Viromstörungen im Urin bei Nierentransplantationen

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Tara K. Sigdel et al

Das menschliche Mikrobiom ist wichtig für die Gesundheit und spielt eine Rolle bei wesentlichen Stoffwechselfunktionen und dem Schutz vor bestimmten Krankheitserregern. Umgekehrt wird eine Dysbiose des Mikrobioms im Zusammenhang mit verschiedenen Erkrankungen gesehen. Jüngste Studien haben gezeigt, dass eine komplexe mikrobielle Gemeinschaft mit Hunderten von Bakterien den gesunden Harntrakt besiedelt, aber über die Gesundheit und Krankheit menschlicher Harnviren ist wenig bekannt. Zur Bewertung des menschlichen Urinviroms im Zusammenhang mitNiereTransplantation (tx) wurden Variationen in der Zusammensetzung des Urinviroms in Urinproben von normalen gesunden Freiwilligen sowie von Patienten mit untersuchtNiereErkrankungnachdem sie sich einer Nieren-TX unterzogen hatten. Eine Flüssigkeitschromatographie-Massenspektrometrie/Massenspektrometrie-Analyse wurde an einer ausgewählten Kohorte von 142 durchgeführtNierentx-Patienten und normale gesunde Kontrollen aus einer größeren Biobank von 770NiereBiopsie abgestimmte Urinproben. Zusätzlich zur Analyse von normalem, gesundem Kontrollurin wurde die Kohorte vonNieretx-Patienten hatten eine durch Biopsie bestätigte Phänotypklassifikation, die mit der analysierten Urinprobe übereinstimmte, von stabilen Transplantaten (STA), akuter Abstoßung, BK-Virus-Nephritis und chronischer Allotransplantat-Nephropathie. Wir haben 37 einzigartige Viren identifiziert, von denen 29 zum ersten Mal in menschlichen Urinproben identifiziert werden. Die Zusammensetzung des menschlichen Harnviroms unterscheidet sich in Bezug auf Gesundheit und Nierenschädigung, und die Verteilung viraler Proteine ​​in den Harnwegen kann weiter durch IS-Exposition, Ernährung und umweltbedingte, diätetische oder kutane Exposition gegenüber verschiedenen Insektiziden und Pestiziden beeinflusst werden.

Schlüsselwörter: NiereTransplantation, Virome, Urin, Proteomik, Biomarker

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EINLEITUNG

Das menschliche Mikrobiom wurde in verschiedenen Bioflüssigkeiten wie Blut (1), Urin (2–4), Speichel (5, 6), Liquor cerebrospinalis (7) und bronchoalveolärer Lavage (8, 9) umfassend auf seinen Einfluss untersucht über menschliche Gesundheit und Krankheit (10). Es wurden mehrere Berichte über die Bewertung von Mikrobiomen in verschiedenen Regionen des menschlichen Körpers veröffentlicht, einschließlich Lunge und Darm (11–15). Allerdings ist nur wenig über das Mikrobiom im Urin und seine Veränderungen im Rahmen einer Nierenschädigung nach Nierentransplantation bekannt (tx) (16, 17). Die meisten Studien zum menschlichen Mikrobiom haben 16S-rRNA für Bakterienprofile kartiert (18), und es gibt nur wenige Daten zur Untersuchung des Urinviroms (19, 20), und eine einzige veröffentlichte Studie hat die Sequenzierung der nächsten Generation verwendet, um virale genomische Komponenten zu kartieren im Urin nierentransplantierter Patienten (19).

Dysbiose des Mikrobioms ist mit zahlreichen Erkrankungen wie entzündlichen Darmerkrankungen, Dickdarmkrebs, Fettleibigkeit und Lungenerkrankungen verbunden (21–25), aber es ist wenig bekannt über Veränderungen des Viroms in menschlichen Körperflüssigkeiten wie Speichel, bronchoalveoläre Lavage, und Urin. Es ist anerkannt, dass verschiedene Komponenten des Mikrobioms wesentliche Funktionen erfüllen, darunter die Biosynthese von Cofaktoren und Vitaminen, der Stoffwechsel essentieller Verbindungen und der Barriereschutz vor Krankheitserregern (26–28). Ähnliche dysbiotische und schützende Funktionen können auch dem Urinvirom zugeschrieben werden; Daher ist es wichtig, die Zusammensetzung des menschlichen Viroms bei Gesundheit und Krankheit festzustellen. Für die Zwecke dieser Studie haben wir uns entschieden, diese Studien im gesunden Urin und im Kontext einer IS-Exposition nach einer Nieren-TX, während einer stabilen Nierenfunktion und im Kontext einer Nieren-TX-Verletzung durchzuführen. Der Schwerpunkt der Studie lag auf der Bewertung des Virenrepertoires, das durch die im menschlichen Urin vorhandenen Peptide und ihre Störungen nach IS-Exposition und verschiedenen Ursachen akuter, chronischer und infektiöser Nierenschäden bestimmt wird.

Das Mikrobiom verändert sich im Laufe der Zeit und korreliert mit der Vielfalt der Organismen. Die Mikrobiomanalyse kann sowohl in Strukturanalysen basierend auf operativen taxonomischen Einheiten basierend auf Sequenzphylogenie als auch in Funktionsanalysen basierend auf metagenomischer Sequenzierung und Proteomik (29, 30) unterteilt werden. Identifizierte Mikrobiota in verschiedenen Krankheiten können durch Kultivierung, funktionelle Metagenomik und Multiplex-Immunfluoreszenz und In-situ-Hybridisierung weiter untersucht werden. Das NIH Human Microbiome Project hat das menschliche Mikrobiom in 15 Körperstellen von 300 Personen veröffentlicht (31).

BEHANDLUNG VON NIERENERKRANKUNGEN: CISTANCHE

MATERIALEN UND METHODEN

Insgesamt 142 einzelne Proben wurden aus einem Biorepository ausgewertet, das 2016 vom IRB genehmigte Einverständniserklärungen von erwachsenen und pädiatrischen Proben aus den Nieren-TX-Programmen der Stanford University und der University of California San Francisco enthielt, zwischen Urinproben, von denen 770 mit übereinstimmenden Nieren begleitet waren tx-Box mit zentralisierten pathologischen histologischen Ablesungen und Kompartimentwerten unter Verwendung des standardisierten Banff-Schemas (32) zur Bewertung von Nieren-tx nach Verletzung (Abbildung 1). Die Studie wurde vom Human Research Protection Program der University of California, San Francisco, genehmigt. Die Urinproben wurden basierend auf der passenden Nieren-Bx-Pathologie in fünf Gruppen phänotypisiert: gesunde Kontrolle (HC; n=9), stabiles Transplantat (STA; n=40), akute Abstoßung (AR; n {{ 7}}), chronische Allograft-Nephropathie (CAN; n=39) ​​und BK-Virus-Nephritis (BKVN; n=17). Urin wurde 2,000 ×g bei 4 Grad für 20 min zentrifugiert, um Urinsedimente loszuwerden. Der Überstand wurde durch eine Filtermembran von 10 kDa geleitet, um native Peptide von intakten Proteinen mit einer Größe von mehr als 10 kDa zu entfernen. Das Gesamtprotein wurde dann Trypsin-verdaut und die resultierenden tryptischen Peptide wurden durch die LC-MS-Plattform (Orbitrap Velos MS) analysiert. Über die detaillierten Verfahren zur Proteinpräparation und -analyse wird an anderer Stelle berichtet (33).

Der von unserer Gruppe generierte benutzerdefinierte MSGF plus-Algorithmus (https://omics.pnl.gov/software/ms-gf) wurde verwendet, um MS/MS-Spektren gegen die kombinierte menschliche Proteinsequenzdatenbank und die NCBI-Virusdatenbank zu durchsuchen. Peptide wurden anfänglich durch Datenbanksuche unter Anwendung der folgenden Kriterien identifiziert: E-Wert des MSGF-Spektrums (ein Wahrscheinlichkeitswert der Übereinstimmung des Peptids mit dem MS/MS-Spektrum, wobei der niedrigere Wert die höhere Wahrscheinlichkeit hat, eine korrekte Übereinstimmung zu sein).<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="">

ERGEBNISSE

Unsere Gruppe hat zuvor eine detaillierte Analyse biologisch relevanter menschlicher Proteine ​​in diesen Urinproben veröffentlicht, die von Nierentransplantatempfängern mit unterschiedlichen Transplantatverletzungsphänotypen gesammelt wurden, wie durch übereinstimmende Nierentransplantat-Histopathologie auf der Biopsie bestätigt wurde, die gleichzeitig mit der Urinprobe gesammelt wurde; diese Daten wurden im Proteomic MassIVE-Repository (Zugang MSV000079262) und im ProteomeXchange-Repository (Zugang PXD002761) hinterlegt (33). In dieser Studie konzentrierten wir uns nur auf die Identifizierung und Analyse viraler Proteine ​​in derselben Kohorte von Nierentransplantationspatienten, wobei auch alters- und geschlechtsangepasste gesunde menschliche Kontrollurinproben eingeschlossen wurden, um virale Proteine ​​sowohl bei der Gesundheit als auch bei Nierenverletzungen zu bewerten . Es ist wichtig anzumerken, dass von den insgesamt analysierten menschlichen und viralen Proteinen im Urin nur virale Proteine ​​ausmachen<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="">

Die in dieser Veröffentlichung präsentierten Ergebnisse stammen aus der Kartierung viraler Peptide, im Gegensatz zur genomischen Sequenzierung viraler Komponenten, wie in früheren Veröffentlichungen berichtet wurde (19). Als erste Analyse konzentrieren wir uns auf die Prävalenz viraler Proteine ​​im Urin, die für jeden Nierentransplantationsphänotyp von STA, AR, CAN und BKVN spezifisch sind, und auf die Variationen, die gegenüber dem gesunden Kontrollurin-Virom festgestellt wurden. Die viralen Proteindaten im Urin für jede Probe wurden hinsichtlich der Probenhäufigkeit im Verhältnis zum mittleren Level dieses Virus in der gesamten untersuchten Population bewertet. Wir fanden heraus, dass bei durchschnittlich 22 Prozent (Bereich 4–67 Prozent) der Nierentransplantationspatienten verschiedene virale Proteine ​​im Urin nachgewiesen wurden, ausgenommen Patienten mit BKVN, bei denen der Nachweis des BK-Virus im Urin zu erwarten ist, wie bei diesen Patienten eine Infektion mit dem BK-Virus in ihren Harnwegen und bei der Nierentransplantation haben. Die Verteilung verschiedener viraler Proteine ​​in verschiedenen Tx-Verletzungszuständen und bei normaler Gesundheit ist in der Prävalenz-Heatmap dargestellt (Abbildung 2). Insgesamt wurden 57 virale Proteine ​​von 37 einzigartigen Viren identifiziert, von denen viele unerwartet waren und zuvor nicht als „Kommensale“ im menschlichen Urin beschrieben wurden. Von diesen einzigartigen Viren waren 8 Viren einzelsträngige RNA-Viren, 1 Virus war ein einzelsträngiges RNA-RT-Virus und 28 Viren waren doppelsträngige DNA-Viren (Tabelle 1). Von den 142 Patienten hatten alle Patienten mindestens ein virales Protein in ihrem Urin, mit einem Durchschnitt von 10,23 ± 4,57 viralen Proteinen/Probe.

Prävalenz von viralen Proteinen im menschlichen Urin

Die untersuchte gesunde Kontrollgruppe hatte 20 einzigartige virale Proteine ​​mit einem Gruppendurchschnitt von 13,67 ± 1,32 viralen Proteinen. Nieren-TX-Patienten mit Erhaltungs-IS und stabiler Nieren-TX-Funktion hatten eine statistisch signifikant geringere Anzahl einzigartiger Viren in der Gruppe (8,08 ± 2,78; p=7e-10) im Vergleich zur gesunden Kohorte (normale Niere Funktion und ein normales Immunsystem), ohne IS-Exposition. Stattdessen werden in der STA-Kohorte im Vergleich zu gesunden Kontrollen neun neue virale Proteine ​​nachgewiesen, die zu den folgenden Viren gehören: Junin-Virus, Cotesia congregata Bracovirus, Agrotis segetum Nucleopolyhedrovirus, Psittacid Herpesvirus 1, Pseudocowpow Virus, Spodoptera frugiperda Multiple Nucleopolyhedroviruses, Japanese Yam Mosaic Virus, Cowpea Mottle Virus und Helicoverpa zea Single Nucleopolyhedrovirus. Eine Nierenschädigung nach tx (trotz fortgesetzter IS-Exposition) führt zu einem Gesamtanstieg der Anzahl einzigartiger viraler Proteine ​​gegenüber der STA-tx-Kohorte, mit einem signifikanten Anstieg viraler Proteine ​​im Urin in der CAN-Patientengruppe (11,46 ± 3,52; p {{ 16}}e-10) und der BKVN-Patientengruppe (15,76 ± 5,65; p=13,7e-10). Das Repertoire an viralen Urinproteinen scheint in verschiedenen Kategorien von tx-Verletzungen recht unterschiedlich zu sein (Abbildung 3). Die Prävalenz von BKV-Virusproteinen im Urin steigt auf 60–70 Prozent bei AR, 70–80 Prozent bei Patienten mit CAN und 100 Prozent bei Patienten mit BKVN (Abbildung 2), was hervorhebt, dass eine zunehmende Häufigkeit des BK-Virus im Urin die Folge sein kann von der Augmentation von IS, wie in der AR-Kategorie gesehen, und mit längerer Zeit nach dem Senden, wie in der CAN-Kategorie gesehen. BKVN-Urinproben zeigen erwartungsgemäß die maximale Divergenz der viralen Proteine ​​im Urin. Vier virale Proteine, die in allen anderen Proben konsistent vorhanden sind, einschließlich normaler gesunder Kontrollen (Canarypox-Virus, Tacaribe-Virus, Simian-Virus 12, Acidianus-Filament-Virus 8), werden in der BKVN-Kohorte nicht mehr beobachtet. Da BKV ein DNA-Virus ist, untersuchten wir, ob die Veränderungen im Urinvirom weitgehend mit dem Auftreten neuer DNA-Viren in BKVN zusammenhängen. Fünf neue virale Proteine ​​werden nur in der BKVN-Kohorte festgestellt (Ectropis obliqua nucleopolyhedrovirus, Fowl adenovirus D, Taura-Syndrom-Virus, Invertebrate Iridescent Virus 6, Gallid Herpesvirus 2). 4/5 der BKVN-Kohortenviren waren doppelsträngige DNA-Viren (Tabelle 1).

Die Fülle an viralen Proteinen im menschlichen Urin

Als nächstes bewerteten wir die Häufigkeit verschiedener viraler Proteine ​​bei allen tx-Patienten und HC-Urinproben. Unter den 37 untersuchten einzigartigen Viren waren die folgenden Viren bei STA-IS-Patienten am häufigsten (Acidianus filamentous virus 8, Agrotis segetum nucleopolyhedrovirus, BK polyomavirus, Canarypox virus, Cotesia congregata bracovirus, Cowpea mottle virus, Glossina pallidipes speicheldrüse, Hypertrophievirus, Simian-Virus 12, Tacaribe-Virus), und eine erhöhte Häufigkeit des Marsellavirus wird sowohl in CAN als auch in BKVN beobachtet. Trotz intrarenaler Infektion mit dem BKV-Virus bei BKVN-Patienten beobachten wir, dass niedrige Konzentrationen des BK-Virus auch in allen untersuchten tx-Kategorien und gesunden Kontrollen nachgewiesen werden, wahrscheinlich, da das BK-Virus normaler menschlicher Urin-Kommensal mit seiner Persistenz im menschlichen Uroepithel ist in niedrigen Konzentrationen bei fast allen untersuchten HC- und Nieren-TX-Patienten ist nicht unerwartet.

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DISKUSSION

Eine Studie zur Rolle des Mikrobioms bei der Organtransplantation (13, 17, 34) berücksichtigt die Auswirkungen von Nahrungsaufnahme, Verdauung, Stoffwechsel und Modulation; Die Dysbiose der Mikrobiota aufgrund der tx- und IS-Medikamente ist jedoch ein beitragender Faktor, der zu einer Abnahme der vorherrschenden Mikroben der Grundlinie führt und auch zu einem Verlust der Gesamtvielfalt und der Entstehung weniger neuer dominanter mikrobieller Populationen führt (35). Ein sehr interessantes Ergebnis dieser Studie ist, dass nur 8 der 37 in diesem Datensatz identifizierten Viren zuvor beim Menschen beschrieben wurden, und viele von ihnen wurden auch als pathogen beschrieben. Bei einigen der identifizierten Viren wurden Infektionen beim Menschen beschrieben, was darauf hindeutet, dass ihr Vorhandensein im Urin mit der Pathogenese einer allgemeinen systemischen oder zugrunde liegenden Nierenschädigung in Zusammenhang stehen könnte. Eine Infektion mit dem Junin-Virus (einem Arenavirus) kann zu einer klinischen Krankheit beim Menschen führen, einschließlich Fieber, sowie zu einer als argentinisches hämorrhagisches Fieber bekannten Entität (36). Das Tacaribe-Virus ist ein Arenavirus, das beim Menschen auch Fieber und hämorrhagische Erkrankungen verursachen kann (36). Das HHV-6-Virus ist ein weit verbreitetes Virus bei Kindern und verursacht Fieber, Durchfall und Hautausschläge (37). Rhinoviren sind einzelsträngige RNA-Viren, die beim Menschen am ansteckendsten sind und die wahrscheinlichste Ursache für Erkältungen sind (38). Das Acanthocystis-Oberflächen-Chlorella-Virus 1 war bei 44 Prozent der gesunden Menschen (39) und wurde nur im Oropharynx beschrieben und ist nicht als pathogen für den Menschen bekannt. Das Marseille-Virus ist ein nukleozytoplasmatisches Large-DNA-Virus, das im Blut und Stuhl von Patienten mit nichtfieberhafter Lymphadenopathie beschrieben wurde (40).

Das SV40-Virus ist ein DNA-Polyomavirus, das wahrscheinlich durch kontaminierte Impfstoffe (41) in die menschliche Bevölkerung eingeführt wurde, und eine Infektion mit diesem Virus wird häufig zusammen mit einer BK-Virusinfektion infiziert, was ein fast unveränderlicher Befund in der tx-Population ist. Jüngste Studien haben auch die Rolle einer chronischen SV40-Infektion bei Krebserkrankungen beim Menschen hervorgehoben (42). Antikörper gegen das T-Antigen von SV40 kreuzreagieren mit den T-Antigenen von BK- und JC-Viren, die alle zur Polyomavirus-Familie gehören, und die SV40-Färbung wird zur Diagnose einer BK-Virusinfektion bei BKVN verwendet. Eine BK-Virus-Exposition in der Niere wird bei 90 Prozent der normalen Bevölkerung beobachtet, und unsere Daten deuten darauf hin, dass das Urin-Virom Spuren von BK-Virusproteinen in allen gesunden Kontrollproben enthält.

Die Replikation des BK-Virus wird bei 10–60 Prozent der Nieren-TX-Patienten beobachtet, von denen beschrieben wurde, dass sie das BK-Virus in ihrem Urin ausscheiden, was durch unsere Daten bestätigt wird (Abbildung 2). Das BK-Virus ist in renalen tubulären Epithelzellen latent, und seine Prävalenz erhöht bekanntermaßen die Immundysfunktion und die Exposition gegenüber Immunsuppression (43). In dieser Studie konnten wir keine viromspezifischen Unterschiede im Urin identifizieren, die die AR- und BKVN-Gruppen unterscheiden könnten, obwohl diese Zustände immunologisch unterschiedlich sind und sehr unterschiedliche Behandlungsansätze erfordern, dh Minimierung der Immunsuppression bei BKVN und erhöhte Immunsuppression bei AR. Die AR-Kategorie wurde bestätigt und es gab eine negative SV40-Färbung in dem untersuchten Kartongewebe. Nichtsdestotrotz deuten diese Daten darauf hin, dass der Nachweis von BKVN bei Patienten mit Nierentx möglicherweise nicht ausreichend gemeldet wird und histologische Veränderungen fleckig sein können, was zu einer Unterdiagnose der BKVN-Krankheit führt.

Von den verbleibenden 19 Viren, die zuvor noch nicht beim Menschen beschrieben wurden, wurden die folgenden als Pestizide/Insektizide verwendet (E. obliqua Nucleopolyhedrovirus, Euproctis pseudoconspersa Nucleopolyhedrovirus, Helicoverpa armigera Nucleopolyhedrovirus, H. zea Single Nucleopolyhedrovirus). Pestizide in der öffentlichen Gesundheit sollen das Potenzial für die Krankheit begrenzen, aber es ist bekannt, dass sie bei unsachgemäßer Handhabung in menschliches Gewebe/Körperflüssigkeiten gelangen und dass organische Ernährung die Anzahl von Pestiziden im Urin von Kindern begrenzt (44, 45). . Das Auffinden dieser viralen Proteine ​​in menschlichen Urinproben wirft die Frage der Umweltexposition gegenüber diesen zuvor unentdeckten möglichen Kontaminanten auf.

Der Befund einer 100-prozentigen Prävalenz einiger Viren nur in der gesunden Kontrollgruppe legt nahe, dass es virale Kommensalen gibt, die entweder ohne Schaden existieren oder von denen sogar vermutet wird, dass sie die Immunanpassung unterstützen. Die phylogenetische Baumanalyse dieser Viren kann interessant sein, da einige Viren wie Bakteriophagen eine wichtige Rolle für die Gesundheit spielen, indem sie pathogene Bakterien entfernen und zur Stärkung der angeborenen Immunität beitragen (16). Eine Verringerung der schützenden Viren oder Phagen kann zu einer erhöhten Bakterienproliferation führen, die im Zusammenhang mit IS nach Nieren-TX zu sehen ist. Die metagenomische Sequenzierung der neuen Virusspezies, die bei Tx-Patienten unter IS gefunden wurden, kann identifizieren, ob die IS-Exposition die Resistenzmuster oder das Resistom einiger der Viren verändert hat, insbesondere derer, die anfälliger für Entzündungen und Immunität sind (16). Es hat sich gezeigt, dass die Behandlung mit Silbernanopartikeln entzündungsfördernde Virus- und Bakterienpopulationen im Darm reduziert (46). Muzinophile Mikrobiome sind möglicherweise anfälliger für eine schützende Immunität außerhalb des Wirts, und der Verlust von eosinophilen Viren/Mikroben mit IS kann auch ein Treiber für das erhöhte Risiko von Blasenentzündungen und Harnwegsinfektionen sein, die bei Patienten nach tx beobachtet werden.

Das Mikrobiom überschneidet sich mit Gesundheits- und Krankheitszuständen. Der neuartige Nachweis einer großen Anzahl von Viren, die als Pestizide/Insektizide verwendet werden, ist eine überraschende Erkenntnis. Die Identifizierung von Viren, von denen nicht erwartet wird, dass sie im Urin vorhanden sind, weist auf die Möglichkeit ihres Ursprungs hin, durch Einnahme (Kontamination von Nahrungsmitteln, Wasser oder anderen Getränken wie Milch) oder Hautabsorption (z. B. unsachgemäßes Händewaschen) in Körpersysteme einzudringen. Tatsächlich wird laut Bundesgesetz eine geringe Kontamination menschlicher Lebensmittel mit Pestiziden/Insektiziden anerkannt und akzeptiert (41, 47), obwohl bisher niemand ihre Anwesenheit im Urin untersucht hat. Es ist auch möglich, dass diese Viren die Harnwege durch aufsteigende Infektion besiedeln oder in sie eindringen, insbesondere im Zusammenhang mit IS bei einem Patienten mit Nierentransplantation, bei dem die Immunabwehr des Wirts herabgesetzt ist.

Eine weitere Validierung dieser Ergebnisse durch Auswertung des humanen Virom-Repertoires in verschiedenen geografischen und demografischen Kohorten von Patienten mit unterschiedlichen Ursachen einer Nierenschädigung wird besser identifizieren, ob das in dieser Studie beobachtete spezielle Repertoire viraler Proteine ​​spezifisch für einen Patienten, seine Geografie, seine Demographie oder der Subtyp der Nierenerkrankung. Zusätzliche Validierungsstudien durch virale Urin-PCR-Assays können eine schnelle Bewertung der klinischen Auswirkungen dieser Viren in anderen Kohorten mit Nierenverletzungen ermöglichen. Interessanterweise haben wir im Repertoire identifizierter viraler Peptide keine Phagen beobachtet. Dies wird der Methodik zugeschrieben, die für die Peptidpräparation aus Urinüberstand verwendet wird, der keine Bakterien (die herauspelletiert werden), den Wirt von Phagenviren, einfängt (48). Der auf DNA-Sequenzanalyse basierende Virome-Bericht identifizierte in dem veröffentlichten Bericht ebenfalls keine Phagen (19). Die Urin-Virom-Studie, die die Isolierung gereinigter Bakteriophagen unter Verwendung eines Cäsiumchlorid-Dichtegradienten verwendete, hat die Identifizierung von Phagen berichtet (20). Diese Artikel unterstützen alle, dass die Methodik der Probenvorbereitung die endgültigen Ergebnisse beeinflusst.

Kolonisierung, Resistenz und mikrobielle Ökologie wurden im Zusammenhang mit mikrobiellen Infektionen beschrieben und gut untersucht (49), und es wurde gezeigt, dass eine Antibiotikabehandlung (im Zusammenhang mit der Behandlung von Infektionen bei Tieren, die Lebensmittelprodukte bilden, oder als Teil der antivirale Prophylaxe für Tx-Patienten in den ersten 3–6 Monaten nach Tx) eliminiert viele kommensale Bakterien- und Virusspezies aus dem Darm und anderen Körperflüssigkeiten und reduziert die antimikrobielle Abwehr (50). Die Kolonisierung durch Mikrobiota im frühen Leben formt das Immunsystem und schafft ein Zeitfenster für einen homöostatischen Zustand, der, wenn er gestört wird, im Zusammenhang mit tx und IS, zu Entzündungen beitragen kann. Zukünftige Ansätze der Präzisionsmedizin möchten möglicherweise die Therapie von einem „mikrobiotazentrierten“ und „wirtzentrierten“ Ansatz hin zu einer Präzisionsmedizin anpassen. Bis vor kurzem haben wir dem Mikrobiom von Lebensmitteln und dem Verständnis, dass viele neu auftretende Infektionen durch Lebensmittel übertragen werden können, nicht viel Aufmerksamkeit geschenkt. Aktuelle Bemühungen zur Entwicklung eines Metagenom-Tracker-Tools, das die Auswirkungen verschiedener Infektionen – Bakterien, Viren und Pilze – und ihre Fingerabdrücke im Zusammenhang mit der Nahrung, die wir essen, bewerten wird, die durch Umgebungstemperatur, schlechtes Überleben der Tierkohorte, Ursachen, und landwirtschaftliche Praktiken einschließlich Bodenbehandlung (Methylbromidbehandlung des Bodens als Pestizid führt zu einer enormen Zunahme von Bacillus-Arten), Wasserquellen [unterschiedliche mikrobielle Belastungen im Teich- vs. Brunnenwasser (51)], Genetik der Nahrungspflanzensorte, die kann zu einer veränderten Pflanzenabwehr gegenüber Mikroben, Pflanzen und Pestiziden führen (51). Virale und bakterielle Lipoproteine ​​können für immunmodulatorische Eigenschaften verantwortlich sein, und neuere Studien deuten auch auf eine Rolle der Interaktion der angeborenen Immunität bei der Regulierung der Mikrobiomdiversität und der Infektionskontrolle durch spezifische Zelllinien wie mukosale invariante T-Zellen (MAIT-Zellen) hin. Daher werden zusätzliche Studien, die sich auf die Verursachung der mikrobiellen Vielfalt menschlicher Gewebe und ihre Auswirkungen auf Entzündungen und Immunantworten konzentrieren, im Rahmen der zukünftigen Forschung von größter Bedeutung sein.

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ETHIK-ERKLÄRUNG

Alle Studienproben wurden von pädiatrischen und jungen erwachsenen Empfängern gesammelt, die zwischen den Jahren 2000 und 2011 am Lucile Packard Children's Hospital der Stanford University transplantiert wurden. Die Studie wurde von den Ethikkommissionen der Stanford University Medical School und des UCSF Medical Center genehmigt. Alle erwachsenen Patienten und Eltern/Erziehungsberechtigten von nicht erwachsenen Patienten gaben unter vollständiger Einhaltung der Deklaration von Helsinki eine schriftliche Einverständniserklärung zur Teilnahme an der Studie ab.

AUTORENBEITRÄGE

MS und TS waren am Design der Studie beteiligt; SN, TS, NM und MS waren am Schreiben des Artikels und der Interpretation der Ergebnisse beteiligt; NM führte die statistischen Analysen und Auswertungen der Ergebnisse durch; CN, KB-J und W-JQ generierten und verarbeiteten die Rohdaten.

FINANZIERUNG

Wir bedanken uns für die Unterstützung durch die University of California San Francisco. Die Autoren erkennen die finanzielle Unterstützung von NIDDK R01DK083447 (an MS), DP3 DK110844 (W-JQ) und P41 GM103493 (W-JQ) an.

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HINWEIS

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