Субекти

Поправка към тази статия е публикувана на 31 май 2016 г.

вируси

Тази статия е актуализирана

Резюме

Тествахме простатни секрети от мъже със и без рак на простатата (13 случая и 13 съвпадащи контроли) или простатит (18 случая и 18 съвпадащи контроли) с метагеномно секвениране. Голям брой (> 200) вирусни четения е открит само сред четири случая на рак на простатата (1 пациент, всеки положителен за клетъчен полиомавирус на Меркел, JC полиомавирус и човешки папиломен вирус 89 или 40, съответно). По-малък брой четения от голямо разнообразие от вируси бяха открити във всички групи пациенти. Нашите познания за биологията на простатата могат да бъдат допълнени от факта, че ДНК вирусите обикновено се отделят от простатата и могат лесно да бъдат открити чрез метагеномно секвениране на експресирани простатни секрети.

Въведение

Сред предложените рискови фактори за рак на простатата 1,2 са хроничното възпаление на простатата 3,4,5 и полово предаваните инфекции 6,7,8,9,10,11. Лесно се получават експресирани простатни секрети (EPS) и се препоръчват проби за диагностика на възпаление на простатата 12,13. EPS също са информативни за вирусни епидемиологични проучвания 14,15. Метагеномното секвениране (MGS) определя нечовешки последователности, присъстващи в проба без предварително клониране и е от основно значение за съвременната епидемиология на инфекциозните болести 16,17,18,19. Преди това съобщихме, че JC полиомавирусът е лесно откриваем в EPS, използвайки MGS 20. Използваната по това време технология MGS обаче има ограничена дълбочина на секвениране и някои използвани проби също съдържат урина. За да получим по-пълна картина на вирусите, отделяни от простатата, искахме да анализираме чисти EPS проби, използвайки съвременни MGS.

Резултати

От общо 927 милиона четения, 13974 четения (0,0014%) са картографирани за вируси. Съотношенията на коефициентите (ORs) и 95% доверителни интервали (CI), изчислени въз основа на приближението на Wald, не разкриват никакви статистически значими разлики между групите пациенти по отношение на наличието на вирусни последователности (Таблици 1 и 2).

Вирусни четения са открити в 7/13 случая на рак (2 до 7938 четения) и в 4/13 контроли за рак (2 до 96 четения). Има 13654 вирусни четения при ракови заболявания, в сравнение със само 170 четения в контролите (Таблица 1). Дизайнът на проучването разглежда отделни пациенти и post hoc анализи дали общият брой четения се различава в отделните случаи и следователно не се извършват контроли. Имаше само няколко вирусни четения в 5/18 случая на простатит (2 до 14 четения) и в 4/18 от съответстващите им контроли (4 до 46 четения) (Таблица 2).

Пациент с 7938 четения на клетъчен полиомавирус генерира повечето вирусни четения, последван от пациент с 4478 четения на HPV тип 89. Единствените други субекти с> 200 вирусни четения са един случай на рак с 286 четения на JC полиомавирус и четвърти случай на рак с 222 четения на HPV тип 40. JC полиомавирус също е открит в един допълнителен случай на рак (12 четения). Интересното е, че контролите на рака са имали много по-малко вирусни показания. Една контрола беше положителна както за вируса на Epstein Barr (EBV) (88 четения), така и за JC полиомавирус (8 четения), друга беше положителна само за EBV (14 четения), а трета беше положителна за HPV43 (40 четения).

Дискусия

Ние съобщаваме, че много пациенти с рак на простатата отделят ДНК на вируса и че има 4 субекта, които имат един явно доминиращ вирусен вид. Силните страни на проучването включват новост по отношение на използването на съвременни, дълбоки MGS със средно 943 милиона четения на проба при дължина на четене 150 bp. Това съответства на дълбочината на секвениране на човешкия геном> 40 пъти. Спецификацията на Illumina на системата обещава само 30 пъти дълбочина на секвениране на генома хума, което предполага, че вирусът трябва да присъства в пропорция от около 1 копие на вируса на 30 човешки геноми. Също така фактът, че проучихме простатна проба (EPS), която може лесно да бъде получена и за мащабни епидемиологични изследвания като сила.

Ограниченията включват ограничения брой наблюдения. По-специално, по-големият брой вирусни четения, които открихме при ракови заболявания, се основава на малък брой субекти и по този начин може да се отдаде на случайността. Фактът, че MGS осигурява точната последователност на вируса, позволява изследването на вирусни подтипове в случаите и контролите, но настоящото проучване имаше твърде малко положителни наблюдения за смислен анализ на подтипове. Също така, проучването се основава на субекти, които вече имат заболяването. По този начин е възможно наличието на заболяване да причини наличие на вируси, а не обратното. Например злокачествеността може да е причинила промени, които са от полза за репликацията на вируса. Също така, тъй като и контролните субекти са имали нива на PSA >4 ng/ml, има вероятност някои от тях да са фалшиво отрицателни за рак на простатата, въпреки че използваният 18 основен протокол за биопсия не е открил рак 26. По-големи проучвания, за предпочитане проспективни проучвания, ще бъдат необходими, за да се изясни дали вирусните инфекции участват в заболяването на простатата.

Повечето предишни проучвания са изследвали само една или няколко инфекции наведнъж и/или са използвали проби (например биопсии на простатата), които е трудно да се получат в мащабен и идентичен начин от случаи и контроли 6,8,9,10, 11,27. Въпреки че много изследвания са използвали MGS за цялостно откриване на вируси в човешки образци като кожни проби 16,18,19, серум 17 или цервикални клетки 25, доколкото знаем, че само едно предишно проучване от нашата лаборатория е използвало MGS върху образци на простатата 20. Това проучване беше проведено с помощта на вече остаряла MGS технология 20, но е в съответствие с нашите резултати, например по отношение на честото откриване на JC вирус в EPS.

В обобщение, знанието, че ДНК вирусите обикновено се отделят от простатата и могат лесно да бъдат открити от MGS на EPS, може да разшири възможностите за изучаване на биологията на простатата.

Материали и методи

Дизайн на изследването и пациенти

Институционалните съвети за преглед, а именно Департаментът за клинични изследвания и интелектуална собственост, на Санкт Петербургската медицинска академия за следдипломно обучение (Северозападен държавен медицински университет на името на И. И. Мечников от 2011 г.) към Федералната агенция за обществено здраве и социално развитие на Росздрав одобри проучването. Методите са проведени в съответствие с одобрените насоки. Всички участници предоставиха писмено информирано съгласие за това проучване.

Изолация на ДНК и метагеномно секвениране

Анализ на данни

Допълнителна информация

Как да цитирам тази статия: Смелов, В. и др. Откриване на ДНК вируси при рак на простатата. Sci. Представител. 6, 25235; doi: 10.1038/srep25235 (2016).