera nucleopolyhedrovirus, H. zea single nucleopolyhedrovirus). Kansanterveyskäytössä olevien torjunta-aineiden on tarkoitus rajoittaa taudin mahdollisuutta, mutta niiden on tiedetty päästävän ihmiskudoksiin/elimistön nesteisiin, jos niitä ei käsitellä asianmukaisesti, ja että luomuruokavaliot rajoittavat torjunta-aineiden määrää lasten virtsassa (44, 45). . Näiden virusproteiinien löytäminen ihmisen virtsanäytteistä herättää kysymyksen ympäristön altistumisesta näille aiemmin löytämättömille mahdollisille kontaminanteille.

Havainto joidenkin virusten 100-prosenttisesta esiintyvyydestä vain terveissä kontrolliryhmässä viittaa siihen, että on olemassa viruksia, jotka voivat esiintyä joko ilman haittaa tai joiden voidaan jopa olettaa auttavan immuunijärjestelmän mukautumisessa. Näiden virusten fylogeneettinen puuanalyysi voi olla mielenkiintoista, koska joillakin viruksilla, kuten bakteriofageilla, on tärkeä rooli terveydelle poistamalla patogeenisiä bakteereja ja auttamalla vahvistamaan synnynnäistä immuniteettia (16). Suojaavien virusten tai faagien väheneminen voi johtaa lisääntyneeseen bakteerien lisääntymiseen, mikä nähdään IS:n yhteydessä munuaistx:n jälkeen. IS-potilailla löydettyjen uusien viruslajien metagenominen sekvensointi voi tunnistaa, onko IS-altistuminen muuttanut joidenkin virusten vastustuskykyä tai vastustuskykyä, erityisesti sellaisten virusten, jotka ovat alttiimpia tulehdusta ja immuniteettia edistämään (16). Hopeananohiukkaskäsittelyn on osoitettu vähentävän suoliston virus- ja bakteeripopulaatioita, jotka ovat tulehdusta edistäviä (46). Musinofiiliset mikrobiomit voivat olla alttiimpia tarjoamaan ei-isäntäsuojaavaa immuniteettia, ja IS:tä sairastavien eosinofiilisten virusten/mikrobien menetys voi myös olla syynä lisääntyneeseen kystiitin ja virtsatieinfektioiden riskiin potilailla tx:n jälkeen.

Mikrobiomi leikkaa terveyden ja sairauden tilat. Torjunta-aineina/hyönteismyrkkyinä käytettyjen virusten uusi havaitseminen on yllättävä havainto. Sellaisten virusten tunnistaminen, joita ei odoteta esiintyvän virtsassa, viittaa siihen, että niiden alkuperä saattaa päästä elimistöön nieltynä (ruoan, veden tai muiden juomien, kuten maidon saastuminen) tai ihon kautta imeytymisen kautta (esim. väärä käsienpesu). Itse asiassa liittovaltion lain mukaan pieni torjunta-aine-/hyönteismyrkkyjäämä ihmisten ruoassa on tunnustettu ja hyväksytty (41, 47), vaikka kukaan ei ole tähän mennessä tutkinut niiden esiintymistä virtsassa. On myös mahdollista, että nämä virukset kolonisoivat tai tunkeutuvat virtsateihin nousevan infektion kautta, erityisesti IS:n yhteydessä munuaistx-potilaalla, jossa isännän immuunipuolustus on heikentynyt.

Näiden tulosten lisävalidointi arvioimalla ihmisen viromivalikoimaa erilaisissa maantieteellisissä ja demografisissa potilasryhmissä, joilla on eri syitä munuaisvaurioon, tunnistaa paremmin, onko tässä tutkimuksessa havaittu virusproteiinien kokoelma potilaalle, hänen maantieteelliselle sijainnilleen, demografia tai munuaissairauden alatyyppi. Lisävalidointitutkimukset virtsan virus-PCR-määrityksillä voivat tarjota nopean arvioinnin näiden virusten kliinisestä vaikutuksesta muihin munuaisvauriokohortteihin. Mielenkiintoista on, että tunnistettujen viruspeptidien valikoimassa emme havainneet yhtään faageja. Tämä johtuu menetelmästä, jota käytetään peptidien valmistukseen virtsan supernatantista, joka ei sieppaa bakteereja (jotka pelletoituvat), faagivirusten isäntänä (48). DNA-sekvenssianalyysiin perustuva viromiraportti ei myöskään tunnistanut faageja julkaistussa raportissa (19). Virtsan viromitutkimus, jossa käytettiin puhdistettua bakteriofagieristystä käyttämällä cesiumkloridin tiheysgradienttia, on raportoinut faagien tunnistamisesta (20). Kaikki nämä artikkelit tukevat sitä, että näytteen valmistelumenetelmät vaikuttavat mahdollisiin tuloksiin.

Kolonisaatiota, vastustuskykyä ja mikrobiekologiaa on kuvattu ja tutkittu hyvin mikrobi-infektioiden yhteydessä (49), ja on osoitettu, että antibioottihoito (tartuntojen hoidossa eläimissä, jotka muodostavat elintarviketuotteita tai osana antiviraalinen profylaksi tx-potilaille ensimmäisten 3–6 kuukauden aikana tx:n jälkeen) eliminoi monet kommensaaliset bakteeri- ja viruslajit suolesta ja muista ruumiinnesteistä ja vähentää antimikrobista puolustusta (50). Varhaisessa iässä tapahtuva mikrobiotan kolonisaatio muokkaa immuunijärjestelmää ja luo mahdollisuuden homeostaattiseen tilaan, joka tx:n ja IS:n yhteydessä voi vaikuttaa tulehdukseen, jos se häiriintyy. Tarkkuuslääketieteen lähestymistavat tulevaisuudessa saattavat haluta räätälöidä hoitoa "mikrobiotakeskeisestä" ja "isäntäkeskeisestä" lähestymistavasta tarkkuuslääketieteeseen. Viime aikoihin asti emme ole kiinnittäneet juurikaan huomiota ruoan mikrobiomiin ja ymmärrykseen siitä, että monet uudet infektiot voivat olla elintarvikkeiden levittäjiä. Nykyiset pyrkimykset kehittää metagenomiseurantatyökalu, joka arvioi erilaisten infektioiden – bakteeri-, virus- ja sieni-infektioiden sekä niiden sormenjälkien vaikutusta syömämme ruoan yhteydessä, joihin ympäristön lämpötila, eläinkohortin huono eloonjäämisen syy-yhteys voi vaikuttaa, ja maatalouskäytännöt mukaan lukien maaperän käsittely (maan metyylibromidikäsittely torjunta-aineena johtaa Bacillus-lajien valtavaan lisääntymiseen), vesilähteet [eri mikrobikuormitukset lampissa vs. kaivon vesi (51)], ravintokasvilajikkeen genetiikka, joka voi johtaa kasvien muuttuneeseen puolustuskykyyn mikrobeja, kasveja ja torjunta-aineita vastaan ​​(51). Virus- ja bakteerilipoproteiinit voivat olla vastuussa immuunimoduloivista ominaisuuksista, ja viimeaikaiset tutkimukset viittaavat myös synnynnäisen immuniteetin vuorovaikutukseen mikrobiomien monimuotoisuuden säätelyssä ja infektioiden hallinnassa spesifisten solulinjojen, kuten limakalvon invarianttien T-solujen (MAIT-solujen) toimesta. Tästä syystä lisätutkimukset, jotka keskittyvät ihmiskudosten mikrobien monimuotoisuuden syy-yhteyteen ja sen vaikutuksiin tulehduksiin ja immuunivasteisiin, ovat ensiarvoisen tärkeitä osana tulevaa tutkimusta.

MUNUAISTAUTIEN HOITO: CISTANCHE

EETIIKKA LAUSUNTO

Kaikki tutkimusnäytteet kerättiin lapsilta ja nuorilta aikuisilta, joille oli siirretty vuosina 2000–2011 Stanfordin yliopiston Lucile Packardin lastensairaala. Stanfordin yliopiston lääketieteellisen koulun ja UCSF Medical Centerin eettiset komiteat hyväksyivät tutkimuksen. Kaikki aikuispotilaat ja ei-aikuisten potilaiden vanhemmat/huoltajat antoivat kirjallisen tietoisen suostumuksen osallistua tutkimukseen Helsingin julistuksen mukaisesti.

TEKIJÄT

MS ja TS osallistuivat tutkimuksen suunnitteluun; SN, TS, NM ja MS osallistuivat artikkelin kirjoittamiseen ja tulosten tulkintaan; NM suoritti tilastolliset analyysit ja tulosten arvioinnin; CN, KB-J ja W-JQ loivat ja käsittelivät raakadataa.

RAHOITUS

Kiitämme Kalifornian yliopiston San Franciscon tuesta. Kirjoittajat tunnustavat NIDDK R01DK083447 (MS), DP3 DK110844 (W-JQ) ja P41 GM103493 (W-JQ) rahoitustuen.

MUNUAISTAUTIEN HOITO: CISTANCHE

VIITE

1. Potgieter M, Bester J, Kell DB, Pretorius E. Lepotilan veren mikrobiomi kroonisissa tulehdussairauksissa.FEMS Microbiol Rev(2015) 39(4):567–91. doi:10.1093/female/fuv013

2. Zhang Y, Zhao F, Deng Y, Zhao Y, Ren H. Metagenominen ja metabolominen analyysi triklooriasetamidin aiheuttamien suoliston mikrobiomien ja virtsan metabolomien häiriöiden toksisista vaikutuksista hiirillä.J Proteome Res(2015) 14(4):1752–61. doi: 10.1021/pr5011263

3. Lewis DA, Brown R, Williams J, White P, Jacobson SK, Marchesi JR, et ai. Ihmisen virtsan mikrobiomi; bakteeri-DNA oireettomien aikuisten virtsassa.Edessä Cell Tartuttaa Microbiol(2013) 3:41. doi:10.3389/fcimb.2013.00041

4. Fouts DE, Pieper R, Szpakowski S, Pohl H, Knoblach S, Suh MJ, et ai. Integroitu seuraavan sukupolven 16S rDNA:n sekvensointi ja metaproteomiikka erottavat terveen virtsan mikrobiomin oireettomasta bakteriuriasta neuropaattisessa virtsarakossa, joka liittyy selkäydinvaurioon.J Käännös Med(2012) 10:174. doi:10.1186/1479-5876-10-174

5. Lim Y, Totsika M, Morrison M, Punyadeera C. Keräysmenetelmät tai DNA-uuttoprotokollat ​​vaikuttavat minimaalisesti syljen mikrobiomiprofiileihin.Sci Rep(2017) 7(1):8523. doi:10,1038/s41598-017-07885-3

6. Nasidze I, Quinque D, Li J, Li M, Tang K, Stoneking M. Vertaileva analyysi ihmisen syljen mikrobiomidiversiteetistä viivakoodien pyrosekvensointi- ja kloonausmenetelmillä.Anaali Biochem(2009) 391(1):64–8. doi:10.1016/j.ab.2009.04.034

7. Wang Y, Kasper LH. Mikrobiomin rooli keskushermoston häiriöissä.Aivot Behav Immun(2014) 38:1–12. doi:10.1016/j.bbi.2013.12.015

8. Lee SH, Sung JY, Yong D, Chun J, Kim SY, Song JH jne. Keuhkosyöpäpotilaiden bronkoalveolaarisen huuhtelunesteen mikrobiomin karakterisointi verrattuna hyvänlaatuisiin massamaisiin leesioihin.Lung Syöpä(2016) 102:89–95. doi:10.1016/j.lungcan.2016.10.016

9. Twigg HL III, Morris A, Ghedin E, Curtis JL, Huffnagle GB, Crothers K, et ai. Bronkoalveolaarisen huuhtelun käyttö hengityselinten mikrobiomin arvioimiseksi: signaali melussa.Lansetti Hengitä Med(2013) 1(5):354–6. doi:10.1016/S2213-2600 (13)70117-6

10. Human Microbiome Project Consortium. Kehys ihmisen mikrobiomitutkimukselle.Luonto(2012) 486(7402):215–21. doi:10.1038/luonto11209

11. Kroemer A, Elsabbagh AM, Matsumoto CS, Zasloff M, Fishbein TM. Mikrobiomi ja sen vaikutukset suoliston siirtoon.Curr Opin Urut Elinsiirto(2016) 21(2):135–9. doi:10.1097/MOT.0000000000000278

12. Weber D, Oefner PJ, Hiergeist A, Koestler J, Gessner A, Weber M, et ai. Alhaiset virtsan indoksyylisulfaattitasot varhain transplantaation jälkeen heijastavat häiriintynyttä mikrobiomia ja liittyvät huonoon lopputulokseen.Veri(2015) 126(14):1723–8. doi:10.1182/veri-2015-04-638858

13. Vindigni SM, Surawicz CM. Suoliston mikrobiomi: kliinisesti merkittävä toimija transplantaatiossa?Asiantuntija Rev Clin Immunol(2015) 11(7):781–3. doi:10.{6}}/1744666X.2015.1043894

14. Becker J, Poroyko V, Bhorade S. Keuhkojen mikrobiomi keuhkonsiirron jälkeen.Asiantuntija Rev Hengitä Med(2014) 8(2):221–31. doi:10.1586/17476348.20 14.890518

15. Hartman AL, Lough DM, Barupal DK, Fiehn O, Fishbein T, Zasloff M, et ai. Ihmisen suoliston mikrobiomi siirtyy vaihtoehtoiseen tilaan ohutsuolen siirron jälkeen.Proc Natl Acad Sci U S A(2009) 106(40):17187–92. doi: 10.1073/pnas.0904847106

16. Rani A, Ranjan R, McGee HS, Andropolis KE, Panchal DV, Hajjiri Z et ai. Munuaisensiirtopotilaiden virtsan mikrobiomi paljastaa dysbioosin, joka voi aiheuttaa antibioottiresistenssin.Käännös Res(2017) 181:59–70. doi: 10.1016/j. trsl.2016.08.008

17. Fricke WF, Maddox C, Song Y, Bromberg JS. Ihmisen mikrobiotan karakterisointi munuaisensiirron aikana.Olen J Elinsiirto(2014) 14(2):416–27. doi:10.1111/ajt.12588

18. Lee JR, Muthukumar T, Dadhania D, Toussaint NC, Ling L, Pamer E, et ai. Suoliston mikrobiyhteisön rakenne ja komplikaatiot munuaisensiirron jälkeen: pilottitutkimus.Elinsiirto(2014) 98(7):697–705. doi:10.1097/ TP.0000000000000370

19. Rani A, Ranjan R, McGee HS, Metwally A, Hajjiri Z, Brennan DC, et ai. Monipuolinen viromi munuaisensiirtopotilailla sisältää useita viruksen alatyyppejä, joilla on selkeät polymorfismit.Sci Rep(2016) 6:33327. doi: 10.1038/srep33327

20. Santiago-Rodriguez TM, Ly M, Bonilla N, Pride DT. Ihmisen virtsan viromi liittyy virtsatietulehduksiin.Edessä Microbiol(2015) 6:14. doi:10.3389/fmicb.2015.00014