במחקר שפורסם לאחרונה ב רפואת טבעקבוצת חוקרים חקרה את הקשר בין וירום מעיים מוקדם בחיים, במיוחד טקסות פאג'ים ממוזגת, והתפתחות אסתמה בילדות תוך התחשבות באינטראקציה עם גנטיקה של המארח והחיידק.
רקע כללי
אסטמה, מחלה דלקתית כרונית נפוצה של דרכי הנשימה, מתחילה לעתים קרובות בילדות המוקדמת. הפתופיזיולוגיה שלו מורכבת ומושפעת מגורמים גנטיים, סביבתיים ואימונולוגיים. המיקרוביוטה של המעיים, החיונית בהתפתחות החיסונית, נקשרה לאסטמה, אלרגיות ומחלות כרוניות אחרות בתיווך מערכת החיסון. למרות זאת, המחקר התמקד בעיקר בחיידקי מעיים, מה שמותיר את תפקידם של נגיפי המעי, במיוחד הפאג'ים, פחות נחקר.
המעי מכיל וירוסים רבים, כאשר הפאג'ים מכוונים בעיקר לחיידקים. פאגים, ארסיים או ממוזגים, יכולים להשפיע על חסינות המארח על ידי השפעה על התיישבות חיידקים ואינטראקציה עם מערכת החיסון הרירית. מחקר נוסף חיוני כדי לפענח את האינטראקציות המורכבות בין וירומה במעיים, בקטריומה וחסינות המארח. זה יכול להוביל לסמנים ביולוגיים חדשים ואסטרטגיות טיפוליות לאסטמה ומחלות אחרות המתווכות במערכת החיסון.
לגבי המחקר
בהתאם להצהרת הלסינקי, המחקר הנוכחי על אסתמה בילדים עמד בסטנדרטים אתיים מחמירים. הסכמת ההורים הובטחה, ונשמרה הקפדה על שלמות המחקר, בטיחות המטופל ותקנות הגנת מידע, לרבות שיטות קליניות טובות (GCP) ותקנות הגנת מידע כלליות (GDPR).
המחקר היה חלק מקבוצת האם-ילד הדנית COPSAC2010, שכללה 700 ילדים מהריון עד גיל חמש. אבחוני אסתמה נרשמו בקפידה על סמך קריטריונים מקיפים, כולל חומרת הסימפטומים, משך הזמן והתגובה לטיפול. עבור מחקר זה, כל אבחנה של אסטמה עד גיל חמש נשקללה.
דגימות צואה מ-647 ילדים נותחו עבור הנגיף שלהם בגיל שנה. איסוף הדגימות, האחסון והעיבוד פעלו לפי פרוטוקולים ספציפיים, מה שמבטיח את שימור הדגימות עד לניתוח. העיבוד הביואינפורמטי כלל נהלים מפורטים למיצוי וירומים, הכנת ספרייה ורצף. עבור חומצה חיידקית דאוקסיריבונוקלאית (DNA), נעשה שימוש בשיטות וכלים ספציפיים, כולל ערכות MoBio PowerSoil ופלטפורמת MiSeq כלומר MiSeq Sequencing System לרצף.
ניתוח סטטיסטי נערך באמצעות R, תוך שימוש בחבילות שונות לטיפול בנתונים ולהדמיה. המחקר השתמש בערכי P דו-צדדיים, עם סף מובהקות שנקבע ל-P ≤ 0.05, והשתמש בתיקון Benjamini-Hochberg לבדיקות מרובות. קשרי אסתמה עם הווירום נחקרו באמצעות רגרסיה לוגיסטית ושיטות סטטיסטיות אחרות תוך בקרה על מבלבלים פוטנציאליים והשפעות אצווה.
המחקר גם העריך את המתאם בין הווירום לחיידק, תוך שימוש במתאמי Spearman וניתוח פרוקרוסטס. השפעת הווירום על התפתחות אסתמה נותחה באמצעות ניתוחי רגרסיה לוגיסטית ורגרסיה מעין-רעל. בנוסף, בוצע ניתוח תיווך כדי לבדוק את המשמעות של השפעות חיידקיות עקיפות.
מסלולי התפתחות האסתמה נבדקו באמצעות משוואות אומדן כלליות, שאפשרו הערכה אורכית של התמדה של אסתמה לאורך זמן. המחקר בדק עוד את העיתוי של הופעת אסתמה בגיל הרך ביחס לציוני החתימה של וירום ובקטריומים. ארבע קבוצות הושוו באמצעות ניתוח עקומת קפלן-מאייר ומבחן לוג-דירוג, מתן תובנות לגבי ההשפעה של קהילות מיקרוביאליות אלו על התפתחות אסתמה.
גורמים סביבתיים המשפיעים על ציון חתימת הווירום נבדקו גם הם באמצעות ניתוח רגרסיה ליניארית. לבסוף, המחקר התעמק בהיבט הגנטי על ידי התמקדות בגנוטיפ Toll-Like Receptor 9 (TLR9) והאינטראקציה שלו עם הווירום ביחס לאסטמה. נעשה שימוש בניתוחי רגרסיה לוגיסטית כדי לחקור את ההשפעות של גנוטיפים שונים על אסתמה, עם דגש ספציפי על הגנוטיפ TLR9 rs187084. היבט גנטי זה היה מכריע בהבנת יחסי הגומלין המורכבים בין גנטיקה, וירום המעי והתפתחות אסתמה בילדים.
האינטראקציה בין הגנוטיפ TLR9 וציוני חתימת הווירום הוערכה, וסיפקה תובנות חשובות לגבי האופן שבו נטייה גנטית עשויה להשפיע על הסיכון לאסתמה בילדות המוקדמת.
תוצאות המחקר
המחקר הנוכחי התמקד בניתוח נגיף המעי של 647 ילדים בני שנה, וילדים אלה עברו פנוטיפ עמוק מלידה, עם אבחנות אסתמה שהוערכו לאורך. נמצא כי טקסיות פגים במעיים ממוזגים ספציפיים היו קשורים להתפתחות מאוחרת יותר של אסתמה. יש לציין את השפע המשותף של 19 קאודו-ויראלי משפחות תרמו רבות לעמותה זו.
המחקר גילה כי שילוב של חתימות חיידקים ו-virome הקשורים לאסטמה הביא להשפעות מוגברות על הסיכון לאסתמה, דבר המצביע על קשר עצמאי של וירומה-אסתמה. מעניין לציין שהסיכון לאסתמה הקשור לווירום עבר מווסת על ידי וריאנט הגן המארח TLR9 rs187084, מה שמצביע על אינטראקציה ישירה בין הפאג'ים למערכת החיסון המארח. ממצא זה פותח אפיקים חדשים למחקרים נוספים כדי לחקור האם פאגים, לצד חיידקים וגנטיקה מארח, יכולים לשמש כסמנים ביולוגיים פרה-קליניים לאסטמה.
ממצא מרכזי במחקר היה השונות בשכיחות היחסית של נגיפי קאודו ומיקרו-וירוסים בין ילדים עם וללא אסטמה עד גיל חמש. השפע היחסי של פאג'ים ממוזגים היה קשור במיוחד לאסטמה. התאמות למבלבלים פוטנציאליים כמו אחים, משקל לידה, עירוניות וגיל לא שינו את התוצאות הללו. קשר זה הונע בעיקר על ידי קאודו-וירוסים, והבדלים בשפע היחסי של פאגים בעלי אורח חיים לא ידוע נבעו על ידי מיקרו-וירוסים.
המחקר ציין גם את מידת הייחודיות הגבוהה של וירומות מעיים בקרב ילדים, עם עושר חציוני על פני דגימות של 1306 יחידות טקסונומיות ויראליות (vOTUs) ודלילות כוללת של 86% על פני הדגימות. עם זאת, עושר ואחידות כלליים שנצפו לא היו קשורים להתפתחות אסתמה לפני גיל חמש.
ההבדלים ההרכביים בווירום הממוזג בין ילדים עם ובלי אסתמה היו בולטים ביותר, והובילו לזיהוי של 19 קלידים ברמת משפחה ממוזגת ויראלית (VFCs) שהיו קשורים במשותף לאסטמה מאוחרת יותר.
המחקר עוד חקר את עצמאותו של הנגיף האסתמטי מהחיידק. למרות מתאם מסוים בעושר המינים ובהרכבו בין הווירום הממוזג והחיידק, התוצאות הצביעו על השפעה עקיפה מינורית של הקשר בין הווירום לאסטמה בגיל הרך שתווך באמצעות חיידקים. זה נתמך עוד יותר על ידי הממצא שציוני חתימת הווירום והחיידקים תפסו את הקשר עם אסתמה טוב יותר מאשר כל אחד מהם לבדו, מה שמצביע על השפעות עצמאיות ותוספות.
לבסוף, המחקר בדק את ההשפעה של חשיפות מוקדמות בחיים על הנגיף האסתמטי והקשר הגנטי בין נגיף המעי למערכת החיסון המארחת באסתמה בגיל הרך. נמצא כי הסיכון לאסתמה הנגזר מציון חתימת הווירום נראה תלוי בגנוטיפ TLR9. זה מרמז על אינטראקציה ישירה בין הפאג'ים למערכת החיסון המארח, התורם להתפתחות אסתמה בילדות המוקדמת.
