En Urinary Common Rejection Module (uCRM)-score for ikke-invasiv nyretransplantasjonsovervåking

Kontakt: Audrey Hu Whatsapp/hp: 0086 13880143964 E-post:audrey.hu@wecistanche.com

Abstrakt

En Common Rejection Module (CRM) bestående av 11 gener uttrykt i allograftbiopsier ble tidligere rapportert å tjene som en biomarkør for akutt avstøtning (AR), korrelere med omfanget av graftskade og forutsi fremtidig allograftskade. Vi undersøkte bruken av dette genpanelet på urincellepelleten til nyretransplanterte pasienter. Urincellesedimenter ble samlet inn fra pasienter med biopsibekreftet akutt avstøtning, borderline AR (bAR), BK-virusnefropati (BKVN), og stabile nyretransplantater med normal protokoll biopsier (STA) ble analysert for ekspresjon av disse 11 genene ved bruk av kvantitativ polymerasekjede reaksjon (qPCR). Vi vurderte disse 11 CRM-genene for deres overflod, autokorrelasjon og individuelle ekspresjonsnivåer. Ekspresjon av 10/11 gener ble forhøyet i AR sammenlignet med STA. Psmb9 og Cxcl10 kunne klassifisere AR versus STA like nøyaktig som 11-genmodellen ( sensitivitet=93.6 prosent ,spesifisitet=97.6 prosent ). Au CRM-poengsum, basert på det geometriske gjennomsnittet av uttrykksnivåene, kunne skille AR fra STA med høy nøyaktighet (AUC= 0.9886) og korrelerte spesifikt med histologiske mål på tubulitt og interstitiell betennelse i stedet for tubulær atrofi, glomerulosklerose, intimal spredning, tubulær vakuolisering eller akutt glomerulitt. Denne uringenekspresjonsbaserte poengsummen kan muliggjøre ikke-invasiv og kvantitativ overvåking av AR.

VIRKNINGER AV CSITANCHE: ANTI-INFLAMMATORISK

Introduksjon

Nyretransplantasjon (KTx) er den foretrukne metoden for behandling av sluttstadium nyresykdom (ESRD) uansett årsak [1]. Selv om denne terapeutiske tilnærmingen har blitt en rutinepraksis over hele verden, noe som betydelig forbedrer pasientens livskvalitet og overlevelse[2], har ikke langsiktige nyre-allograft-utfall blitt bedre som forventet til tross for en bedre forståelse av immunbiologien til allograftavstøtning og fremkomsten av nye. og mer potente immunsuppressive midler [3]. Hovedårsaken til vedvarende og dårlig transplantatoverlevelse er manglende evne til ikke-invasivt å kvantifisere byrden av transplantatimmunskade og forutsi akutt avstøtning før substansiell funksjonsnedgang og histologisk skade. Selv om det er velkjent at KTx-pasienter kontinuerlig blir utsatt for immun- og ikke-immunrelaterte skader [4, 5], er periodisk KTx-overvåking avhengig av ufølsomme surrogatmarkører for allograft-dysfunksjon som serumkreatinin (6, Z] og sporadisk KTx-overvåking er basert på protokoll allograft biopsier for å oppdage sub-klinisk histologisk graft skade i fravær av perturbasjon av serum kreatinin[8]. Selv om vurdering av graft dysfunksjon basert kun på serum kreatinin har sensitivitet for ikke-spesifikk, etablert, allograft skade, den har lav spesifisitet for diagnosen akutt avstøtning (AR), da en økning i serumkreatinin kan skyldes andre årsaker som ikke er direkte relatert til allograftavstøtning, slik som immunsuppressiv (IS) medikamentrelatert nefrotoksisitet, akutt tubulær nekrose, infeksjon , og interstitiell fibrose og tubulær atrofi (IFTA). Videre, mens bruk av overvåkingsbiopsier har blitt postulert som gullstandardverktøyet for å diagnostisere al. lograft lesjoner, denne tilnærmingen er kostbar, invasiv, med prosedyresykelighet (risiko for blødning; prosedyre som krever sedasjon, spesielt for pediatriske KTx-pasienter)[9], full av interoperatoravlesningsvariabiliteter, og ofte dårlig representativ for fokal histologisk skade. Derfor er bruken av ikke-invasive biologiske markører som nøyaktig kan forutsi og kvantifisere byrden av immunskade i allograftet ville være et betydelig fremskritt for presis KTx-overvåking [10-12].

Avhør av proteomiske, RNA- og mikroRNA-biomarkører i urinen til KTx-pasienter har vist seg av våre grupper og andre[13-17] å være en optimal biologisk væske for seriell overvåking av nyre-allotransplantatet fordi det er et ultrafiltrat av nyre og speiler de biologiske prosessene og betennelsesbelastningen som finnes i nyretransplantatet [18]. Til tross for en rekke studier som tidligere har evaluert urinbiomarkører som en ikke-invasiv diagnostisk tilnærming for analyse av AR ved nyretransplantasjon, er det eksklusive fokuset på enkeltbiomarkører som spesielle kjemokiner og reseptorer som CXCR3, CXCL9 eller CXCL10 [{{ 6}}] gjør det vanskelig å fange den molekylære kompleksiteten og heterogeniteten til AR på tvers av forskjellige KTx-pasienter. Å fange denne heterogeniteten er avgjørende for å kvantifisere skadebyrden på en måte som kan brukes for prospektiv overvåking av AR og gjenoppretting av graftskade etter terapeutisk intervensjon [25, 26].

I denne studien bruker vi kunnskapen som er oppnådd ved å utnytte en Common Rejection Module (CRM) av 11 gener [27], opprinnelig utviklet ved å bruke uttømmende metaanalyse av offentlig tilgjengelige transplantasjonsvevsmikroarray-datasett av biopsiprøver fra fire forskjellige typer faste stoffer. organer. CRM-genene i vev (tCRM) ble alle overuttrykt blant AR-pasienter, uavhengig av organtype, forskjeller i immunsuppresjonsprotokoller eller forskjeller i plattformene som forhørte genuttrykk. En kvantitativ terskel bestemt ved beregningsanalyse av en kombinert gen-poengsum (tCRM-poengsum) predikerte nøyaktig tilstedeværelsen av AR ved kryssvalidering av vevsgenekspresjonssignaturer i 8 uavhengige kohorter (n= 236 prøver) av human nyre-allograft biopsier[27]. tCRM-skåren ble ytterligere validert av qPCR i en egen studie på KTx-biopsiprøver som diagnostisk både AR og kronisk allograftskade (CAl) med forskjellige gensettterskler [28]. Videre ble dette settet med CRM-gener validert i et uavhengig sett av biopsiert vev fra lungetransplanterte pasienter med kronisk lunge allograft dysfunksjon (CLAD) [29].

I denne studien vurderer vi CRM-gensettet for bruk på urinprøver fra KTx-pasienter, sammen med allograft-biopsier med kjent histologi, for den ikke-invasive diagnosen av AR og andre immunmedierte skader. Videre utvikler vi en urin CRM(uCRM)-score som nøyaktig skiller mellom STA- og AR-pasienter. Vi evaluerer det kliniske potensialet til denne poengsummen i påvisningen av bAR ved å korrelere denne poengsummen med histologisk poengsum for tubulitt og interstitiell betennelse.

VIRKNINGER AV CSITANCHE: FORBEDRE IMMUNITET

Materialer og metoder

Urinprøver og studiekohorten

Biobank-urinprøver (n=1760) fra KTx-mottakere registrert ved Stanford University mellom 2000 og 2011 og UCSF Medical Center registrert i mellom 2014 og 2016, ble inkludert i studien. Studien ble godkjent av Institutional Review Board and Ethics Committee ved University of California San Francisco, CA. Alle pasienter ga skriftlig informert samtykke til å delta i forskningen, i full overholdelse av Helsinki-erklæringen. De kliniske og forskningsaktiviteter som rapporteres er i samsvar med prinsippene for Istanbul-erklæringen som skissert i Istanbul-erklæringen om organhandel og transplantasjonsturisme. For urinprøver brukt til å etablere uCRM-terskelen for AR, ble 178 urinprøver identifisert med parede nyre-allograft-biopsier med klart definerte patologier av enten Banff-gradert AR[30,31] eller ingen skade/stabile (STA)-transplantater (Eig 1). I tillegg evaluerte vi også signaturen for uCRM-analysen i BK viral nefropati, som er en viktig konfounder for diagnosen AR og ofte viser seg med betydelig betennelse på allograftbiopsien. Totalt ble 28 prøver forkastet på grunn av QC-problemer relatert til lavt innhold og RNA av dårlig kvalitet, noe som resulterte i en endelig telling på 150 urinprøver fra 150 individer for tverrsnittsanalyse av immunmediert KTx-skade. Hver urinprøve ble matchet med en biopsi på tidspunktet for urinsamling som ble evaluert av en sentral stabspatolog ved Stanford University (Richard Sibley) eller ved UCSF (Zol-tan Laszik).

Pasientkarakteristikker

150 unique urine samples were assessed for the uCRM assay in 150 unique kidney transplant patients. Baseline clinical and demographic variables by AR, bAR, BKVN, or STA phenotype are shown in Table1, There were no significant differences between the groups in the demographic variables, except in recipient age (p= 0.025) and in donor-source (p=0.0008). These samples were used in cross-sectional analyses for modeling of gene expression data and subsequent development and validation of the uCRM threshold for biopsy-proven AR. Samples were collected from both pediatric (n=94) and adult (n=56)patients to enable a model-independent of recipient age or baseline immunosuppression. Based on the matched biopsy diagnosis, urine samples were categorized in the following categories: AR(n=64;45 biopsies met criteria for Banff confirmed AR with >i2,t2, and infiltration by >4 mononukleære celler /rørformet tverrsnitt, mens 19 oppfylte kriterier for borderline AR med il/ i2 og t0/t1 og infiltrasjon av 1-4 mononukleære celler/ rørformet tverrsnitt), STA (n { {8}}), BK-virusnefritt(n =43), pasienter fikk et kalsineurinhemmer-ILS-regime basert på takrolimus og mykofenolatmofetil, med eller uten steroider, og induksjonsterapi enten med thymoglobulin eller anti-IL{{ 12}} reseptor monoklonalt antistoff (daclizumab eller basi. infliximab)[32]. Urinprøver ble tatt i gjennomsnitt 731 dager etter transplantasjon (område 169-1335 dager).

Definisjon av skadefenotyper

All kidney biopsies were blindly and centrally analyzed at each institution by staff pathologists (RS and ZL)and were graded by the Banff dassification[31,33] for acute rejection.Intragraft C4d stains were performed [34] to assess for acute humoral rejection(AHR)[35]. Transplant injury was defined as>20 prosent økning i serumkreatinin fra forrige steady-state baselineverdi og en assosiert biopsi som enten ble klassifisert som AR eller BKVN.AR ble definert som minimum, i henhold til Banff-skjemaet, en tubulitt-score større enn eller lik 1 ledsaget av en interstitiell inflammasjonsscore Større enn eller lik 1 med både Cd og DSA negative. Både Tcell-mediert AR (TCMR) og antistoffmediert avvisning (ABMR) tilfeller ble indusert, selv om alle observerte ABMR-tilfeller hadde en blandet fenotype av TCMR og ABMR, da overholdelse av ren ABMR sjelden observeres i lavrisiko, usensibiliserte kohorter. Borderline endringer (bAR) ble observert i noen tilfeller av TCMR, karakterisert ved infiltrasjon av mononukleære celler (<25% of="" the="" parenchyma)or="" foci="" of="" mild="" tubulitis(1-4="" mononuclear="" cells/tubular="" cross-section),="" and="" for="" purposes="" of="" molecular="" correlation="" analysis,="" these="" have="" been="" shown="" as="" bar,="" as="" the="" burden="" of="" histological="" inflammation="" was="" overall="" lower="" for="" these="" biopsy="" samples.="" bkvn="" was="" defined="" as="" the="" positivity="" of="" polyomavirus="" pcr="" in="" peripheral=""><1000-28,800,000), together="" with="" a="" positive="" sv40="" stain="" in="" the="" concomitant="" renal="" allograft="" biopsy.="" normal="" (sta)="" allografts="" were="" defined="" by="" an="" absence="" of="" significant="" injury="" pathology="" on="" the="" 6-month="" protocol="" biopsy,="" as="" defined="" by="" banff="" schema,="" stable="" graft="" function,="" no="" proteinuria,="" and="" no="">

Fig 1. Prøvevalg og studieskjema for studien. 1760 urinprøver ble samlet inn mellom 2000 og 2016,

hvorav 643 hadde samsvarende biopsidata. 178 av disse 643 hadde veldefinerte fenotyper av AR, bAR, BKVN eller STA.

Etter RNA-ekstraksjon, cDNA-syntese og qPCR-kvantifisering, besto ikke 28 prøver QA/QC, og etterlot 150

prøver for statistisk analyse og modellering.

Urinsamling, prosessering, total RNA-ekstraksjon, cDNA-syntese og qPCR

Urin (50 ml; steril beholder) ble samlet inn fra nyretransplanterte pasienter før biopsiprosedyren og før enhver intensivering av behandlingen for AR. RNA ble ekstrahert fra urincellesediment etter vår tidligere rapporterte protokoll [36]. Kort fortalt ble urinceller oppnådd ved å sentrifugere 50-mL urinprøven ved 2000xg i 20 minutter. RNA ble ekstrahert fra urincellepelletene ved å bruke RNeasy Plus Micro Kit (Qiagen, Valencia, CA). RNA-kvaliteten ble vurdert med NanoDrop ND-2000-spektrofotometer (ThermoFisher Scientific, Waltham, MA) med et forhold på 260/280. cDNA-syntese ble utført ved bruk av 50 ng ekstrahert RNA ved bruk av SuperScript VILO"Master Mix (Invitrogen, Carlsbad, CA). qPCR ble utført på cDNA syntetisert fra 50 ng totalt RNA, deretter ble 1,56 ng cDNA behandlet gjennom spesifikk målamplifikasjon og prøve fortynning med de samlede Taqman-analysene for 1 l uCRM-genene i multipleks, med Taqman PreAmp Master Mix(ABI) til 5 ul sluttvolum, i 18 sykluser i en termisk syklus, deretter fortynnet med DNA Suspension Buffer (TEKnova, CA). Mikrofluidisk qPCR ble utført på 96,96 dynamiske arrays (Fluidigm, South San Francisco, CA) ved å bruke 2,25 ul av den fortynnede prøven fra spesifikk målamplifikasjon, sammen med Taqman Assays(ABI) for hvert gentranskript (S1Table), Taqman Universal master mix (Applied Biosystems, Foster City, CA) og Loading Reagent (Fluidigm), ved å prime og laste brikken via HX IFC-kontrolleren og utføre qPCR i BioMark (Fluidgm)-systemet. Den relative mengden RNA-ekspresjon ble beregnet ved å bruke en sammenlignende cy. cle terskel(CT) metode. Ekspresjonsverdier ble normalisert til 18Using ribosomalt RNA endogen referanse og universell RNA (Agilent Inc., Santa Clara, CA).

Statistikk

Alle qPCR-analyser ble kjørt i duplikater. Alle data er presentert som gjennomsnitt ± SEM. For sammenligninger av CRM-genene per fenotype ble en blandet-effektmodell med Geisser-Greenhouse-korreksjonen brukt, med flere sammenligningskorreksjoner utført ved bruk av to-trinns lineær-trinns prosedyre til Beniamini, Krieger og Yekutieli. Pearson-korrelasjon og hierarkisk støvtørking ble utført i Morpheus (Broad Institute). For maskinlæringsprediksjonsmodeller ble dataene delt inn i et treningssett (80 prosent ) og et testsett (20 prosent ). En beslutningstreklassifiseringsmodell, validert på testsettet, ble brukt for å bestemme den mest nøyaktige uCRM-poenggrensen. Variabel seleksjon ved bruk av tilfeldige skoger (VSURF) ble brukt til å klassifisere AR ys STA så vel som for å evaluere og rangere individuelle geners betydning. Random Forest variabel betydningsutgang er definert som den gjennomsnittlige prosentvise reduksjonsunøyaktigheten til modellen til variabelen (genet) ble ekskludert (tilfeldig permutert) fra modellen. Uovervåket støvtørking for å visualisere fenotypeseparasjon ble utført ved bruk av en distribuert stokastisk nabo-innbyggingsalgoritme (t-SNE) i Mathematica 11.3 (Wolfram Research, Champaign. IL). Nettverksanalyse av CRM-genene ble utført ved bruk av GeneMANIA [37]. Statistikk på demografiske variabler ble utført ved bruk av Chi-square-analyser for diskrete og Kruskal-Wallis-testen for kontinuerlige variabler i IMP 14.2 (SASInstitute, Cary, NC). Med mindre annet er angitt. alle andre analyser ble utført og visualisert med Prism 8.0.1 (GraphPad, Carlsbad, CA).

Studiegodkjenning

Studien ble godkjent av de etiske komiteene ved både Stanford University Medical School og UCSF Medical Center. Alle voksne pasienter og foreldre/foresatte til ikke-voksne pasienter ga skriftlig informert samtykke til å delta i forskningen, i full overholdelse av Helsinki-erklæringen. De kliniske og forskningsaktiviteter som rapporteres er i samsvar med prinsippene for Istanbul-erklæringen som skissert i Istanbul-erklæringen om organhandel og transplantasjonsturisme.

VIRKNINGER AV CSITANCHE: FORBEDRE IMMUNITET

Resultater

Baseline kliniske og demografiske variabler for alle 150 KTx-mottakere med AR-, bAR-, BKVN- og STA-fenotyper er vist i tabell 1.

Relativ overflod og korrelasjon av CRM-genuttrykk i det murine cellesedimentet

Relativ overflod. For å bestemme den relative forekomsten av CRM-gentranskripsjonene i urinsedimentene, ble syklusterskelverdiene (Ct) brukt som en metrikk for overflod. Jo lavere Ct-verdien er, desto høyere er dens overflod blant CRM-genene. Blant de 11 CRM-genene var BASP1 det mest utbredte transkripsjonen i urincellesedimentet. BASP1 ble fulgt av TAP1, PSMB9 og ISG20 som de 4 øverste rike transkripsjonene. LCK og CD6 var blant de minst rikelig transkripsjonene i urinsedimentene i CRM-gensettet. Siden Ct-verdiene varierte fra den laveste Ct-verdien på 14 til den høyeste Ct-verdien på 20, var det en 64-fold forskjell mellom BASP1- og CD6-gentranskripsjonene, med CD6 som det minst rikelige transkripsjonen.

Fig 2. Relativ overflod og korrelasjon av overflod av CRM-gener i urinen og ekspresjon av CRM-gener på tvers av forskjellige kliniske fenotyper av nyretransplantasjon. A. Pearson-korrelasjonsmatrise som viser korrelasjon mellom 11 CRM-gener i deres uttrykk i urincellesedimenter. Størrelsen på kvadratet fungerer som en visuell indikator på styrken til korrelasjonen. B. Varmekart med overvåket klynging etter fenotype som viser relativ ekspresjon av CRM-gener i AR, bAR, BKVN og STA. C. Fiolinplott som viser distribusjonen av CRM-genene i AR-, bAR-, BKVN- og STA-urincellepelleten. � indikerer at AR vs STA var signifikant etter flere sammenligninger. # indikerer at bAR vs STA var signifikant etter flere sammenligninger. Ytterligere statistikk er tilgjengelig i tabell 2.

Korrelasjon av genuttrykk blant CRM-gengener.

Deretter evaluerte vi korrelasjonen av genuttrykk blant 11 CRM-gener. Korrelasjonen varierte fra veldig svak (r=-0.17 for CXCL9 og NKG7 og r=-0.10 CXCL10 og RUNX3) til veldig sterk (r=0.77 for INPP5D og TAP1 og samme verdi for CD6 og LCK). Selv om CXCL9 og CXCL10 er i samme klasse av kjemokiner, var genuttrykkskorrelasjonen mellom dem bare moderat (r=0.46). Den grafiske presentasjonen av korrelasjonsmatrisen er presentert i fig. 2A. Et varmekart generert ved bruk av overvåket clustering demonstrerer den betydelige økningen i genekspresjonsverdier av CRM-genene i AR, bAR og BKVN sammenlignet med STA-fenotype (fig 2B).

uCRM genuttrykk i urinsedimenter med biopsibekreftet AR og BKVN

Genekspresjon av CRM-gener i AR og bAR. Deretter evaluerte vi genuttrykket til hvert av de 11 CRM-genene for deres relative uttrykk i AR, bAR, BKVN og STA. Et sammendrag av resultatene av analysen er presentert i tabell 2 og fig. 2C.10 av de 11 genene var signifikant økt i AR-urinsedimenter sammenlignet med urinsedimenter fra STA. Imidlertid var bare fem CRM-gener (Cd6, Cxcll0, Cxd9, Nkg7 og Psmb9) signifikant oppregulert i bAR-prøver sammenlignet med STA, og deres uttrykk i bAR-gruppen var relativt lavere enn i Banff-gradert AR-gruppe, noe som understreker at uCRM-genene kan reflekterer den inflammatoriske belastningen i allograft Eig 2C.

Tabell 2. Genekspresjonsnivåer av CRM-gener på tvers av forskjellige fenotyper

Genekspresjon av CRM-gener i BKVN. Uttrykk av CD6, CXCL10, CXCL9, LCK, NKG7 og PSMB9 ble differensielt regulert i urinprøver med pasienter med BKVN sammenlignet med prøvene fra STA-pasienter. Av de seks genene med statistisk forskjellige genekspresjonsverdier mellom BKVN- og STA-prøver, var ekspresjon av bare NKG7 vesentlig lavere i BKVN-urin.

Bestemmelse av en urin CRM(uCRM) genekspresjonsscore for å identifisere nyretransplantasjonsavvisning

Fordi uttrykket av CRM-gensettet ikke var homogent på tvers av transplantasjonsfenotypene og det var betydelig fysiologisk krysstale mellom de forskjellige genene (S1 Fig), brukte vi ikke-lineære overvåkede metoder for å differensiere og klassifisere fenotyper ytterligere. Uovervåket klynging via t-SNE ble utført for å bestemme forhold mellom uCRM-genene og fenotyper. Fig. 3A viser t-SNE-plottet, noe som indikerer at de 11 CRM-genene nesten helt kunne separere AR fra STA-prøver. VSURF-modellen, avhengig av Random Forests viktighetsscore, bestemte at PSMB9 og CXCL10 var de to viktigste genene for å tilfredsstille AR fra STA. Fig. 3B viser videre betydningen av disse 2 genene. Viktighetsplottet av genvekter angir at et av de 2 genene hvis de ekskluderes fra modellen, tilsvarer en omtrentlig 20 prosent reduksjon i unøyaktigheten til modellen. Disse to genene kunne klassifisere AR versus STA med nesten like høy nøyaktighet som 1l-genmodellen, med en sensitivitet på 93,6 prosent og spesifisitet på 97,6 prosent. Genekspresjonsterskler for disse to genene ble bestemt av en beslutningstreklassifiser, og log-skalaverdiene til disse to genene er avbildet i fig 3C. En terskel på 28 for CXCL10 og 3 for PSMB9 korrekt klassifisert 86/88 AR & STA-tilfeller for en total nøyaktighet på 97,7 prosent . Spesielt falt bAR-prøver mellom AR- og STA-fenotypene, noe som tyder på graderingen av disse to genene i graden av allograft-betennelse.

For å utforske klassifiseringsytelsen til uCRM-poengsummen i AR-, borderline-AR- og STA-tilfeller, ble det laget en beslutningstreklassifiser (fig 4A). Beslutningstreet bestemte optimale uCRM-scoreterskler for hver fenotype. En score høyere enn 4 korrekt klassifiserte 44/49 AR-tilfeller; en skåre mindre enn 1,8korrekt klassifiserte 33/35 STA-tilfeller.14/23 grensetilfeller var mellom disse to terskelverdiene. Fordelingen av uCRM-skåre etter fenotype er avbildet i Fig4B. Gjennomsnittlig uCRM-score (SEM) for AR,bAR og STA var 8.195 (0.631),3.265 (0.412{{21 }}), og henholdsvis 1.404(0.162), og alle sammenligninger var signifikante etter korrigering av flere sammenligninger. uCRM-skåren kunne skille mellom AR og STA med høy nøyaktighet - ved en terskel på 3,63 var sensitiviteten og spesifisiteten henholdsvis 95,35 prosent og 97,78 prosent (Eig 4C. Når man skiller mellom AR og kombinasjonen av bAR og STA, ble uCRM-skåren beholdt en høy nøyaktighet ved samme terskel var sensitiviteten og spesifisiteten henholdsvis 87,10 prosent og 97,78 prosent (S2A Fig.).

Når BKVN-prøvene ble inkludert, var alle fenotyper signifikant forskjellige fra hverandre etter flere sammenligningskorreksjon unntatt bAR og BKVN(S2BFig). Når man skiller mellom AR og kombinasjonen av bAR, STA og BKVN, beholdt uCRM-poengsummen fortsatt en høy, men lavere nøyaktighet. Ved å bruke de samme 3,63 terskelverdiene var sensitiviteten og spesifisiteten henholdsvis 76,92 prosent og 97,78 prosent (S2CFig).

ComScore korrelerer med AR-spesifikke biopsi-histologiske lesjoner. Trenden med å øke uCRM-skåren fra STA til bAR til AR antydet spesielt at uCRM-skåren kunne detektere betennelsesgraderinger som var klinisk relevante. Som sådan evaluerte vi om uCRM-score var assosiert med omfanget av histologiske AR-lesjoner observert i matchede biopsier fra samme pasient, samlet inn samtidig. Som vist i figur 5A og 5B, korrelerte uCRM-skårene med omfanget av tubulitt(t) og interstitiell betennelse(i)biopsiskåre i AR(R=0.5479, P<0.0001 and="" r="0.4420,"><0.0001 for="" the="" ucrm="" score="" regarding="" t="" and="" ii,="" respectively).="" there="" was="" no="" correlation="" between="" the="" ucrm="" score="" and="" measures="" of="" tubular="" atrophy="" (ta),glomerulosclerosis="" (gs),mesangial="" matrix="" (mm),="" intimal="" proliferation="" (cv),="" medial="" arteriolar="" hyaline="" (ah),="" tubular="" vacuolization(tv),="" arteritis="" (v),="" or="" acute="" glomerulitis="">

VIRKNINGER AV CSITANCHE: ANTI-TRETTHET

Diskusjon

Det er et presserende behov innen transplantasjonsmedisin for å utvikle pålitelige og ikke-invasive overvåkingsverktøy som kan hjelpe transplantasjonsklinikere å forutsi risikoen for allograftskade, fortrinnsvis før allograftskade allerede er etablert. Mens en rekke transkripsjonelle biomarkører har blitt assosiert med AR, har de fleste studiene i utgangspunktet fokusert på en unik eller enkelt transkripsjonsfaktor og reflekterer ikke hele den molekylære kompleksiteten til den biologiske prosessen med allotransplantatavvisning [11,38]. Videre, mens den nåværende gullstandarden for diagnostisering av immunmediert allograftskade er allograftbiopsien, er det velkjent at prosedyren har nøkkelbegrensninger når det gjelder hyppige uberegnelige prøvetakingsrepresentasjoner, dens høye pris og upraktiskheten for repeterende. screening på grunn av teknikkens invasive natur.

Flere rapporter har vist verdien av å studere ulike biomarkører som forutsier AR i urinprøver fra nyretransplanterte [20-22]. Økte urinnivåer av immuneffektormolekyler og transkripsjoner som granzyme B. CXCL10.CXCL9.IFN-y og CXCR3. har vist seg å være sterkt assosiert med AR og i noen tilfeller til og med forutsi fremkomsten av AR på forhånd [19,24,39-43]. Ved å dra nytte av nylig rapporterte data fra vår gruppe [2Z, 29,44] som viser en vanlig avvisningsmodul for genuttrykk i allograftbiopsier under AR, uavhengig av type vevsorgan, var hovedmålet med denne studien å undersøke om vurderingen av CRM i urinen til nyretransplanterte pasienter kan være nyttig som en ideell ikke-invasiv biomarkør som forutsier fremkomsten av AR.

Mens mange av de individuelle CRM-genene og genproduktene har blitt vurdert individuelt, er dette den første rapporten om den kollektive, ikke-invasive bruken av CRM-genene i prediksjonen av AR i KTx. For eksempel hadde urin CXCL9 mRNA og protein og CXCL10 mRNA tidligere blitt evaluert i multisenterstudier for diagnostisering av AR[13,45,46.PSMB9 transkripter i nyrebiopsier hadde også tidligere vært assosiert med graftkvalitet og prediksjon av akutt avstøtning [ 47].

Vi har analysert genekspresjonsdata på urinsedimenter fra KTx-pasienter for den relative overfloden av CRM-transkripsjoner og deres korrelasjon av uttrykk blant CRM-gener (Fig 2A). I ​​tråd med vår tidligere rapporterte studie som analyserer CRM-skåren i vevsnyre- og lunge-allograftprøver, CRM-genene hadde økt uttrykk i AR og andre transplantasjonsskader som AR og BKVN (fig 2B og 2C). I denne rapporten observerte vi også en sterk korrelasjon mellom den nyutviklede uCRM-skåren og histologiske inflammatoriske skårer (t- og ii-skåre av nyrebiopsier). Siden de fleste av disse CRM-genene nesten utelukkende kommer til uttrykk i infiltrerende immunceller, antyder det økte uttrykket av CRM-gener i urinsedimenter at det er en økt frigjøring av infiltrerende immunceller i urinen til nyretransplanterte mottakere som gjennomgår transplantatskade.

Deretter brukte vi en kombinert poengsum beregnet fra individuelle genekspresjonsverdier for individuelle CRM-gener, ComScore, som en beregning for å klassifisere nyretransplanterte pasienter i enten pasienter med akutt avvisning eller ingen skade, og bestemte en terskel for AR. Resultatene fra denne studien viser at kraften til uCRM-analysen ikke bare er å identifisere pasienter med AR, men også kvantifisere graden av skade som finner sted i allograften, ettersom poengsummen øker fra lave verdier hos STA-pasienter, til mellomverdier hos bAR-pasienter, og til høye verdier hos AR-pasienter, som reflektert i tubulitt- og interstitiell betennelseshistologiscore. Vi tror at uCRM-score har potensiell nytte i transplantasjonsovervåking og kan tjene som et tillegg til eller refererende test for biopsier. En pasient med lav uCRM-score kan være i stand til å unngå unødvendige protokollbiopsier, mens en pasient med høy uCRM-score kan kreve seriell overvåking eller en biopsi for å vurdere graftstatus.

Vi erkjenner flere begrensninger ved denne studien som inkluderer (i) begrenset prøvestørrelse av studien, (ii) fravær av andre transplantasjonsskadefenotyper som kronisk allograftskade eller legemiddeltoksisitet, og (i) mangel på vurdering av uCRM-score i en longitudinell prøve i større kohortstørrelse. Disse lovende funnene tyder på at ytterligere, prospektive studier er nødvendig for å validere og fullt ut vurdere den potensielle nytten av uCRM-poengsummen i kliniske omgivelser. Oppsummert presenterer vi en ikke-invasiv, urinbasert biomarkør utviklet fra en Common Rejection Module sammensatt av 11 gener som kan identifisere transplantasjonsskade og avvisning hos nyretransplanterte pasienter.

EFFEKTER AV CSITANCHE: FORBEDRE MINNE

Referanser

1 Wolfe RA, Ashby VB, Milford EL, Ojo AO, Ettenger RE, Agodoa LY, et al. Sammenligning av dødelighet hos alle pasienter i dialyse, pasienter i dialyse som venter på transplantasjon og mottakere av en første kadavertransplantasjon. New England journal of medicine. 1999; 341(23):1725–30.

2. Laupacis A, Keown P, Pus N, Krueger H, Ferguson B, Wong C, et al. En studie av livskvalitet og kostnadsnytte ved nyretransplantasjon. Nyre internasjonal. 1996; 50(1):235–42. PMID: 8807593.

3. Lodhi SA, Lamb KE, Meier-Kriesche HU. Forbedre langsiktige resultater for transplantasjonspasienter: gjør saken for langsiktig sykdomsspesifikk og tverrfaglig forskning. American journal of transplantation: offisielt tidsskrift for American Society of Transplantation og American Society of Transplant Surgeons. 2011; 11(10):2264–5.

4. Naesens M, Khatri P, Li L, Sigdel TK, Vitalone MJ, Chen R, et al. Progressiv histologisk skade i nyre-allotransplantater er assosiert med ekspresjon av medfødte og adaptive immunitetsgener. Nyre internasjonal. 2011; 80(12):1364–76.

5. Sigdel TK, Li L, Tran TQ, Khatri P, Naesens M, Sansanwal P, et al. Ikke-HLA-antistoffer mot immunogene epitoper forutsier utviklingen av kronisk nyreallograftskade. Journal of the American Society of Nephrology: JASN. 2012; 23(4):750–63.

6. Pape L, Offner G, Ehrich JH, de Boer J, Persijn GG. Renal allograftfunksjon i matchede pediatriske og voksne mottakerpar av samme donor. Transplantasjon. 2004; 77(8):1191–4. PMID: 15114083.

7. Provoost AP, Wolff ED, de Keijzer MH, Molenaar JC. Påvirkning av mottakerens størrelse på nyrefunksjonen etter nyretransplantasjon. En eksperimentell og klinisk undersøkelse. Journal of pediatric sur gery. 1984; 19(1):63–7.

8. Moreso F, Lopez M, Vallejos A, Giordani C, Riera L, Fulladosa X, et al. Serieprotokollbiopsier for å kvantifisere progresjonen av kronisk transplantasjonsnefropati i stabile nyre-allotransplantater. American journal of transplantation: offisielt tidsskrift for American Society of Transplantation og American Society of Transplant Surgeons. 2001; 1(1):82–8. PMID: 12095044.

9. Davis ID, Oehlenschlager W, O'Riordan MA, Avner ED. Pediatrisk nyrebiopsi: bør denne prosedyren utføres i poliklinisk setting? Pediatrisk nefrologi. 1998; 12(2):96–100. PMID: 9543363.

10. Roedder S, Sigdel T, Salomonis N, Hsieh S, Dai H, Bastard O, et al. kSORT-analysen for å oppdage nyretransplanterte pasienter med høy risiko for akutt avstøtning: resultater fra multisenter AART-studien. PLoS medisin. 2014; 11(11):e1001759.

11. Sarwal M, Chua MS, Kambham N, Hsieh SC, Satterwhite T, Masek M, et al. Molekylær heterogenitet ved akutt nyreallograftavstøtning identifisert ved DNA-mikroarray-profilering. The New England Journal of Medicine. 2003; 349(2):125–38.

12. Sigdel TK, Sarwal MM. Nylige fremskritt innen oppdagelse av biomarkører ved transplantasjon av solide organer med proteomikker. Ekspertgjennomgang av proteomikk. 2011; 8(6):705–15. https://doi.org/10.1586/epr.11.66 PMID: 22087656.

13. Suthanthiran M, Schwartz JE, Ding R, Abecassis M, Dadhania D, Samstein B, et al. Urincelle-mRNA-profil og akutt cellulær avvisning i nyre-allografter. New England journal of medicine. 2013; 369 (1):20–31.

14. Sigdel TK, Gao Y, He J, Wang A, Nicora CD, Fillmore TL, et al. Utvinning av det menneskelige urinproteomet for overvåking av nyretransplantasjonsskade. Nyre internasjonal. 2016; 89(6):1244–52. https://doi.org/10.1016/j. strikk.2015.12.049 PMID: 27165815.

15. Sigdel TK, Ng YW, Lee S, Nicora CD, Qian WJ, Smith RD, et al. Forstyrrelser i urineksosomet ved transplantasjonsavstøtning. Grenser i medisin. 2014; 1:57.

16. Yang JY, Sarwal MM. Transplantasjonsgenetikk og genomikk. Naturanmeldelser Genetikk. 2017; 18(5):309–26.

17. Loupy A, Lefaucheur C, Vernerey D, Chang J, Hidalgo LG, Beuscart T, et al. Molekylær mikroskopstrategi for å forbedre risikostratifisering ved tidlig antistoffmediert nyreallograftavvisning. Journal of the American Society of Nephrology: JASN. 2014; 25(10):2267–77. Epub 2014/04/05.

18. Sigdel TK, Vitalone MJ, Tran TQ, Dai H, Hsieh SC, Salvatierra O, et al. En rask ikke-invasiv analyse for påvisning av nyretransplantasjonsskade. Transplantasjon. 2013; 96(1):97–101. PMID: 23756769.

19. Hauser IA, Spiegler S, Kiss E, Gauer S, Sichler O, Scheuermann EH, et al. Prediksjon av akutt renal allograftavstøtning av urinmonokin indusert av IFN-gamma (MIG). Journal of the American Society of Nephrology: JASN. 2005; 16(6):1849–58.

20. Hu H, Kwun J, Aizenstein BD, Knechtle SJ. Ikke-invasiv påvisning av akutte og kroniske skader ved human nyretransplantasjon ved forhøyelse av flere cytokiner/kjemokiner i urin. Transplantasjon. 2009; 87(12):1814–20. PMID: 19543058.

21. Jackson JA, Kim EJ, Begley B, Cheeseman J, Harden T, Perez SD, et al. Urinkjemokiner CXCL9 og CXCL10 er ikke-invasive markører for renal allograft-avstøtning og BK-virusinfeksjon. American journal of transplantation: offisielt tidsskrift for American Society of Transplantation og American Society of Transplant Surgeons. 2011; 11(10):2228–34.

22. Schaub S, Nickerson P, Rush D, Mayr M, Hess C, Golian M, et al. Nivåer av CXCL9 og CXCL10 i urin korrelerer med omfanget av subklinisk tubulitt. American journal of transplantation: offisielt tidsskrift for American Society of Transplantation og American Society of Transplant Surgeons. 2009; 9 (6):1347–53.

23. Segerer S, Cui Y, Eitner F, Goodpaster T, Hudkins KL, Mack M, et al. Ekspresjon av kjemokiner og kjemokinreseptorer under avvisning av human nyretransplantasjon. Amerikansk tidsskrift for nyresykdommer: det offisielle tidsskriftet til National Kidney Foundation. 2001; 37(3):518–31. PMID: 11228176.

24. Tatapudi RR, Muthukumar T, Dadhania D, Ding R, Li B, Sharma VK, et al. Ikke-invasiv påvisning av nyre allograft betennelse ved målinger av mRNA for IP-10 og CXCR3 i urin. Nyre internasjonal. 2004; 65(6):2390–7.

25. Menon MC, Murphy B, Heeger PS. Flytte biomarkører mot klinisk implementering i nyretransplantasjon. JASN. 2017.

26. Naesens M, Anglicheau D. Presisjonstransplantasjonsmedisin: Biomarkører til unnsetning. JASN. 2017.

27. Khatri P, Roedder S, Kimura N, De Visser K, Morgan AA, Gong Y, et al. En felles avstøtningsmodul (CRM) for akutt avstøtning på tvers av flere organer identifiserer nye terapier for organtransplantasjon. Journal of eksperimentell medisin. 2013; 210(11):2205–21.

28. Sigdel TK, Bestard O, Tran TQ, Hsieh SC, Roedder S, Damm I, et al. En beregningsmessig genuttrykksscore for å forutsi immunskade i nyreallografter. PloS en. 2015; 10(9):e0138133.

29. Secrets A, Yang JYC, Vanaudenaerde BM, Sigdel TK, Liberto JM, Damm I, et al. Den vanlige avstøtningsmodulen ved kronisk avstøtning etter lungetransplantasjon. PloS en. 2018; 13(10):e0205107. Epub 2018/10/06.

30. Sis B, Mengel M, Haas M, Colvin RB, Halloran PF, Racusen LC, et al. Banff '09 møterapport: antistoffmediert graftforringelse og implementering av Banff arbeidsgrupper. American journal of transplantation: offisielt tidsskrift for American Society of Transplantation og American Society of Transplant Surgeons. 2010; 10(3):464–71.

31. Solez K, Colvin RB, Racusen LC, Haas M, Sis B, Mengel M, et al. Banff 07 klassifisering av nyre allograft patologi: oppdateringer og fremtidige retninger. American journal of transplantation: offisielt tidsskrift for American Society of Transplantation og American Society of Transplant Surgeons. 2008; 8 (4):753–60.

32. Sarwal MM, Ettenger RB, Dharnidharka V, Benfield M, Mathias R, Portale A, et al. Fullstendig unngåelse av steroider er effektivt og trygt hos barn med nyretransplantasjoner: en randomisert multisenterstudie med tre års oppfølging. American journal of transplantation: offisielt tidsskrift for American Society of Transplantation og American Society of Transplant Surgeons. 2012; 12(10):2719–29.

33. Racusen LC. Banff-skjemaet og differensialdiagnose av allograft-dysfunksjon. Transplantasjonsprosedyrer. 2004; 36(3):753–4.

34. Jianghua C, Wenqing X, Huiping W, Juan J, Jianyong W, Qiang H. C4d som en signifikant prediktor for humoral avvisning i nyre-allografter. Klinisk transplantasjon. 2005; 19(6):785–91.

35. Crespo M, Pascual M, Tolkoff-Rubin N, Mauiyyedi S, Collins AB, Fitzpatrick D, et al. Akutt humoral avvisning hos nyreallograftmottakere: I. Forekomst, serologi og kliniske egenskaper. Transplantasjon. 2001; 71(5):652–8. PMID: 11292296.

36. Keslar KS, Lin M, Zmijewska AA, Sigdel TK, Tran TQ, Ma L, et al. Multisenter evaluering av en standardisert protokoll for ikke-invasiv genuttrykksprofilering. AJT. 2013.

37. Montojo J, Zuberi K, Rodriguez H, Bader GD, Morris Q. GeneMANIA: Rask gennettverkskonstruksjon og funksjonsprediksjon for Cytoscape. F1000 Forskning. 2014; 3:153.

38. Der SD, Zhou A, Williams BR, Silverman RH. Identifikasjon av gener differensielt regulert av interferon alfa, beta eller gamma ved bruk av oligonukleotidmatriser. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 1998; 95(26):15623–8.

39. Hartono C, Muthukumar T, Suthanthiran M. Ikke-invasiv diagnose av akutt avstøtning av nyre allografts. Gjeldende mening innen organtransplantasjon. 2010; 15(1):35–41. https://doi.org/10.1097/MOT. 0b013e3283342728 PMID: 19935064.

40. Lazzeri E, Rotondi M, Mazzinghi B, Lasagni L, Buonamano A, Rosati A, et al. Høyt CXCL10-uttrykk i avviste nyrer og prediktiv rolle til pretransplantasjonsserum CXCL10 for akutt avstøtning og kronisk allograftnefropati. Transplantasjon. 2005; 79(9):1215–20. PMID: 15880073.

41. Matz M, Beyer J, Wunsch D, Mashreghi MF, Seiler M, Pratschke J, et al. Tidlig post-transplantasjon urin IP-10 uttrykk etter nyretransplantasjon er prediktiv for kort- og langsiktig graftfunksjon. Nyre internasjonal. 2006; 69(9):1683–90.

42. Simon T, Opelz G, Wiesel M, Ott RC, Susal C. Serial perifert blod perforin og granzyme B genekspresjonsmålinger for prediksjon av akutt avvisning hos nyretransplantatmottakere. American journal of transplantation: offisielt tidsskrift for American Society of Transplantation og American Society of Transplant Surgeons. 2003; 3(9):1121-7. PMID: 12919092.

43. Yannaraki M, Rebibou JM, Ducloux D, Saas P, Duperrier A, Felix S, et al. Urincytotoksiske molekylære markører for en ikke-invasiv diagnose ved akutt nyretransplantasjonsavvisning. Transplant international: offisielt tidsskrift for European Society for Organ Transplantation. 2006; 19(9):759–68. https://doi.org/10. 1111/j.1432-2277.2006.00351.x PMID: 16918537.

44. Yang JYC, Verleden SE, Zarinsefat A, Vanaudenaerde BM, Vos R, Verleden GM, et al. Cellefritt DNA og CXCL10 avledet fra bronkoalveolær lavage forutsier overlevelse av lungetransplantasjon. J Clin Med. 2019; 8(2). Epub 2019/02/20.

45. Faddoul G, Nadkarni GN, Bridges ND, Goebel J, Hricik DE, Formica R, et al. Analyse av biomarkører innen de første 2 årene etter transplantasjon og 5-resultater fra nyretransplantasjoner: resultater fra kliniske studier i organtransplantasjon-17. Transplantasjon. 2018; 102(4):673–80. Epub 2017/12/01.

46. ​​Hricik DE, Nickerson P, Formica RN, Poggio ED, Rush D, Newell KA, et al. Multisentervalidering av urin CXCL9 som en risikostratifiserende biomarkør for nyretransplantasjonsskade. American journal of transplantation: offisielt tidsskrift for American Society of Transplantation og American Society of Transplant Surgeons. 2013; 13(10):2634–44. Epub 2013/08/24.

47. Kotsch K, Kunert K, Merk V, Reutzel-Selke A, Pascher A, Fritzsche F, et al. Nye markører i null-timers nyrebiopsier indikerer graftkvalitet og klinisk utfall. Transplantasjon. 2010; 90(9):958–65. Epub 2010/09/23. PMID: 20859252.