Diagnostice zánětu a infekce v močovém systému prostřednictvím proteomika

Vzorek zdroje k vyhodnocení močových proteomic data moči pro diagnostické účely

sbírka 120 vzorků moči profilované v této studii nebyla omezena na diagnostiku, posouzení progrese nebo léčení specifických onemocnění. Analýza moči (UA) vzorků bylo nařízeno, podle ošetřujících lékařů z různých důvodů, včetně akutní zranění, vaginální krvácení, závratě/nevolnost, hyperlipidemie, diabetu II. Typu a přidružených komplikací, bolest břicha/nevolnost, blíže neurčené hypertenze, močového měchýře, hypertenze, polyurie idiopatický, a podezření na zánět močových cest. Od UTI je velmi rozšířené infekční onemocnění, spojené se některé z výše uvedených klinických příznaků (např. bolest břicha/nevolnost) a rizikové faktory (např. diabetes), očekávali jsme, že častou diagnózou bakteriurie nebo INFEKCE močových cest z těchto vzorků. Proteomické analýzy byly omezeny na vzorky, kde zprávy o analýze moči poskytly předběžnou podporu bakteriálně způsobených UTI (viz metody). Neanalyzovali jsme vzorky moči v případech, kdy byla zpřístupněna specifická diagnóza asymptomatické bakteriurie. Byly získány rozsáhlé údaje UA pro všech 120 vzorků. To zahrnovalo testy měrky, mikroskopické vyšetření močových sedimentů pro různé typy buněk a hlen a-ve 46% případů-údaje o kultuře moči (UC). Rovněž byly přezkoumány údaje o vzhledu moči, jako je zákal, barva a barva a objem pelet moči. Výsledky analýzy moči umožnily komplexní srovnání konvenčních metod pro diagnostiku onemocnění močových cest s údaji z metaproteomických průzkumů(další soubor 3: Tabulka A3).

Neutrofily, dominantní efektory přirozené imunitní odpovědi v močovém traktu, představují vysoké úrovně zánětu v mnoha vzorků

Proteomic data přinesl silný důkaz pro důležitou úlohu neutrofilů jako efektory a poslové zánět močových cest. Neutrofilů uvolnění antimikrobiální a protizánětlivé molekuly, ze sekrečních granulí, které produkují a zabít invazi patogenů v phagolysosomes po jejich fagocytózu. Hierarchické shlukování analýza optimalizované pro vzorek list pořadí (HCLSO) identifikovali čtyři shluky s lidskou množství bílkovin profily dominují neutrofily (23 111 případech; NAD1 klastrů v Obrázku 1) a dva clustery s neutrofilů-specifický protein množství srovnatelné s těmi, spojené s cytoskeletu (25 případů; NAD2 klastrů v Obrázku 1). Cytoskeletální proteiny jsou vysoce exprimován v epiteliálních buňkách sliznice urogenitálního traktu a tvoří většinu močového sedimentu proteomu v nepřítomnosti patofyziologických podmínek v močovém traktu. Třicet pět z 48 NAD kazetové profily byly pozitivní pro IDs uropatogenu včetně G. vaginalis, svědčí o skutečnosti, že dominantní důvod pro zánět v příslušných pacientů byl bakteriurie a imunitní odpověď vůči invazi mikrobů. Důvodem vzdáleností mezi klastry NAD ve stromu vazeb byla značná odchylka v počtu identifikovaných lidských proteinů v rozmezí od 200 do 1 500 ID na vzorek.

Obrázek 1
1

Hierarchické shlukování analýza močových pelety proteomic profily na 110 vzorků. Hierarchické shlukování bylo provedeno na kvantitativních datech lidských proteinů pomocí metody TPA v softwaru MaxQuant. Soubory dat byly podrobeny Pearsonův korelační analýzy s vzorek list objednávky-optimalizace a úplné propojení clusterů pomocí softwaru nástroj MeV . Odstranili jsme tepelnou mapu hojnosti bílkovin ze zobrazeného hierarchického stromu UP vzorků. Spodní části panelu na levé straně se připojuje k horní části panelu na pravé straně, co se týká stromu vazeb. Ukázkové názvy klastrů, zobrazené na pravé straně grafiky s jejich zkratkami, jsou podrobně popsány v textu. Barevné pruhy označují typ, velikost a polohu každého shluku vzorků ve stromu.

Neutrofilní bílkovin abundances odvozen od proteomic data korelovat s LE činností a počty leukocytů

zásadní motivací pro tuto studii bylo zjistit, jak proteomic data získané z moči sedimentů ve srovnání s konvenčními testy pro kvantifikaci úrovně zánětu v moči vzorky. Zjistili jsme, množství 35 proteiny známo, že je vysoce exprimován v aktivovaných neutrofilů (Další soubor 2: Tabulka A2) vzhledem k celkové bílkoviny hojnosti pro každého vzorku, jak je znázorněno v modré bar segmenty pozemku zobrazeny na Obrázku 2. Ne neočekávaně bylo 85% případů patřících do výše uvedených klastrů NAD1 v části grafu s vyšším než 30% obsahem neutrofilních proteinů (na levé straně). 35 proteinů zahrnutých pěti funkčních skupin: vápník-vázající S100 rodiny S100 proteiny-A8, S100-A9, a S100-A12, které přispívají 40-50% z celkového cytosolový protein obsah neutrofilů; proteiny uvolňují při zánětu z neutrofilní granule, včetně myeloperoxidáza (MPO), cathepsin G (CTSG), defensin-1 (DEFA1), elastázy (ELANE), lysosome (LYZ), lactotransferrin (LTF), a cathelicidin (TÁBOR) ; proteiny se podílí na tvorbě, obchodování s lidmi, a fúze granule s phagolysosomes, včetně grancalcin (GCA), plastin-2 (LCP1), annexin A3 (ANXA3), a tetraspanin (antigenu CD63); proteiny ovlivňující neutrofilů migraci v prostředí a reorganizaci extracelulární matrix, jako integrin aM/β2, katepsiny (MMP9), a neutrofilní kolagenáza (MMP8); a NADPH oxidáza, enzym s více podjednotek včetně cytochromu b-245 (CYBA, Obrázek 3) se nachází v membráně phagolysosomes z fagocytární buňky a odpovědný za oxidativní výbuch, který přímo zabíjí patogeny. Mnoho z těchto proteinů, zejména defensin-1, bylo vysoce hojné ve vzorcích s průkazem UTI (např. SA_112 a PM_20, obrázek 3). Bakteriální patogeny ve dvou případech byly S. aureus (SA) a P. mirabilis (PM) a ne nečekaně, se nachází na levé straně v grafu na Obrázku 2 a vedle sebe v NAD1 cluster (viz Obrázek 1). Uznáváme, že tato data odrážejí přibližné množství neutrofilů s ohledem na skutečnost, že proteiny jako defensin-1, LTF, S100-A8 a S100-A9 jsou také uvolňovány do močových cest uroteliálními buňkami. Nicméně, hierarchické shlukování analýza optimalizované pro protein list pořadí (HCLPO) ukázaly, že tyto proteiny sdružené s ostatními, podporuje představu dominantní role neutrofilů v jejich produkci (Další soubor 4: Obrázek A1). Eosinofilní peroxidázu (EPX) a eozinofilní kationtový protein (ECP), z nichž oba jsou také efektory odpovědi k patogenům byly řádově méně hojné než neutrofilů-bílkoviny, tedy podporující hlavní roli eozinofily v zánětlivé reakci. Inhibiční faktor migrace specifický pro makrofágy (MIF) byl přítomen v ještě nižších množstvích, což naznačuje téměř nepřítomnost makrofágů jako účastníků akutní imunitní odpovědi po invazi patogenů do močových cest.

Obrázek 2
obrázek 2

Proteinové profily zobrazující kvantitativní příspěvky neutrofilů, komplementu a erytrocytů do celkového proteomu močových pelety vzorků. Graf zobrazuje sčítané množství proteinu, vzhledem k celkovému proteomu, pro tři kategorie biologických proteinů. Osa x uvádí identifikátory UP vzorků spojených se 110 lidskými subjekty. Tři kategorie představují proteiny produkované aktivovanými neutrofily (MODRÁ), proteiny, vysoce exprimován v erytrocytech a uvolňuje při poranění cév (ZELENÁ), a proteiny spojené s doplňkem činnosti systému a koagulace (ČERVENÁ). Metoda použitá pro kvantifikaci všech proteinů je metoda iBAQ v softwarovém nástroji MaxQuant. Pořadí vzorků je založeno na hojnosti neutrofilních proteinů, klesající zleva doprava. Aby bylo možné přímé srovnání pro hodnocení zánětu, bylo skóre testu LE zahrnuto do grafiky nad každou lištou představující vzorek. Pod osou x, další panel zobrazuje vzorky, které byly spojeny s ID patogen způsobující INFEKCE močových cest (ORANŽOVÁ barva segmentů), komenzálních bakterií (ZELENÁ barva segmentů) nebo nedostatek bakteriální Id (žádná barva).

Obrázek 3
obrázek 3

Množství vybraných neutrofilů proteinů ve vzorcích. Třináct proteinů uvedených v legendě zcela vpravo jsou proteiny neutrofilních granulí. Tři další proteiny jsou fibrinogen-β (FGB; podílí se na koagulaci), hemoglobin α-podjednotka (HBA1; uromodulin (UMOD; hojný v moči zdravých dárců). Vzorky SA_112 a PM_20 představovaly UTI způsobené S. aureus (SA) a P.mirabilis (PM). Profil LG_23 (Lactobacillus) indikoval nedostatek zánětu a představoval kolonizaci uretry, případně i menší vaginální kontaminaci vzorku moči. Zdálo se, že kp_10 (k. pneumoniae) představuje vaginální infekci, protože vaginální krvácení bylo klinicky diagnostikováno u pacienta. Proteinové profily EC_13 (UPEC) a KP_55 naznačovaly téměř nepřítomnost zánětu, a proto nejpravděpodobnější kolonizaci uretry. Proteiny byly kvantifikovány metodou iBAQ, v každém případě děleno sčítanými hodnotami iBAQ pro celý proteom UP.

NAD skóre

zastoupení neutrofilů množství bílkovin v grafu na Obrázku 2 je odvozeno od NAD (neutrofilů aktivace a degranulace) skóre také uvedeny v (Další soubor 3: Tabulka A3). Obrázek 2 zahrnuje le skóre v rozmezí od negativních (N) do trace (T), 1, 2 a 3 pro každý vzorek. Celkově je pozorována silná korelace abundancí neutrofilních proteinů a Le skóre. LE skóre měří aktivitu leukocytů esterázy, pravděpodobně představující primárně elastázu (ELANE) a myeloblastin (PRTN3), dvě neutrofilní proteázy kvantifikované pro osm vzorků na obrázku 3. Všechny profily na levé straně grafu (Obrázek 2) a padesát tři ze 60 vzorků s obsahem neutrofilních proteinů více než 30% (iBAQ) měly LE skóre 2 nebo 3. Dvacet devět ze 40 vzorků s méně než 23% obsahem neutrofilních proteinů (iBAQ)mělo LE skóre v rozmezí od negativní do 1. Pouze čtyři z jedenácti případů, kdy LE bylo skóre ≥ 2, ale neutrofilů obsahu bílkovin byla poměrně nízká, mikroskopické leukocytů byl větší než 11 buněk na high power field (HPF), prahová hodnota slouží k definování pyurie. Celkově tam bylo o něco méně dohody ve srovnání počty leukocytů nastavení prahu na 11 buněk/HPF s více než 30% (iBAQ) neutrofilů obsah bílkovin: 14 60 případů se počítá ≤ 10 (Další soubor 3: Tabulka A3). Stručně řečeno, hodnocení obsahu neutrofilů v sedimentech moči pomocí proteomiky se zdá být přinejmenším stejně přesné jako Le test pro diagnostiku zánětu v močovém traktu. Měří součet hojnosti 35 proteinů obohacených o neutrofily a může být méně náchylný k falešně pozitivním výsledkům ve srovnání s Le testem.

Množství erytrocytů obsah bílkovin slouží jako diagnostický ukazatel cévního poranění

Cévní poranění močových cest, obvykle spojené se zánětem, je posuzována s měrky testy pro hemoglobin a mikroskopické počítání červených krvinek v běžných vyšetření moči. Vzhledem k vysokému obohacení odlišných proteinů v erytrocytech jsme byli schopni vyvinout proteomický přístup ekvivalentní konvenčním testům na hematurii. Shrnul abundances 32 červených krvinek, bílkovin, včetně hemoglobinu podjednotky, band 3 anion transport protein, band 7 integrální membránový protein, a karboanhydrázy-1, vztaženo na celkový obsah bílkovin v každém vzorku bylo stanoveno, ukazuje zelený pruh segmenty pozemku zobrazeny na Obrázku 2. Tato množství proteinu jsou uvedena jako body era v (další soubor 3: Tabulka A3) pro každý vzorek. Tam byl žádný důkaz o dobré korelace buď NAD výsledky nebo LE výsledky testu s ERY skóre, což naznačuje, že i v případech detekce patogenu (zobrazený pomocí zbarvení vodorovný pruh v dolní části pozemku na Obrázku 2), neutrofilní infiltrace močových cest nemusí vždy znamenat výraznou hematurií a poranění tkáně. Stanovením prahových hodnot pro hematurii na 2+ pro test na měrce a 4, 5% pro skóre era byla shoda mezi 81% všech případů. U 21 případů, kdy se skóre neshodlo, byl hodnocen mikroskopický počet červených krvinek. Pomocí count větší než 10 buněk na high power field (HPF) jako důkaz, hematurie, zjistili jsme, že ve dvou třetinách případů mikroskopické analýzy byla dohoda s proteomic data. Došli jsme k závěru, že skóre proteomic era poskytuje dobrý kvantitativní odhad hematurie v moči.

vzorky Moči obohacené proteiny podílí doplňovat činnosti a koagulace

pozorovali Jsme, že HCLPO analýzy aplikován na všechny močových proteomic profily clusteru 21 proteinů s funkční role v koagulační cesty a/nebo komplementu (Další soubor 4: Obrázek A1). Zdůvodnění pro společné měření množství bílkovin vztahujících se k těmto zánětlivým cestám bylo také založeno na zprávách o rozsáhlých funkčních interakcích . Identifikovali jsme 42 proteinů spojených s aktivitami komplementového systému a koagulací (CAC), jejichž součty jsou zahrnuty jako skóre CAC pro každý vzorek UP v (další soubor 3: Tabulka A3). Systém komplementu přispívá k reakci akutní fáze a vrozené imunitě a odlišné složky jsou pro – nebo protizánětlivé. Centrální složkou je komplementová složka C3. C3 dozrává na opsonin C3b a anafylatoxin C3a a po produkci v renálních tubulárních buňkách se vylučuje do krevní plazmy a močových cest . C3 hraje roli v horních močových cest a zavádění do a klid UPEC v buňkách epitelu případně spojené s klinickým problémem opakující se infekce močových cest . I když množství proteinů souvisí s doplňkem činnosti a koagulace, nebyly tak vysoký počet neutrofilů proteiny, HCLSO analýzy generované dva shluky, vedle na stromě a s celkovým počtem 12 vzorků, která se vyznačuje poměrně vysoké množství těchto proteinů (CAC klastrů v Obrázku 1). Klastry CAC odhalily nízký počet případů s ID patogenu (3 z 12). Skóre CAC bylo vyneseno na obrázku 2 znázorněném segmenty červeného pruhu každého vzorku (sloupec). Vysoké celkové množství CAC proteiny nekoreluje dobře s velkým množstvím neutrofilů proteinů, což naznačuje, že zánětlivé aktivity zprostředkované komplementového systému (např., C3 a C4) a koagulace (např., fibrinogen) může být samostatně regulovaná na patogenu invaze nebo jiné zdůrazňuje, močových cest byl vystaven u pacientů. V tandemu bylo častěji pozorováno vysoké množství proteinu CAC a ERA. Mnoho koagulačních a komplementových proteinů je v krevní plazmě skutečně hojné. Tato tělesná tekutina uniká do lumen močových cest po cévním poškození. Testy analýzy moči ekvivalentní měření skóre CAC se v klinických laboratořích používají jen zřídka.

Vysrážení solí kyseliny močové a související sedimentu moči proteomic profily

Vizuální kontrola 12 vzorky v CAC hvězdokup ukázal, že devět vzorků moči byly velmi zakalené, a deset moči pelety poměrně velký s růžová-světle hnědé zbarvení. Tyto vlastnosti byly spojeny s vysokými hladinami nasycení kyseliny močové a srážením solí kyseliny močové, zejména při pH pod 6, v moči. Srážení kyseliny močové může být prekurzorovým stavem tvorby močového kamene . Je rozumné předpokládat, že zakalený vzhled vzorků přispěl k chybné identifikaci sraženin jako bakterií během mikroskopie. K dispozici byl pouze jeden klinický záznam o výskytu ledvinových kamenů (GV_64). Ačkoli proteomický profil tohoto pacienta nebyl součástí klastru CAC, vizuální rysy vzorku také uváděly zákal a růžovou až světle hnědou barvu pelet moči. Předpokládáme, že proteiny relativně hojné v rozpustné frakci moči se vážou na sraženiny soli, a proto přispívají k odlišným vzorcům hojnosti bílkovin v příslušných vzorcích UP. Opravdu, bílkoviny obecně rozpustné v moči a obvykle nízké množství v močových pelety byly zvýšeny v hojnosti v některých CAC clusteru vzorků ve vztahu k ovládání bez známek INFEKCE močových cest a soli se vysráží (LG_21). Příklady takových proteinů jsou IgG γ-řetězec, AMBP (bikunin) a fibrinogen γ-řetězec, jak je znázorněno na obrázku 4. Proteiny defensin-1 a podjednotky hba1 a HBD hemoglobinu byly ve srovnání s údaji pro LG_21 nejsilněji zvýšeny. Ačkoli je známo, že většina proteinů zobrazených na obrázku 4 je zvýšena v moči a plazmě v důsledku lokálního poškození a přispívá k odpovědi akutní fáze, tato data ukázala vysokou kvantitativní variabilitu. Z těchto údajů nelze odvodit patologický význam, Konkrétně poranění močových cest. Proteomické profily byly nedávno hlášeny pro matrici močového kamene . Mezi nejčastěji pozorované proteinů v kamenné matrice byly IgG těžkých řetězců fibrinogenu podjednotek, S100-A8, lysozym C, a LTF, bílkoviny také zobrazena v grafu na Obrázku 4. K vyhodnocení hodnoty proteomické analýzy k identifikaci biomarkerů ze vzorků moči obsahujících sraženiny soli v moči, např. k posouzení rizika tvorby ledvinového kamene, jsou zapotřebí další vyšetření.

Obrázek 4
figure4

Množství vybraných proteinů ve vzorcích s důkazy srážení solí v moči. UP vzorky začínající nm_ (žádné mikroby) neprokázaly bakteriální kolonizaci, ale sedimenty moči měly Vizuální vzhled naznačující sraženiny soli kyseliny močové a byly přítomny ve dvou klastrech CAC. LG_21 (Lactobacillus) představoval nepřítomnost zánětu. U pacienta spojeného se vzorkem GV_64 (G.vaginalis) byla diagnostikována ledvinové kameny. Kromě těchto bílkovin je popsáno v legendě Obrázku 3, ostatní jsou doplňkem složka C3 (C3), ceruloplasmin (CP), plazminogen activator inhibitor-3 (PAI-3), AMBP (bikunin), hemoglobin δ-podjednotky (HBD) a imunoglobulinu γ-řetězce (Ig gamma). Všechny tyto proteiny se podílejí na reakci akutní fáze, která je obvykle iniciována poškozením tkáně a invazí patogenů. Profily vzorků vykazují vysokou variabilitu množství bílkovin, i když v některých vzorcích byly ve srovnání s kontrolním LG_21 zvýšeny odlišné proteiny akutní fáze.

Uretrální kolonizaci komenzálních bakterií nerozebírá hostitelské imunitní odpovědi

Vysoce paralelní sekvenování DNA technologií ukázaly, že moč je zcela sterilní, a pojem močových mikrobiomu se vyvinul jako zajímavé téma výzkumu . Je pravděpodobné, že vnější části močové trubice, zejména u žen, jsou kolonizovány bakteriemi z perineálních a vaginálních zdrojů. Je také zřejmé, že neoptimální kolekce clean-chytit moč z pacientek může mít za následek kontaminaci moči s proteiny a komenzálních bakterií z vaginální dutiny. Zde uvedená Data lze vysvětlit, ale nerozlišují dva výše uvedené scénáře. Přibližně 25% močového proteomu profily získané v této studii byly obohaceny o proteiny vylučované do moči ve fyziologicky normálního prostředí (např. uromodulin a cytokeratins), nebo hojně produkován epitelové buňky, přístřešek slizniční povrchy, sliznice močových a vaginálních cest. Analýza HCLSO identifikovala čtyři shluky (Obrázek 1), jeden velký shluk s 15 vzorky UP, odvozené od pacientek s pouze dvěma výjimkami. Profily odhalily vysoké množství cytoskeletální proteiny (např. α-actins a annexins), desmosomal proteiny (např., desmoplakin a periplakin), a zrohovatělé buňky obálky proteinů (např. cytokeratins, cornulin, a malé prolin bohatý protein 3). Proteiny, které patří do prvních dvou kategorií jsou přítomny ve většině typů buněk, včetně urothelial buněk , zatímco rozvrstveného dlaždicového epitelu, který se nachází v ústí močové trubice měly a vaginální trakt produkuje proteiny ze všech těchto kategorií hojně . Mikroskopické vyšetření moči sedimentů potvrdilo zvýšené dlaždicových epiteliálních buněk obsah se skóre ≥ 2+ pro většinu vzorků přítomny ve čtyři klastry (Další soubor 3: Tabulka A3), odkazoval se na jako uromodulin a dlaždicových epiteliálních buněk uskupení s vaginální bakterie (USEV). Uromodulin, protein přispívající k rovnováze vody a elektrolytů v močovém traktu, byl také hojný ve vzorcích klastru USEV. Vaginální bakterie (Lactobacillus a. G. vaginalis) byly identifikovány z 22 z 30 vzorků, a bakterie chyběly v 5 z těchto vzorků. Proteomické údaje potvrdily velmi nízkou úroveň zánětu u klastrů USEV v 74% případů podle skóre NAD, jak je patrné z pozic vzorků na obrázku 2. Reprezentativní profil USEV clusteru je LG-23, s skóre NAD 20% a nízké abundances zánětu-asociovaných proteinů, s výjimkou defensin-1 a S100A8 (Obrázek 3). Ve srovnání s profily pro SA_112 a PM_20 byly všechny proteiny přispívající k zánětu v LG_23 méně hojné. G. vaginalis může být oportunním patogenem v močových a vaginálních cestách. Clustering hostitelského bílkovin profily v USEV klastrů, vybrané pro IDs Lactobacillus, G. vaginalis, nebo obou druhů, je uvedeno, nedostatek silné imunitní reakce na tyto bakteriální druhy. Došli jsme k závěru, že proteomická analýza má diagnostickou hodnotu tím, že poskytuje důkaz o nepřítomnosti infekce v urogenitálním traktu žen.

uretrální kolonizace oportunními patogeny

klastry USEV zahrnovaly tři případy, kdy byly identifikovány běžné patogeny močových cest, UPEC a k. pneumoniae. Ve dvou případech (EC_13 a KP_55) ukázal, nízké, NAD a ERY skóre, které bylo po dohodě s absencí neutrofilů-spouští zánět a poranění cév. Relativní abundances proteinů zobrazené na Obrázku 3 pro tyto dva případy a jejich podobnost se vzorem pozorován pro LG_23 podporována představa, že imunitní reakce charakteristické pro INFEKCE močových cest nebyly vyvolal na kolonizaci bakteriemi. To, zda případy představují asymptomatickou bakteriurii (ASB), nelze posoudit kvůli nedostatku znalostí o imunitní odpovědi na molekulární úrovni pro ASB. Stručně řečeno, tato data podporují představu, že proteomické profily mohou identifikovat případy kolonizace uretry uropatogeny bez aktivace vrozeného imunitního systému.

Poševní kontaminace s důkazy o urogenitální infekce

HCLSO analýzy vytvořené na vzorku clusteru říkali jsme poševní kontaminace (VCO) clusteru, je znázorněno na Obrázku 1. VCO kazetové profily vybavený vysoce abundances na cytoskeletální, desmosomal a zrohovatělé buňky obálky bílkoviny, ale s nízkým nebo středně uromodulin množství, což naznačuje, že vaginální obsah bílkovin se zvýšil v těchto vzorcích. Bylo vypočteno skóre VCO, kvantitativní poměr pěti proteinů exprimovaných v cervikovaginální epiteliální tkáni s relativně vysokou specificitou podle databáze TiGER ve srovnání s uromodulinem. Tyto proteiny byly cornifelin, cornulin, Serpin B3, galektin-7 a proteoglykan mucin-5B. Neutrofilů-specifických prozánětlivých molekul, jako jsou proteiny S100-A12 a lysozym (LYZ) a bílkoviny svědčící o nebo reakci k poranění cév (HBA1 a fibrinogenu-β, v tomto pořadí) byly hojnější v VCO clusteru ve srovnání s USEv clusteru, jak je znázorněno na KP_10 ve srovnání s LG_23 na Obrázku 3. Klastr VCO obsahoval 14 vzorky, všechny kromě jednoho odvozené od pacientek, polovina z nich byla spojena s ID uropatogenu. V pěti vzorcích byl identifikován G. vaginalis nebo Lactobacillus. Klinické důkazy naznačují vaginální krvácení pro pacienta týkající se vzorku kp_10, podporující diagnózu urogenitální nebo vaginální infekce k.pneumoniae. Skóre VCO jsou zahrnuty v dalším souboru 3: Tabulka A3. A Wilcoxonův rank sum test porovnání VCO skóre VCO a USEV shluky získané p-hodnoty 0.017, což naznačuje, že skóre je užitečné rozeznat žádné nebo menší z hlavních poševní kontaminace ve vzorcích moči. Nelze provést žádná jasná hodnocení týkající se užitečnosti skóre VCO k rozlišení UTI od vaginální infekce.

Proteomic analýza moči sedimenty se ztotožňuje s mikroby citlivost a specifičnost úrovně srovnatelné s těmi z kultivace moči

Jsme identifikovali bakterie z 76 vzorky, a Candida albicans od jednoho vzorku (63% všech analyzovaných případech). Moči byly provedeny pouze v 55 případech, z nichž 44% identifikováno nejméně jeden patogen, 24% komenzální organismy, a 17% neprokázaly žádné mikrobiální růst (Další soubor 3: Tabulka A3). V souvislosti s identifikací patogenů nebyly proteomické údaje a výsledky UC vždy shodné (Tabulka 1). Zdá se, že k neshodám přispívá několik důvodů. Následují výzvy interpretace metaproteomických dat na základě identifikovaných mikrobiálních proteinů. Za prvé, proteinové ID pro méně běžné uropatogeny mohou být vynechány z důvodu nepřítomnosti jejich proteinových sekvencí z prohledávané databáze. Bakteriální druhy zastoupeny v databázi byly identifikovány prostřednictvím proteomic analysis (K. pneumoniae a E. faecalis) ve dvou případech, ale UC data naznačují, že přítomnost fylogeneticky blízké druhy Enterobacter aerogenes a E. faecium, resp. Za druhé, mikrobiální organismy přítomné v nízkých množství v moči jsou více obtížné identifikovat v přítomnosti velmi hojný mikrobů, zejména pokud se mikrobiální druhy sdílet rozsáhlé sekvenční identity mezi orthologous proteiny. Profily EC_85 a KP_11 v (další soubor 5: Dataset A1) ilustrují tento problém a zejména se týkají čeledi Enterobacteriaceae, které způsobují většinu všech UTI. Nepřesné genomické anotace, např. chybí geny pro jeden druh (přítomné ve vzorku) výsledek v identifikaci orthologous proteiny správně komentovaný v genomu příbuzných druhů (ale nepřítomných ve vzorku). Malé tryptické peptidy jsou identifikovány v proteomické analýze brokovnice, což zvyšuje pravděpodobnost nesprávných přiřazení proteinů vyhledávacím algoritmem v případech vysoce sekvenční identity. Za třetí, ID bakterií, přítomných v nízkých počítá v moči, méně než ~ 10 000 buněk/mL, v kombinaci s vysokou hostitele proteomic pozadí může chybět, protože hostitel a mikrobiální bílkoviny nejsou samostatně zkoumal pomocí LC-MS/MS. Nízké počty CFU pro bakteriální organismy podle UC data ukázala nižší míra shody s proteomic IDs, než vysoké počty CFU (Další soubor 3: Tabulka A3). V kontrastu, proteomic identifikace mikrobů, mají výhody, že jsou kultury-nezávislé a že poskytují informace o virulence, rezistence vůči antibiotikům, se setkali stresu, a růst státu pro identifikovaných patogenů. Dva příklady odhalující takové komplexní údaje jsou uvedeny v (další soubor 5: Dataset A1). V jednom datovém souboru (EC_85) byly profilovány proteiny UPEC, G.vaginalis a Lactobacillus. V dalším datovém souboru (KP_11) byla příčinou UTI k.pneumoniae. Tabulka 1 poskytuje přehled srovnání dusitanového testu, identifikace Enterobacteriaceae v moči na základě jejich schopnosti redukovat dusičnany, a výsledky UC s proteomickými údaji. 90% pozitivní dusitanů testy skutečně týkaly případů bakteriurie s UPEC nebo K. pneumoniae jako původce, a jsou vždy označeny proteomic a UC metod, jakož. Na rozdíl od proteomické analýzy se zdálo, že dusitanové testy nejsou dostatečně citlivé na identifikaci Enterobacteriaceae v deseti případech. Dusitanové testy nebyly pozitivní ve 21 případech, kdy ID z proteomických analýz bylo G. vaginalis. Pokud jde o rozdíly v ID patogenů pomocí proteomických versus UC metod, β-hemolytické streptokoky byly identifikovány experimenty UC ve třech případech, zatímco proteomické údaje naznačují přítomnost G. vaginalis. Jak je uvedeno v tabulce 1, počty odpovídajících ID pro UPEC a, v menší míře k. pneumoniae, byly vysoké. V souhrnu, proteomic metoda prokázala vyšší citlivost než dusitanů test a senzitivita a specificita úrovně srovnatelné s UC. Vysoké proteomické pozadí hostitele ve vzorku moči snižuje citlivost na mikrobiální identifikaci.

Tabulka 1 Proteomic identifikace bakterií a srovnání s výsledky moči

Napsat komentář

Vaše e-mailová adresa nebude zveřejněna.