Виявлення ДНК-вірусів при раку передміхурової залози

Предмети

Виправлення до цієї статті було опубліковано 31 травня 2016 року

Ця стаття оновлена

Анотація

Ми протестували секрети передміхурової залози у чоловіків із раком передміхурової залози та без нього (13 випадків та 13 відповідних контрольних груп) або простатиту (18 випадків та 18 відповідних контрольних груп) з метагеномним секвенуванням. Велика кількість (> 200) вірусних зчитувань була виявлена лише серед чотирьох випадків раку передміхурової залози (по 1 пацієнту, кожен з яких позитивно оцінився на клітинний поліомавірус Меркель, поліомавірус JC та віруси папіломи людини 89 або 40 відповідно). У всіх групах пацієнтів було виявлено меншу кількість зчитувань від великої кількості вірусів. Наші знання про біологію передміхурової залози можуть бути доповнені тим фактом, що ДНК-віруси зазвичай виділяються з простати і можуть бути легко виявлені шляхом метагеномного секвенування експресованого секрету простати.

Вступ

Серед факторів ризику, запропонованих для раку простати 1,2, є хронічне запалення простати 3,4,5 та інфекції, що передаються статевим шляхом 6,7,8,9,10,11. Експресовані виділення простати (EPS) легко отримують і рекомендують зразки для діагностики запалення передміхурової залози 12,13. EPS також є інформативними для вірусних епідеміологічних досліджень 14,15. Метагеномне секвенування (MGS) визначає послідовності, не пов’язані з людиною, присутні у зразку без попереднього клонування та є фундаментальним для сучасної епідеміології інфекційних хвороб 16,17,18,19. Раніше ми повідомляли, що поліовірус JC легко виявлявся в EPS за допомогою MGS 20. Однак використовувана на той час технологія MGS мала обмежену глибину секвенування, і деякі використані зразки також містили сечу. Щоб отримати більш повну картину вірусів, що виділяються з простати, ми хотіли проаналізувати чисті зразки EPS із використанням сучасних MGS.

Результати

Із загальної кількості 927 мільйонів зчитувань 13974 зчитування (0,0014%) відображено на вірусах. Коефіцієнти шансів (OR) та 95% довірчих інтервалів (CI), розраховані на основі наближення Уолда, не виявили статистично значущих відмінностей між групами пацієнтів щодо наявності вірусних послідовностей (таблиці 1 та 2).

Вірусні зчитування були виявлені у 7/13 випадків раку (від 2 до 7938 зчитувань) та у 4/13 контрольних за раком (від 2 до 96 зчитувань). Зафіксовано 13654 вірусних зчитування при раку порівняно з лише 170 зчитуваннями в контрольних групах (таблиця 1). Структура дослідження враховувала окремих пацієнтів та пост-хок аналіз, чи не відрізняється загальна кількість зчитувань між випадками, і, таким чином, контроль не проводився. Було лише декілька вірусних зчитувань у 5/18 випадків простатиту (від 2 до 14 зчитувань) та у 4/18 їх відповідних контролів (від 4 до 46 зчитувань) (Таблиця 2).

Пацієнт із 7938 зчитуваннями клітинного поліомавірусу Меркеля генерував більшу частину вірусних зчитувань, а потім пацієнт з 4478 зчитуваннями ВПЛ типу 89. Єдиними іншими суб'єктами з> 200 вірусними зчитуваннями був один випадок раку з 286 зчитувань поліомавірусу JC та четвертий випадок раку з 222 прочитаннями ВПЛ типу 40. Поліомавірус JC також був виявлений в одному додатковому випадку раку (12 прочитань). Цікаво, що засоби контролю за раком мали набагато менше вірусних показів. Один контроль був позитивним як для вірусу Епштейна Барра (EBV) (88 читань), так і для поліомавірусу JC (8 читань), інший був позитивним лише для EBV (14 читань), а третій був позитивним для HPV43 (40 читань).

Обговорення

Ми повідомляємо, що багато хворих на рак передміхурової залози виділяють ДНК вірусу і що у 4 суб’єктів був один явно домінуючий вірусний вид. Сильні сторони дослідження включають новинку щодо використання сучасних глибоких MGS із середнім значенням 943 мільйони зчитувань на зразок при довжині зчитування 150 bp. Це відповідає глибині секвенування геному людини> 40 разів. Специфікація системи Illumina обіцяє лише 30-кратну глибину секвенування геному гуми, припускаючи, що вірус повинен бути присутнім у пропорції приблизно 1 копія вірусу на 30 геном людини. Крім того, той факт, що ми вивчали зразок передміхурової залози (EPS), який можна легко отримати також для широкомасштабних епідеміологічних досліджень.

Обмеження включають обмежену кількість спостережень. Зокрема, більша кількість вірусних зчитувань, яку ми виявили у випадках раку, базується на невеликій кількості суб’єктів, і, отже, це може бути віднесено до випадковості. Той факт, що MGS забезпечує точну послідовність вірусу, дозволяє вивчати вірусні підтипи у випадках та контролях, але в цьому дослідженні було занадто мало позитивних спостережень для змістовного аналізу підтипів. Крім того, дослідження базувалося на суб’єктах, які вже мають захворювання. Таким чином, не виключено, що наявність хвороби може спричинити наявність вірусів, а не навпаки. Наприклад, злоякісне утворення могло спричинити зміни, корисні для реплікації вірусів. Крім того, оскільки суб’єкти контролю також мали рівні PSA >4 нг/мл, існує ймовірність того, що деякі з них є хибнонегативними щодо раку передміхурової залози, хоча в 18 основних протоколах біопсії, що використовувались, не виявлено жодного раку 26. Для з’ясування того, чи є вірусні інфекції при захворюваннях передміхурової залози, потрібні більші дослідження, бажано проспективні дослідження.

Більшість попередніх досліджень вивчали лише одну або декілька інфекцій одночасно та/або використовували зразки (наприклад, біоптати передміхурової залози), які важко отримати у великих масштабах і ідентично із випадків та контролю 6,8,9,10, 11,27. Хоча багато досліджень використовували MGS для всебічного виявлення вірусів у зразках людини, таких як зразки шкіри 16,18,19, сироватка 17 або клітини шийки матки 25, наскільки нам відомо, лише одне попереднє дослідження з нашої лабораторії використовувало MGS на зразки передміхурової залози 20. Це дослідження було проведено із застосуванням застарілої технології MGS 20, але узгоджується з нашими результатами, наприклад щодо частого виявлення вірусу JC у EPS.

Підводячи підсумок, знання про те, що ДНК-віруси зазвичай викидаються з передміхурової залози і можуть бути легко виявлені МГС СЕП, може збільшити можливості вивчення біології передміхурової залози.

Матеріали та методи

Дизайн дослідження та пацієнти

Інституційні оглядові комісії, а саме Департамент клінічних досліджень та інтелектуальної власності, Санкт-Петербурзької медичної академії аспірантури (Північно-Західний державний медичний університет імені І. І. Мечникова з 2011 р.) При Федеральному агентстві охорони здоров'я та соціального розвитку Росздрава схвалив дослідження. Методи проводились відповідно до затверджених керівних принципів. Усі учасники надали письмову інформовану згоду на це дослідження.

Виділення ДНК та метагеномне секвенування

Аналіз даних

Додаткова інформація

Як цитувати цю статтю: Смелов, В. та ін. Виявлення ДНК-вірусів при раку передміхурової залози. Наук. Респ. 6, 25235; doi: 10.1038/srep25235 (2016).