A széklet virom metagenomikája az enterovírus és a glutén mennyiség kumulatív hatását jelzi

Nagy mennyiségű glutén bevitele növeli a lisztérzékenység kockázatát genetikailag hajlamos gyermekeknél.

A gyomor-bélrendszeri fertőzések a celiakia fokozott kockázatával járnak.

Mik az új eredmények?

A széklet virómájának prospektív metagenomikai szűrése azt mutatja, hogy az 1 és 2 éves kor közötti széklet enterovirális expozíció kumulatív száma a celiakia autoimmunitásának fokozott kockázatával jár.

Kölcsönhatás áll fenn az 1 és 2 év közötti kumulatív enterovirális expozíció és a glutén kumulatív bevitele között 2 éves korig, a lisztérzékenység autoimmunitásának kockázatával összefüggésben.

Az enterovírusok hatása a lisztérzékenység autoimmunitására nagyobb, ha nagyobb mennyiségű glutént fogyasztanak.

Hogyan befolyásolhatja belátható időn belül a klinikai gyakorlatot?

Ez a tanulmány azt sugallja, hogy az élet korai szakaszában az enterovírusos fertőzéseket a magas gluténbevitel erősíti, ami genetikailag hajlamos gyermekeknél kiválthatja a lisztérzékenység kialakulását.

További vizsgálatokra van szükség ezen interakció lehetséges patogenetikai mechanizmusainak értékeléséhez, amelyek új lehetőségeket kínálhatnak a lisztérzékenység megelőző stratégiáinak kidolgozására.

Bevezetés

Az autoimmun betegségek előfordulása gyorsabban növekszik, mint amit a genetikával meg lehet magyarázni, támogatva a környezeti tényezők szerepét a betegség patogenezisében. 1 A lisztérzékenységre, a diétás glutén által vezérelt krónikus vékonybél enteropátiára, a szöveti transzglutamináz elleni autoimmun válasz jellemző. (tTG). A coeliakia fő autoantigénje a tTG, amely poszttranszlációs úton deamidálja a glutén eredetű gliadin peptideket. vékonybél nyálkahártya károsodása.3 4

A magasabb gluténbevitel növeli a lisztérzékenység kockázatát.5 6 Azonban nem világos, miért nem alakul ki minden, a glutént fogyasztó, genetikailag hajlamos HLA-DQ2 és/vagy DQ8 pozitív egyénnél a betegség. Ennek eredményeként a lisztérzékenységben a glutén orális toleranciájának megszakadásához vezető okok továbbra sem megoldottak. A fertőzéseknek a lisztérzékenység kialakulásában játszott lehetséges szerepét korábbi megfigyelési tanulmányok is alátámasztják. 7–10. Ezeket a vizsgálatokat más vizsgálatok is kiterjesztették, rámutatva a vírusfertőzések, különösen az adenovírus, az enterovírus, a rotavírus és a reovírus lehetséges szerepére, a betegség patogenezisében.10–15. Ezek az eredmények azonban főleg keresztmetszeti vagy kísérleti vizsgálatokon alapulnak. Tehát prospektív vizsgálatok indokolják annak tisztázását, hogy vírus vagy víruscsoport vesz-e részt a lisztérzékenység etiológiájában. Ennél is fontosabb, hogy a vizsgálatok korlátozottak a vírusfertőzések és a gluténbevitel közötti lehetséges kölcsönhatások vizsgálatában.

Ez a tanulmány megvizsgálta a vírus expozíciót a CDA kifejlesztése előtt a gyermekektől gyűjtött soros székletmintákból, majd egy prospektív születési kohorszban, genetikai kockázat mellett mind az 1-es típusú cukorbetegség (T1D), mind a lisztérzékenység szempontjából. A következő generációs szekvenálás (NGS) metagenomikai adatainak vizsgálatával megvizsgáltuk, hogy a székletben kimutatott vírusok társulnak-e a CDA-val, és hogy ez az összefüggés lehetséges-e kölcsönhatást a gluténbevitelsel.

Anyagok és metódusok

A beágyazott eset-kontroll (NCC) tanulmányterve

A magas kockázatú HLA-DR-DQ genotípusok újszülött szűrését követően a fiatalok cukorbetegségének környezeti tényezői (TEDDY) 8676, 4,5 hónapos kor előtti gyermeket vontak be egy 15 éves utóvizsgálatra, amelynek fő célja a beavatkozás azonosítása volt. genetikai és környezeti kiváltó tényezők, amelyek a T1D-hez és a lisztérzékenységhez kapcsolódnak.16 A CDA éves szűrése 2 éves korban kezdődött a tTG autoantitestek kimutatásával, a korábban leírt rádiókötő vizsgálatokkal.17 Ha egy minta tTG-autoantitest pozitív volt, akkor a gyermek egésze korábban rendelkezésre álló mintákat teszteltünk a szerokonverzió életkorának meghatározására. A CDA meghatározása szerint pozitív volt a tTG autoantitestek esetében két egymást követő mintában, legalább 3 hónapos különbséggel

Ebből a kohorszból két beágyazott eset-kontroll (NCC) vizsgálatot készítettek a több biomarker vizsgálat hatékonyságának javítása érdekében, az egyik a szigetek autoimmunitására (IA), a másik a T1D-re összpontosított. Az eseteket és a kontrollokat 2012. május 31-én azonosították, majd az összes rendelkezésre álló mintát, amely ekkor már megfelel a tervezési kritériumoknak, az egyes biomarker-elemzésekhez kiválasztott laboratóriumokban feldolgozták. Az eset-kontroll párokat egyeztettük a T1D családtörténetével (úgy definiálva, hogy az első fokú rokon T1D-vel rendelkezik), a nemet és a klinikai helyszín elhelyezkedését abban a régióban, ahová a résztvevőt beiratkozták.19 Az 1: 1 NCC 1: 1 bél virómájú vizsgálatainak összes gyermeke A CDA elemzésére szolgáló elemzéseket figyelembe vettük a jelen tanulmányban. Minden eset-kontroll pár tartalmazott egy CDA-pozitív gyermeket („eset”) egy olyan gyermekkel („kontroll”), amely CDA-mentes volt legalább 6 hónapig a CDA-eset szerokonverziós korától számítva.

88 CDA eset – kontroll pár azonosítottak. Ezek közül csak a 83 pár (44 nő és 39 férfi volt), akiknek széklet viromára vonatkozó adatok rendelkezésre álltak, miután a glutént bevezették étrendjükbe, a végső elemzésbe (1. ábra, 1. táblázat). Az országonkénti megoszlás a következő volt: USA (n = 25), Finnország (n = 13), Németország (n = 5) és Svédország (n = 40). 16 pár volt T1D családtörténettel. A CDA-esetek közül 41-et igazoltak IA-pozitivitásra, és ezek közül 31-ben alakult ki IA a CDA előtt. A kontrollok közül 11 volt IA pozitív. A követés során a CDA-es esetek közül 28-ban alakult ki celiakia. Hat CDA-esetnek és három kontrollnak első fokú rokona volt celiakia. Ami a rotavírus vakcinázási státuszt illeti, 15 CDA-esetet és 20 kontrollt oltottak be. Az esetek és a kontrollok egyéb jellemzőit az 1. táblázat mutatja.

Folyamatábra, amely leírja a CDA eset – kontroll párok kiválasztását a tanulmányhoz. CDA, coeliakia autoimmunitás; IA; szigetecske autoantitest; NCC, beágyazott eset-ellenőrzés; T1D, 1-es típusú cukorbetegség.

A 83 beágyazott eset és kontrollpár demográfiai adatai

A vírusos székletszekvenciák kimutatása

A székletmintákat havonta, 3 hónaptól 2 éves korig gyűjtöttük. Az NGS vírusszekvenciákat soros székletmintákban vizsgáltuk a Vipie egyedi offline változatának felhasználásával. 20 A Vipie vírus populáció profilozásának pipeline komponensei tartalmazzák az alapminőség, a trimmelés, a kiméra detektálás standard szkriptjeit, míg a de novo összerakott kontigákat a helyi szerelési módszerek SPAdes és Velvet.21 22 Ezeket az összefüggéseket az NCBI vírusadatbázisba térképeztük fel a BLAST23 segítségével, amelynek eredményeként egy minta-alapú általános víruspopulációs profilt kaptunk. Jelen tanulmányunkban az enterovírusra, az adenovírusra, az asztrovírusra, a norovírusra, a reovírusra és a rotavírusra összpontosítottunk. A szerotípus közelítése és a specifitás növelése érdekében enterovírusokra és adenovírusokra pozitív NGS mintákon vírus strukturális kapszidspecifikus újratérképezést végeztek. Ehhez az elemzéshez 20-as MAPQ-beállítási küszöböt alkalmaztunk, ami 0,99-nél nagyobb valószínűséget jelent. A kapszid erőforrás tartalmazza a Genbank és a Tampere Virology Group által kiválasztott adenovírus hexon, rost és penton régiókat, valamint enterovírus Coxsackievirus A, Coxsackievirus B törzseket és kiválasztott Echovirus P1 fehérje (VP1-4) régiókat. Ez a tanulmány 1507 feldolgozott mintát tartalmazott, miután a glutént bevezették az étrendbe.

Étrendi adatok az élelmiszer-nyilvántartásokból

2 éves korukig minden szájon át történő táplálkozásról és a gluténtartalmú gabonafélék bevezetésének időzítéséről információkat gyűjtöttek minden háromhavonta bekövetkező klinikai látogatás során hitelesített kérdőívekből.5 A gluténfogyasztásra vonatkozó információkat minden klinikailátogatáson 3 havonta, 1 hónapig gyűjtötték. éves korban és ezt követően kétévente (24 órás visszahívás 3 hónapos látogatáskor és ezt követően 3 napos étkezési nyilvántartás). A gluténbevitel mennyiségét úgy számítottuk ki, hogy a gluténtartalmú lisztekben lévő növényi fehérje mennyiségét megszoroztuk 0,8,24-es tényezővel. A 3 napos étkezési nyilvántartásból a napi fogyasztást (g/nap) kaptuk a 3 napos fogyasztás átlagaként.

Statisztikai elemzés

A székletminták (A) bármelyik vizsgált vírusra és (B) enterovírusra 2 éves korig pozitívak az egyes gyűjtési korokban rendelkezésre álló minták százalékában. A kitöltött háromszögek CDA-t és kitöltetlen köröket tartalmazó eseteket jelölnek. A sávok azok az eset-kontroll párok százalékos arányát jelentik, akiknél a székletminták elemzésre rendelkezésre álltak minden gyűjtési korban. CDA, coeliakia autoimmunitás.

A 6 hónapos mediánban a glutén első bevezetésének időpontja és 1 éves kor között 63 esetben, a 72 kontrollhoz képest legalább egy vírusos expozíció volt (2. táblázat). Enterovírust és adenovírust 17 és 56 esetben mutattak ki, szemben a 19, illetve 65 kontrollal. A reovirális expozíciókat csak egy esetben és egy kontrollban, a rotavírusos expozíciókat pedig csak az egyik kontrollban detektáltuk. A vírusos expozíciók kumulatív mennyisége (OR 0,68, 95% CI 0,49-0,94, p = 0,02), és különösen az adenovírusok (OR 0,69, 95% CI 0,48-0,99, p = 0,04), kumulatív mennyisége fordítottan társult a CDA-val, amikor kiigazítás a HLA-hoz (2. táblázat). A többi egyedi vírus egyike sem társult CDA-val.

HLA-korrigált VAGY kumulatív vírus-kimutatások székletben 1 éves korig egyeztetett CDA-esetből és kontrollvizsgálatból

1 és 2 éves kor között 59 esetben 58 kontrollhoz képest legalább egy pozitív székletminta volt a kiválasztott vírusok bármelyikével (3. táblázat). Az adenovírusokat 52 esetben mutatták ki az 55 kontrollhoz képest, míg az enterovírusokat 31 esetben a 16 kontrollhoz képest. Reovírus szekvenciákat egyetlen esetben detektáltunk, de a kontrollok egyikét sem, míg a rotavírus szekvenciákat egyetlen alanynál sem. Bármely vírus esetében a pozitív székletminták összesített száma a CDA megnövekedett kockázatával járt (OR 1,60, 95% CI 1,12-2,29, p = 0,01). A különböző vírusok közül az enterovírusok adták a legerősebb pozitív asszociációt a CDA-val (OR 2,56, 95% CI 1,19-5,51, p = 0,02) (3. táblázat). Az enterovírusok kizárásakor a vírusok és a CDA kialakulásának kapcsolata elveszett (OR 1,35, 95% CI 0,92-1,98, p = 0,13). Az enterovírus B csoportba tartozó OR-k ugyanabban az irányban voltak, kizárva azt a 42 párot, ahol az eset vagy a kontroll IA-t vagy T1D-t fejlesztett ki a CDA szerokonverziója előtt, bár a csökkent minta nagysága nem volt elegendő ahhoz, hogy megmutassa a csoportok közötti különbségeket ( 3. táblázat).

HLA-korrigált VAG a kumulatív vírusos detektálásokról a székletben 1 és 2 éves kor között: egyeztetett CDA-eset és kontrollvizsgálat

Az etetési szokások és a vírusos expozíció hatása a CDA kockázatára

Az összes vírusfertőzés vagy enterovírus kumulatív mennyisége a glutén bevezetése utáni időszakban, de a szoptatás még mindig folyamatban volt, nem volt összefüggésben a CDA-val (OR 1,15, 95% CI 0,72–1,82, p = 0,56 és OR 0,98, 95% CI 0,43–2,21, p = 0,96, ill. Ha az elemzést a szoptatás befejezését követő időszakra és az 1–2 éves kor között gyűjtött székletmintákra korlátozzuk, amikor a gyermekeket gluténnek tették ki, akkor bármely vírusszekvencia kumulatív mennyisége (OR 1,41, 95% CI) 1,00–2,00, p = 0,05) és az enterovírus szekvencia leolvasása (OR 2,47, 95% CI, 1,12–5,48, p = 0,03) társult a CDA-hoz.

Jelentős kölcsönhatás mutatkozott az 1 és 2 éves kor közötti enterovírusok és a 2 éves korig halmozott gluténbevitel között a CDA kockázatában (p = 0,03) (4. táblázat). A CDA kockázata a legnagyobb volt az enterovírus-pozitív gyermekek körében, akiknél a kumulatív gluténbevitel 2 éves korig volt a legmagasabb (OR 8,3 (95% CI 1,8–37,1), szemben a közepes vagy alacsony mennyiséget fogyasztókkal (OR 2,9, 95%) CI 1,2-7,1 és OR 1,0, 95% CI 0,4-2,8) 3. ábra.

Specifikus vírusok vagy vírusszerotípusok HLA-korrigált kölcsönhatásai 1 és 2 éves kor között a bevitt glutén összesített mennyiségével 2 éves korig

Az 1 és 2 év közötti enterovírusos expozíció hatása és a lisztérzékenység autoimmunitásának kockázata, 2 éves korig tartó kumulatív gluténfogyasztással rétegezve.

Vita

Ez a tanulmány kimutatta, hogy az 1 és 2 éves kor közötti széklet enterovírus expozíció kumulatív száma társult a CDA-val. Ezenkívül kölcsönhatást figyeltek meg az enterovirális expozíció és a gluténbevitel között. Ennél is fontosabb, hogy a CDA kockázata nőtt azokban az esetekben, amelyek magasabb gluténbevitelt jelentettek. Ezek az eredmények azt mutatják, hogy a magasabb gluténbevitelsel kiegészített enterovirális expozíció kiválthatja a lisztérzékenységet a genetikailag veszélyeztetett gyermekeknél.

Csak néhány korábbi vizsgálat számolt be összefüggésről az enterovírusok és a lisztérzékenység között, amelyek közül egy vizsgálatban megnövekedett számú tTG autoantitest pozitív személyt találtak bizonyítottan enterovirális fertőzésben szenvedő egyének körében.25 Ezen túlmenően korábban enterovírusokat is kimutattak a cöliákia vékonybél nyálkahártyájában. betegségben szenvedő betegek.26 Ráadásul az 1 éves kor előtti enterovirális fertőzések nem jártak a celiakia fokozott kockázatával, míg az 1 éves kor után bekövetkezettek fokozták a kockázatot.12 27 Eredményeink összhangban vannak mindkét korábbi vizsgálattal. Ezenkívül a norvég tanulmánynak megfelelően 12 eredményeink azt is kimutatták, hogy az enterovírusok csak akkor növelték a CDA kockázatát, amikor az elemzést arra az időszakra korlátozták, amikor a szoptatás megszűnt, de nem akkor, amikor a szoptatás még folyamatban volt. Mivel úgy tűnik, hogy a szoptatás nincs összefüggésben a lisztérzékenység kialakulásával, 28 29 ez a megállapítás azt jelezheti, hogy az enterovirális fertőzések modulálják a CDA kockázatát abban az életkorban, amikor a gyermek abbahagyta a szoptatást.

Eredményeink szerint a kumulatív adenovírusos fertőzések a glutén bevitele után csökkentették a CDA kockázatát 1 éves korig, feltételezhetően védő szerepre utalva. Megállapításunk tehát ellentmond a korábbi eredményeknek, amelyek vagy induktív szerepre mutattak, vagy pedig egyáltalán nem játszottak szerepet. 12 34 35 Mivel egyik korábbi tanulmány sem foglalkozott az 1 éves kor előtti életkorral, a az adenovirális fertőzések további kutatásokat indokolnak. Ha azonban további vizsgálatok megerősítik az 1 éves kor előtti adenovírus-fertőzések védőhatását, akkor az 1 éves kor előtti és utáni negatív és pozitív asszociációk eltérő megállapításai felvetik egy általánosabb hatékony idő-ablak hatás gondolatát. A járulékos tényezők magukban foglalhatják az anyai antitestek elleni immunvédelem elvesztését, valamint az 1 éves kor körül bekövetkező változások, a szoptatáson kívüli változások is.

Az oltási adatokon vagy a rotavírus elleni antitestek meghatározásán alapuló korábbi vizsgálatok arra utalnak, hogy a rotavírusok kiválthatják a lisztérzékenységet. 10 13 14 36 Állatmodelleket vagy keringő reovírus antitesteket alkalmazó egyéb vizsgálatok azt mutatják, hogy a reovírusok szerepet játszanak a betegség patogenezisében.15 30, a székletminták kisebb részében rotavírus és reovírus szekvencia leolvasást detektáltunk. A rotavírus esetében ez összhangban áll a PCR-t használó korábbi jelentésekkel a vírus kimutatásában a székletben.37 Mind a rotavírus, mind a reovírus a fertőzés után gyorsan ürül a székletből.38 Ezért ennél gyakoribb székletmintavételre és egyéb módszerekre lenne szükség. rövid életű vagy átmenetileg előforduló székletvírusok kimutatására ebben a vizsgálatban.

A tanulmány egyik fő erőssége a prospektív módon összegyűjtött székletminták vírusfertőzésének elemzése a születéstől a 2 éves korig, összehasonlítva az összehasonlított kontrollokkal. Egy másik erősség az, hogy elemzésünk a CDA kifejlődése előtt a kapszid fehérje leképezések segítségével kimutatott vírus expozícióra összpontosít, amely meghatározhatja a betegség progresszióját és az időzítést a vizsgálat eredményéről. Mindazonáltal a CDA eset-kontroll párokat azonosítottuk az IA vagy a T1D NCC párok között, ami kohorszunkban magas százalékos IA pozitív alanyokat eredményezett. Mivel az enterovírusfertőzések a béta-sejt autoimmunitás indukciójával járnak, 39 lehetséges, hogy a CDA-esetek közül az IA-pozitív alanyok magasabb gyakorisága megzavarhatja az eredményeket. Ezenkívül a szekvencia lefedettségének és az alanypárok számának változása korlátozta az egyes enterovírustípusok azonosítását, ami az elemzést fajszintre korlátozta. Egy másik lehetséges korlátozás az volt, hogy nem igazodtak ahhoz, hogy első fokú családtagja celiakia legyen. Ezt nem a szelekciós torzítás elkerülése érdekében hajtották végre a CDA-esetek között a családtagok valószínűbb antitest-szűrése miatt.

Összefoglalva, a jelen tanulmány megállapította, hogy a széklet enterovírus expozícióinak kumulatív száma társul a CDA-val a lisztérzékenység genetikai kockázatának kitett gyermekeknél. Ezenkívül az enterovirális expozíció és a magasabb gluténbevitel kölcsönhatása e tényezők kumulatív hatását jelzi a CDA kialakulásában.