DNS vírusok kimutatása prosztatarákban

Tárgyak

A cikk helyesbítését 2016. május 31-én tették közzé

Ez a cikk frissült

Absztrakt

Prosztata szekréciót teszteltünk prosztatarákos és prosztatarák nélküli férfiaktól (13 eset és 13 egyeztetett kontroll) vagy prosztatagyulladást (18 eset és 18 egyeztetett kontroll) metagenomikus szekvenálással. Nagyszámú (> 200) vírusolvasást észleltek csak négy prosztatarákos eset között (egyenként 1 beteg volt pozitív Merkel sejtes polyomavírus, JC polyomavírus és Human papillomavírus 89, illetve 40 típus esetén). A vírusok sokféle változatának alacsonyabb számát észlelték minden betegcsoportban. A prosztata biológiájával kapcsolatos ismereteinket tovább fokozhatja az a tény, hogy a DNS-vírusok általában a prosztatából kerülnek ki, és az expresszált prosztata-szekréciók metagenomikus szekvenálásával könnyen detektálhatók.

Bevezetés

Az 1,2-es prosztatarákra javasolt kockázati tényezők között szerepel a prosztata 3,4,5 krónikus gyulladása és a nemi úton terjedő fertőzések 6,7,8,9,10,11. Kifejezett prosztata-váladék (EPS) könnyen beszerezhető, és a prosztata-gyulladás diagnosztizálására ajánlott minták 12, 13. Az EPS informatív a vírus epidemiológiai vizsgálatokhoz is. A metagenomikus szekvenálás (MGS) előzetes klónozás nélkül meghatározza a mintában jelenlévő nem humán szekvenciákat, és alapvető a modern fertőző betegségek epidemiológiája szempontjából (16,17,18,19). Korábban beszámoltunk arról, hogy a JC poliomavírus könnyen detektálható az EPS-ben az MGS 20 alkalmazásával. Az akkor alkalmazott MGS technológia szekvenálási mélysége azonban korlátozott volt, és néhány használt minta vizeletet is tartalmazott. A prosztatából leadott vírusok teljesebb képének megszerzéséhez tiszta EPS mintákat kívántunk elemezni modern MGS segítségével.

Eredmények

Az összes 927 millió olvasásból 13974 olvasás (0,0014%) tartozik vírusokra. A Wald-közelítés alapján kiszámított esélyarányok (OR) és 95% -os konfidencia intervallumok (CI) nem mutattak statisztikailag szignifikáns különbségeket a betegcsoportok között a vírusszekvenciák jelenlétében (1. és 2. táblázat).

Vírusolvasásokat detektáltak 7/13 rákos esetben (2-7938 leolvasás) és 4/13 rákos kontrollban (2-96 leolvasás). A rákos megbetegedéseknél 13654 vírusolvasást végeztek, míg a kontrollokban csak 170-et (1. táblázat). A vizsgálat megtervezése során figyelembe vették az egyes betegeket, és post-hoc elemzéseket végeztek arról, hogy az olvasások teljes száma eltér-e az esetek között, és ezért a kontrollokat nem hajtották végre. Csak néhány vírusolvasás történt 5/18 prosztatagyulladásban (2–14 olvasás) és 4/18 összehasonlított kontrollban (4–46 olvasás) (2. táblázat).

A vírusolvasások nagy részét 7938 Merkel-sejtes polyomavírus olvasással rendelkező beteg követte, majd egy 4478 89-es típusú HPV-leolvasás történt. rákos eset 222 leolvasással, 40-es típusú HPV-vel. JC-polyomavírust egy további rákos esetben (12 olvasás) is kimutattak. Érdekes, hogy a rákkontrollnak sokkal kevesebb volt a vírusos olvasata. Az egyik kontroll pozitív volt mind az Epstein Barr vírus (EBV) (88 olvasás), mind a JC poliomavírus (8 olvasás) esetén, egy másik pozitív volt csak az EBV esetében (14 olvasás), egy harmadik pedig pozitív a HPV43 esetében (40 olvasás).

Vita

Jelentjük, hogy sok prosztatarákos beteg vírus DNS-t bocsát ki, és 4 olyan alany volt, amelynek egy egyértelműen domináns vírusfaja volt. A tanulmány erősségei között szerepel a modern, mély MGS használatának újdonsága, mintánként átlagosan 943 millió olvasással, 150 bp-os olvasási hosszúsággal. Ez megfelel az emberi genom 40-szeres szekvenciamélységének. A rendszer Illumina specifikációja csak a huma genom szekvenciájának 30-szoros mélységét ígéri, ami arra utal, hogy egy vírusnak körülbelül 1 vírus kópiának/30 emberi genom arányában kell jelen lennie. Továbbá az a tény, hogy egy prosztata mintát (EPS) tanulmányoztunk, amely könnyen beszerezhető nagyszabású, epidemiológiai vizsgálatokhoz is, mint erősség.

A korlátozások közé tartozik a korlátozott számú megfigyelés. Különösen a rákos esetekben tapasztalt magasabb vírusolvasások száma kevés alanyon alapult, és ezért véletlenszerűségnek tulajdonítható. Az a tény, hogy az MGS biztosítja a vírus pontos szekvenciáját, lehetővé teszi a vírus altípusok tanulmányozását esetekben és kontrollokban, de a jelen tanulmány túl kevés pozitív megfigyelést tartalmazott az altípusok értelmes elemzéséhez. Ezenkívül a vizsgálat olyan betegeken alapult, akik már rendelkeznek a betegséggel. Így lehetséges, hogy a betegség jelenléte inkább vírusok jelenlétét okozhatja, mint ellenkezőleg. Például a rosszindulatú daganat olyan változásokat okozhat, amelyek előnyösek a vírusreplikáció szempontjából. Továbbá, mivel a kontroll alanyok PSA szintje is volt >4 ng/ml, fennáll annak a lehetősége, hogy némelyikük hamis negatív a prosztatarákra nézve, annak ellenére, hogy az alkalmazott 18 mag biopsziás protokoll nem talált rákot 26. Nagyobb vizsgálatokra, lehetőleg prospektív vizsgálatokra lenne szükség annak tisztázására, hogy a vírusfertőzések részt vesznek-e a prosztata betegségben.

A legtöbb korábbi tanulmány csak egy vagy néhány fertőzést vizsgált egyszerre és/vagy olyan mintákat (pl. Prosztata biopsziákat) használt, amelyeket nehéz nagy mennyiségben és azonos módon megszerezni az esetekből és a kontrollokból 6,8,9,10, 11,27. Bár számos vizsgálatban az MGS-t alkalmazták a vírusok átfogó kimutatására emberi mintákban, mint például a bőrminták 16,18,19, a szérum 17 vagy a nyaki sejtek 25, amennyire csak egyetlen korábbi, laboratóriumunkból származó vizsgálat ismeretes, MGS-t használtunk prosztata minták 20. Ezt a vizsgálatot egy már elavult MGS technológiával 20 végezték, de összhangban áll eredményeinkkel, például a JC vírus EPS-ben történő gyakori kimutatásával kapcsolatban.

Összefoglalva: annak ismerete, hogy a DNS-vírusok általában a prosztatából kerülnek ki, és az EPS MGS-jével könnyen felismerhetők, tovább növelheti a prosztata biológiájának tanulmányozásának lehetőségét.

Anyagok és metódusok

A vizsgálat megtervezése és a betegek

A Szentpétervári Posztgraduális Orvostudományi Akadémia (Északnyugati Állami Orvostudományi Egyetem 2011 óta II. Mechnikov nevét viseli) intézményi felülvizsgálati testületei, nevezetesen a Klinikai Vizsgálatok és a Szellemi Tulajdon Tanszéke (Roszdrav Szövetségi Közegészségügyi és Szociális Fejlesztési Ügynöksége) jóváhagyta a tanulmányt. A módszereket a jóváhagyott irányelveknek megfelelően hajtották végre. Minden résztvevő írásos tájékozott beleegyezést adott ehhez a tanulmányhoz.

DNS-izolálás és metagenomikus szekvenálás

Adatelemzés

további információ

Hogyan lehet idézni ezt a cikket: Szmelov, V. et al. DNS vírusok kimutatása prosztatarákban. Sci. ismétlés. 6., 25235; doi: 10.1038/srep25235 (2016).