Heltranskriptomanalyse for å utforske de svekkede immunologiske egenskapene hos kritisk syke eldre pasienter med sepsis

Abstrakt

Bakgrunn

Sepsis er en hyppig komplikasjon hos kritisk syke pasienter, er svært heterogen og er assosiert med høy sykelighet og dødelighet, spesielt i den eldre befolkningen. Å bruke RNA-sekvensering (RNA-Seq) for å analysere biologiske veier er mye brukt i kliniske og molekylærgenetiske studier, men studier på eldre pasienter med sepsis mangler fortsatt. Derfor undersøkte vi dødelighetsrelevante biologiske trekk og transkriptomiske trekk hos eldre pasienter som ble innlagt på intensivavdelingen (ICU) for sepsis.

cistanche tubulosa-forbedre immunsystemet

Metoder

Vi registrerte 37 eldre pasienter med sepsis fra intensivavdelingen ved Taichung Veterans General Hospital. På dag 1 og dag 8 ble kliniske og laboratoriedata, samt blodprøver, samlet inn for RNA-Seq-analyse. Vi identifiserte det dynamiske transkriptomet og anrikede banene til differensielt uttrykte gener mellom dag 8 og dag 1 gjennom DVID-anrikningsanalyse og Gene Set Enrichment Analysis. Deretter ble mangfoldet av T-celle-repertoaret analysert med MiXCR.

Resultater

Totalt hadde 37 pasienter sepsis, og respondere og ikke-responderere ble gruppert gjennom hovedkomponentanalyse. Signifikant høyere SOFA-skår på dag 7, lengre respiratordager, liggetid på intensivavdelingen og sykehusdødelighet ble funnet i ikke-responder-gruppen enn i respondergruppen. På dag 8 hos eldre ICU-pasienter med sepsis ble gener relatert til medfødt immunitet og betennelse, slik som ZDHCC19, ALOX15, FCER1A, HDC, PRSS33 og PCSK9, oppregulert. De differensielt uttrykte genene (DEGs) ble beriket i regulering av transkripsjon, adaptiv immunrespons, immunglobulinproduksjon, negativ regulering av transkripsjon og immunrespons. Dessuten var det et høyere mangfold av T-cellereseptorer på dag-8 i respondergruppen enn på dag-1, noe som indikerer at de hadde bedre regulert restitusjon fra sepsis sammenlignet med pasientene som ikke responderte .

Konklusjon

Både dødelighet og forekomst av sepsis var høy hos eldre individer. Vi identifiserte dødelighetsrelevante biologiske trekk og transkriptomiske trekk med funksjonelle veier og MiXCR-analyser basert på RNA-Seq-data; og fant at respondergruppen hadde oppregulert medfødt immunitet og økt T-cellediversitet; sammenlignet med ikke-reagerende gruppen. RNA-Seq kan være i stand til å tilby ytterligere utfyllende informasjon for nøyaktig og tidlig forutsigelse av behandlingsresultater.

cistanche planteøkende immunsystem

Nøkkelord

Sepsis, RNA-Seq, Eldre ICU-pasient, Differensielt uttrykte gener, T-cellereseptor

Introduksjon

Sepsis er et klinisk syndrom som er potensielt livstruende. Det produseres av en forstyrret vertsrespons på infeksjon og er en svært heterogen og dødelig global helsetrussel, spesielt i den eldre befolkningen [1, 2]. Tidligere studier har funnet at eldre pasienter har høyere risiko for sepsis og har høyere sykdomsgrad enn de i den generelle befolkningen [3]. Antallet eldre pasienter som er innlagt på intensivavdelingen (ICU) på grunn av sepsis har vært jevnt stigende de siste to tiårene på grunn av den konstante økningen i antall eldre individer [4]. Spesielt, til tross for en høy omsorgsintensitet, er dødeligheten fortsatt høy hos eldre pasienter innlagt på intensivavdelingen, men studier som tar for seg biologiske veier som er relevante for behandlingsrespons hos eldre pasienter med sepsis mangler fortsatt [5]. Eldres immunsystem gjennomgår en rekke biologiske endringer etter hvert som de blir eldre, som påvirker eldres immunrespons, noe som resulterer i større sannsynlighet for immunkompromitterte tilstander [6]. Kompromittert adaptiv immunitet anses som et avgjørende trekk ved immunosenescens hos eldre [7, 8], men transkriptomiske trekk under sepsis hos eldre forblir uutforskede. Disse endringene bestemmer ikke bare mottakelighet for bakterielle infeksjoner, men også sepsisprogresjon og kliniske utfall [6]. Derfor er det avgjørende å undersøke de varierende immunologiske responsene og dødelighetsrelevante biologiske egenskapene hos eldre pasienter innlagt på intensivavdelingen [9, 10].

Sepsis er svært heterogen og preget av komplekse og dynamiske immunologiske reaksjoner, som involverer en innledende overdreven inflammatorisk respons etterfulgt av dysregulert/utmattet adaptiv immunitet [11]. Flere studier har vist endret adaptiv immunitet etter sepsis; såkalt immunparalyse ser ut til å være en av de viktigste immunologiske egenskapene som fører til vedvarende svekket immunitet hos pasienter med sepsis [12]. RNA-Seq ble brukt i tidligere studier for å finne den transkriptomiske signaturen, eller "subendotype", hos pasienter med sepsis. Subgenotypene som er assosiert med sepsis er tidlig bedring av organdysfunksjon etter sepsis, dempet adaptiv immunitet blant immunkompromitterte pasienter og respons på steroider hos pasienter med septisk sjokk [13, 14]. Ved å bruke RNA-Seq-data har analytiske verktøy, som MiXCR, nylig blitt utviklet for å kvantifisere mangfoldet av T-cellereseptorer (TCR) [15, 16]. I denne studien undersøkte vi det dynamiske transkriptomet til septiske pasienter ved å undersøke sammenkoblede prøver fra dag 1 og dag 8 og fant at immunkompromitterte septiske pasienter hadde redusert T-cellediversitet og kompromittert T-cellefunksjon. Denne studien hadde som mål å utforske dødelighetsrelevante biologiske trekk og transkriptomiske trekk, for å få en bedre forståelse av den adaptive immunitetsassosierte signaleringen hos eldre pasienter som ble innlagt på intensivavdelingen for sepsis.

cistanche tubulosa-forbedre immunsystemet

Klikk her for å se Cistanche Enhance Immunity-produkter

【Be om mer】 E-post:cindy.xue@wecistanche.com / Whats App: 0086 18599088692 / Wechat: 18599088692

Materialer og metoder Studiedesign og datainnsamling

Studien ble godkjent av Institutional Review Board av TCVGH (IRB nr. CE20069B), og informert samtykke ble innhentet fra alle deltakerne. 37 eldre ICU-pasienter ble rekruttert fra Taichung Veterans General Hospital (TCVGH) fra desember 2018 til januar 2022. På tidspunktet for registrering ble demografisk informasjon samlet inn, og baseline blodprøver ble tatt på dag 1 og dag 8. For å bevare transkriptom, ble to 4 ml alikvoter med blod samlet i sterile EDTA-vakutainere og umiddelbart overført til RNAse-frie hetteglass inneholdende 10,5 ml RNAlater® (TermoFisher, Waltham, MA, USA).

RNA-ekstraksjon og sekvensering

I denne studien ekstraherte vi RNA med PAXgene Blood RNA Kit, og gjennomsnittlig RNA-integritetstall (RIN) var 8,31±0.58. Produsentens instruksjoner ble fulgt ved bygging av biblioteket, og 1,000 ng fragmentert RNA ble brukt i påfølgende eksperimenter. 150-bp parede avlesninger ble brukt for RNA-Seq på NovaSeq-plattformen (Illumina, Inc., San Diego, CA, USA), og hver prøve hadde minst 50–60 millioner avlesninger. RNA-seq-datasettet ble deponert i National Center for Biotechnology Information (NCBI) Gene Expression Omnibus (GEO) under tilgangsnummer GSE216902. Datasettet ble brukt til celleproporsjoner og veianalyse.

Score for sekvensiell organsviktvurdering (SOFA).

Score for sekvensiell organsviktvurdering (SOFA) er en numerisk verdi for sepsisrelatert organsvikt, dvs. den kvantifiserer antall og alvorlighetsgrad av sviktede organer. Hver poengsum varierer fra 0 til 4, med en høyere poengsum som indikerer forverret organdysfunksjon [17]. Vi brukte den dynamiske endringen i SOFA-score for å definere respondere (R) og non-responders (NR), og en deltaker ble klassifisert som NR hvis reduksjonen i SOFA-score fra dag 1 til dag 7 var mindre enn 2 [13, 18, 19] .

Bioinformatikkanalyser av RNA-Seq-data 

Sekvenseringen var av høy kvalitet, Phred-score på 30 ble brukt, og HISAT2 kartla sekvensavlesningene til referansegenomet (GRCh38/hg38) [20]. R-pakken DEseq2 [21] ble brukt til å identifisere de differensielt uttrykte genene (DEGs), og avlesningstallene ble beregnet ved å bruke featureCounts [22]. Gjennomsnittlig kartleggingsrate og avlesningstall var henholdsvis 87,6±4,8 % og 65,5±17,6 millioner avlesninger. Profiler [23] R-pakken ble brukt til å utføre funksjonell berikelse og veianalyse basert på genomene (KEGG, https://www.genome.jp/kegg/) og Gene Ontology (GO, http://geneontology.org /) databaser. En korrigert p-verdi på mindre enn 0,05 ble ansett for å være betydelig beriket. Alle differensielt uttrykte gener ble funksjonelt annotert ved bruk av Gene Set Enrichment Analysis (GSEA) [24], og et Cytoscape 3.9.0 [25] visualisert berikelseskart ble opprettet. Vi visualiserte GSEA-resultater ved å bruke et berikelseskart, som organiserer gensett i et likhetsnettverk. Noden, koblingen og nodefargen representerer henholdsvis gensettet, overlappingen av medlemsgener og berikelsesskåren [24].

Mangfold av TCR-analyser

RNA-Seq-data ble brukt i MiXCR v3.0.13 [15, 16] for å kvantifisere klontypene til sepsispasienter basert på en tidligere rapportert protokoll [14]. VDJTools v 1.2.1 [26]-programvare ble brukt til å beregne antall komplementaritetsbestemmende region-3 (CDR3) og prøvediversitet etter anskaffelsen av de kvantifiserte klontypene.

statistiske analyser

Vi brukte Kolmogorov-Smirnov-testen for å sjekke normaliteten og fant at fordelingen av flere variabler, inkludert respiratordag, liggetid på intensivavdelingen og liggetid på sykehus, var venstreskjev. For å presentere dataene i det enhetlige formatet, presenterte vi kategoriske variabler frekvenser (prosentandeler) for kategoriske variabler og kontinuerlige variabler som median (interkvartilområde, IQR). Forskjeller mellom de to gruppene ble analysert ved hjelp av Mann–Whitney U-testen for kontinuerlige variabler og Fishers eksakte test for kategoriske variabler. Signifikansnivået ble satt til 0.05, og statistiske analyser var tosidige. R versjon 4.1.0 ble brukt til å utføre alle dataanalysene.

cistanche tubulosa-forbedre immunsystemet

Resultater Pasientkarakteristikker og SOFA-skårer

I denne studien inkluderte vi 37 eldre pasienter med sepsis [median alder 83 år (IQR: 79–87 år)] (tabell 1). Med hovedkomponentanalyse observerte vi at en divergens mellom dag-1 og dag-8 var bedre hos de responsive pasientene (respondergruppe, R) enn hos ikke-responderende pasienter (non-respondergruppe, NR), som indikerer regulert utvinning fra sepsis i den immunkompetente gruppen (Tilleggsfil 1: Fig. S1). Totalt sett var det blant de 37 pasientene 23 responsive pasienter (respondergruppe, R) med medianalder 82 år (IQR: 79,5–86,5 år) og 14 ikke-responsive pasienter (non-respondergruppe, NR) med median alder 84 år (IQR: 79–88 år). Tabell 1 viser de grunnleggende egenskapene til studiegruppen. Høyere albumin (median 3,3 mg/dl, IQR: 3–3,7 mg/dl) og lavere C-reaktivt protein (median 9,16 mg/dl, IQR: 3,9–17,5 mg/dl) ble observert i behandlingen enn i deres motparter. Sammenlignet med respondergruppen hadde ikke-respondergruppen signifikant høyere SOFA-skår på dag 7, lengre respiratordager, lengre liggetid på intensivavdelingen og høyere sykehusdødelighet.

Distinkt dynamisk transkriptom hos eldre ICU-pasienter med sepsis

Som illustrert i Fig. 1A, ved å bruke hovedkomponentanalyse på de 500 beste variable genene fra alle prøvene, oppdaget vi at eldre sepsispasienter på intensivavdelingen hadde signifikant forskjellige transkriptomer på dag 1 og dag 8. De differensielle ekspresjonsgenene ( DEGs) ble deretter identifisert ved å sammenligne genekspresjonsprofiler mellom dag 8 og dag 1 hos eldre ICU-pasienter ved å bruke kriteriene til p<0.01 and log fold change>0.25 eller<− 0.25. Tree DEGs (two upregulated and one downregulated gene) were found in the R group, while the NR group only had 11 DEGs (five upregulated and six downregulated genes). We found that in elderly sepsis patients in the ICU, the top upregulated genes were innate immunity- and inflammation-relevant genes, namely, ZDHCC19, ALOX15, FCER1A, HDC, PRSS33, and PCSK9, which bind to low-density lipoprotein receptors (LDLRs), leading to LDLR degradation and increasing LDL cholesterol levels (Fig. 1B). 

DAVID berikelsesanalyse av det dynamiske transkriptomet

For å demonstrere endringen av biologiske veier hos eldre ICU-pasienter mellom dag 8 og dag 1, demonstrerte vi den berikede veien ved å bruke den elektroniske DAVID v6.8-serveren. Som vist i fig. 2 ble Gene Ontology (GO) bobleplott konstruert for de biologiske prosessene til de øverste 20 DEGene fra datasettet. Vi fant at DEG-ene fra eldre ICU-pasienter med sepsis ble beriket i regulering av transkripsjon, adaptiv immunrespons, immunoglobulinproduksjon, negativ regulering av transkripsjon og immunrespons. DAVID funksjonell GO-analyse er presentert i fig. 3. Sammenlignet med kontroller, viste funksjonelle merknader av proteiner kodet av gener i DEG signifikant (P<0.05) increased or decreased enrichment. These annotations were categorized according to biological processes, cellular components, and molecular functions. There were significant differences between DEG-encoded proteins involved in the regulation of transcription, the immune response, protein phosphorylation, and Ras protein signal transduction at the level of biological processes (Fig. 3), whereas cellular component analysis revealed significant differences between the T-cell receptor complex, cytosol nucleoplasm, and nucleus (Fig. 3). Significant differences were found in the enrichment of encoded proteins associated with protein binding, metal ion binding, translation factor activity, or transcriptional activator activity according to molecular function analysis (Fig. 3). Ten, we used the Cytoscape ClueGO plugin to investigate the functional enrichment of the DEGs in the dataset to further refine the biological process from the analysis of DAVID-GO terms [27]. Additionally, the REACTOME pathway analysis from ClueGO revealed that cytokine signaling in the immune system, adaptive immune system, sensory perception, innate immune system, and immunoregulatory interactions between lymphoid and non-lymphoid cells were significantly enriched in many DEGs.

Tabell 1 Karakteristika for eldre ICU-pasienter med sepsis

Fig. 1 Hovedkomponentanalyse A og vulkanplott B av transkriptomet mellom dag-1 og dag-8

Fig. 2 Funksjons- og veianrikningsanalyser av differensielt uttrykte gener med DAVID ved bobleplott

Fig. 3 DAVID funksjonell genontologi (GO) analyse av biologisk prosess (BP), cellulær komponent (CC) og molekylær funksjon (MF)

TCR-analyser med MiXCR hos eldre ICU-pasienter med sepsis

Tatt i betraktning at R- og NR-gruppene kom seg fra sepsis gjennom en spesifikk T-cellereseptorsignalvei, ved å bruke antallet unike CDR3, D50 og den inverse Simpson-indeksen, brukte vi MiXCR for å bestemme mangfoldet av T-cellereseptoren (TCR) ) (Fig. 5A–C). På dag 8 var R-gruppens CDR3-, D50- og inverse Simpson-indeks betydelig høyere enn på dag 1. Dessuten var D50-indeksen signifikant høyere i R-gruppen enn i NR-gruppen på dag 8 (fig. 5B). Til slutt vurderte vi mangfoldet av unik CDR3 ved å bruke den inverse Simpson-indeksen, som gjenspeiler rikelig med klonotyper. Vi observerte et lignende mønster, med betydelig økt mangfold av TCR i R-gruppen, spesielt på dag 8 (fig. 5C).

Diskusjon

Denne studien viser at dødelighetsrelevante biologiske trekk og adaptiv immunitetsassosiert signalering ved bruk av transkriptomikk, sammenlignet forskjeller mellom dag 1 og dag 8 (tilleggsfil 1: Fig. S1), pålitelig kunne identifisere eldre ICU-pasienter med sepsis og skille ikke-responsive pasienter fra responsive pasienter. . Tidligere studier som undersøkte sepsis-biomarkører var avhengig av utvalget av kjente biologiske funksjoner og veier ved bruk av kunnskapsbaserte metoder [28], og bare et lite antall studier har direkte målrettet gener hvis funksjoner ikke er fullstendig beskrevet [29]. I denne studien tok vi i bruk RNA-Seq for å identifisere biologiske og immunologiske trekk hos eldre ICU-pasienter med sepsis gjennom hovedkomponentanalyse, differensiell genekspresjonsanalyse og MiXCR. Medfødt immunitet og betennelse, som ZDHCC19, ALOX15, FCER1A, HDC, PRSS33 og PCSK9, ble oppregulert hos eldre ICU-pasienter med sepsis. ZDHHC19 er en palmitoyltransferase og medierer palmitoylering av RRAS, noe som fører til økt cellelevedyktighet [30]. Genomomfattende genekspresjonsanalyse har vært knyttet til økt ekspresjon hos ICU-pasienter med sepsis forårsaket av fekal peritonitt [31]. HDC (histidine decarboxylase, HDC) er medlem av gruppe II decarboxylase familien og danner en homodimer som bruker pyridoksal fosfat for å omdanne L-histidin til histamin. En dyrestudie utført av Hattori et al. [32] brukte HDC-gen-knockout-mus (HDC−/−). Etter indusering av sepsis ved cecal ligering og punktering (CLP), viste HDC-knockout-mus reduserte plasmahistaminnivåer, og økningen i TNF , IL-1b, IL-6 og MCP1-nivåer i sepsis ble dempet når det var mangel på plasma histamin [32]. Sepsis-indusert unormal cytokinproduksjon og multippel organskade (lunge, lever og nyre) ble signifikant redusert i HDC-knockout-mus sammenlignet med WT C57BL/6 J-mus. Hemming av HDC-ekspresjon forhindret inflammatorisk vevsskade og forbedret overlevelse hos mus med sepsis indusert av CLP [32]. I tillegg kan histamin fremme produksjonen av proinflammatoriske cytokiner, som reguleres av transkripsjonsfaktoren NF-κB. Under CLP-indusert sepsis hadde HDC-knockout-mus signifikant redusert aktivitet av NF-κB i kjernen sammenlignet med WT-mus [32]. Dette resultatet indikerer at histamin induserer syntesen av proinflammatoriske cytokiner og kjemokiner ved å øke NF-kB-aktiviteten.

Nyere forskning har vist at ALOX15 og FCER1A er avgjørende for patogenesen av bakteriell sepsis [33, 34]. ALOX15, et lipidperoksiderende enzym, er et funksjonelt lipoksygenase (LOX) gen [35], som oksiderer flerumettede fettsyrer og har vært knyttet til en rekke fysiologiske prosesser så vel som patogenesen av nevrodegenerative, inflammatoriske og hyperproliferative sykdommer [35, 36]. ALOX15 og dets metabolitter er involvert i patofysiologien til flere inflammatoriske sykdommer, som sepsis, leddgikt, astma, cystisk fibrose og aterosklerose [36]. FCER1A (Fc-fragment av IgE-reseptor Ia, FCER1A), et immunrelatert protein, er den initierende faktoren for allergiske reaksjoner og spiller en rolle ved allergisk betennelse [37, 38]. FCER1A har vært involvert i regulering av metabolske prosesser og immunregulering i tidligere studier. [38, 39]. I tillegg er det mer sannsynlig at astma oppstår når FCER1B og andre immunglobulinrelaterte inflammatoriske gener samhandler [39]. Videre har PCSK9 (proprotein convertase subtilisin/kexin type- 9, PCSK9) blitt identifisert som en sentral regulator av plasma LDL-C nivåer ved sin evne til å binde seg til LDL reseptor (LDLR) og utløse den for lysosomal nedbrytning i celler , som fører til LDLR-nedbrytning og økende LDL-kolesterolnivåer [40].

cistanche tubulosa-forbedre immunsystemet

I denne studien brukte vi KEGG-anriking og GO for å bestemme den funksjonelle merknaden til disse genene for å undersøke involveringen av uttrykte DEG-er fra eldre ICU-pasienter med sepsis i BP, MF og molekylære veier til FH. Disse DEG-ene ble først og fremst beriket i regulering av transkripsjon, adaptiv immunrespons, immunoglobulinproduksjon, negativ regulering av transkripsjon og immunrespons (fig. 2). Vi konstruerte et funksjonelt arrangert nettverk av GO/pathway-termer ved å bruke Cytoscape-plugin ClueGO/CluePedia, en forbedret tolkning for biologiske termer. Denne pluginen hjalp oss også med å visualisere nettverkene som er funksjonelt gruppert fra større genklynger [41]. Vi brukte ClueGO-pluginen for å identifisere de differensielt regulerte molekylveiene og deres signifikante geninteraksjoner basert på p-verdier og kappa-statistikk for å få et omfattende bilde av DEG-ene involvert i sepsis. Dessuten ble DEGene betydelig beriket i transkripsjonsaktivitet og proteinbinding når MF fra GO ble analysert (fig. 3). Disse resultatene indikerer at funksjonelle berikelsesanalyser spesielt refererer til immunitetscellesignalveier relatert til en cellulær respons på patogene motiver eller cytokiner. Dette er sannsynligvis forventede resultater for septiske pasienter og trenger ytterligere undersøkelser for å belyse veiene i sepsis. Basert på kappa-statistikk og p-verdier fant vi at blant de berikede biologiske prosessene og molekylveiene, cytokinsignalering i immunsystemet, det adaptive immunsystemet, sensorisk persepsjon, det medfødte immunsystemet og immunregulatoriske interaksjoner mellom lymfoide og ikke-lymfoide. celler var dysregulert og var signifikant assosiert med progresjon av sepsis hos eldre ICU-pasienter med sepsis (fig. 4).

I tillegg viste vi mangfoldet av T-celler hos eldre pasienter med sepsis og brukte MiXCR for å analysere den rå sekvensen til RNA-Seq for å bestemme klonotyper av TCR-er, noe som gjorde det mulig for oss å samtidig undersøke mangfoldet av TCR-er og hele transkriptomet [ 15]. RNA-Seq og MiXCR ble brukt i denne studien for å identifisere T-cellesignalering, og resultatene viste at TCR-diversiteten til R-gruppen på dag-8 var større enn på dag-1 (fig. 5) . Sammenlignet med NR-gruppen hadde R-gruppen signifikant høyere CDR3-, D50- og inverse Simpson-indeksverdier på dag-8 enn på dag-1. Betydningen av det induserte mangfoldet av TCR-er hos eldre ICU-pasienter med sepsis fremheves også av disse bevisene, som demonstrerer levedyktigheten av å bruke RNA-Seq- og MiXCR-data for å adressere mangfoldet av TCR-er hos pasienter med sepsis. Vår studie har noen begrensninger som bør merkes. For det første var gruppen av pasienter som ble undersøkt i denne studien liten. Derfor vil undersøkelser av forskjellige populasjoner med en større utvalgsstørrelse hjelpe til med å bekrefte dataene våre. For det andre brukte vi bulk RNA-Seq i denne studien, og fremtidige sc-RNA-Seq og funksjonelle eksperimenter er garantert for validering på cellenivå. Dessuten kan 5'-hurtig amplifikasjon av cDNA-ender (5'-RACE)-tilnærmingen brukes til å undersøke T-celle-repertoaret, noe som ytterligere kan bekrefte funnene våre. For det tredje vurderte vi de biologiske og molekylære funksjonene til inflammatoriske responser hos pasienter med sepsis ved å bruke RNA-Seq-data. Ytterligere funksjonelle studier er nødvendig for å avklare rollene ved sepsis.

Fig. 4 Enrichment by Gene Ontology (GO) termer ble visualisert ved bruk av ClueGO/CluePedia plugin fra Cytoscape

Fig. 5 Diversitet av T-cellereseptoren på dag-1 og dag-8. Teller (A), unik CDR3 (B), D50 og (C) av invers Simpson-indeks. *<0.05, **<0.005

Konklusjoner

Både forekomsten og dødeligheten av sepsis er høy hos eldre individer. Vår studie registrerte kritisk syke eldre individer med sepsis og identifiserte dødelighetsrelevante biologiske trekk og transkriptomiske trekk med funksjonelle veier og MiXCR-analyser basert på RNA-Seq-data. Sammenlignet med dag 1 fant vi oppregulert medfødt immunitet og økt T-cellediversitet blant responsive pasienter på dag 8, noe som indikerer at de responsive pasientene hadde bedre regulert utvinning fra sepsis sammenlignet med de ikke-responsive pasientene. For å implementere nøyaktig og tidlig prediksjon, kan bruk av en test av RNA-Seq tilby ytterligere utfyllende informasjon for tidlig prediksjon av behandlingsresultater.

Referanser

1. Seymour CW, Kennedy JN, Wang S, Chang CH, Elliott CF, Xu Z, et al. Deri-ferie, validering og potensielle behandlingsimplikasjoner av nye kliniske fenotyper for sepsis. JAMA. 2019;321(20):2003–17.

2. Sweeney TE, Azad TD, Donato M, Haynes WA, Perumal TM, Henao R, et al. Uovervåket analyse av transkriptomikk i bakteriell sepsis på tvers av flere datasett avslører tre robuste klynger. Crit Care Med. 2018;46(6):915–25.

3. de Lange DW, Brinkman S, Flaatten H, Boumendil A, Morandi A, Andersen FH, et al. Kumulativ prognostisk skåre som forutsier dødelighet hos pasienter over 80 år innlagt på intensivavdelingen. J Am Geriatr Soc. 2019;67(6):1263–7.

4. Flaatten H, de Lange DW, Artigas A, Bin D, Moreno R, Christensen S, et al. Status for intensivmedisinsk forskning og en fremtidig agenda for svært gamle pasienter på intensivavdelingen. Intensiv Med. 2017;43(9):1319–28.

5. Guidet B, de Lange DW, Boumendil A, Leaver S, Watson X, Boulanger C, et al. Bidraget fra skrøpelighet, kognisjon, aktivitet i dagliglivet og komorbiditeter på utfall hos akutt innlagte pasienter over 80 år på europeiske intensivavdelinger: VIP2-studien. Intensiv Med. 2020;46(1):57–69.

6. Stahl EC, Brown BN. Celleterapistrategier for å bekjempe immunogenvitenskap. Organogenese. 2015;11(4):159–72.

7. Martin S, Perez A, Aldecoa C. Sepsis og immunosenescens hos eldre pasienter: en gjennomgang. Front Med (Lausanne). 2017. https://doi.org/10. 3389/fmed.2017.00020.

8. Rydyznski Moderbacher C, Ramirez SI, Dan JM, Grifoni A, Hastie KM, Weiskopf D, et al. Antigenspesifikk adaptiv immunitet mot SARS-CoV-2 ved akutt COVID-19 og assosiasjoner til alder og sykdomsgrad. Celle. 2020;183(4):996-1012 e1019.

9. Leblanc G, Boumendil A, Guidet B. Ti ting å vite om kritisk syke eldre pasienter. Intensiv Med. 2017;43(2):217–9.

10. Guidet B, Vallet H, Boddaert J, de Lange DW, Morandi A, Leblanc G, et al. Omsorg for kritisk syke pasienter over 80: en narrativ gjennomgang. Ann intensivbehandling. 2018;8(1):114.

11. Brady J, Horie S, Lafey JG. Rollen til den adaptive immunresponsen i sepsis. Intensive Care Med Exp. 2020;8(1):20.

12. Martin MD, Badovinac VP, Grifth TS. CD4 T-celleresponser og sepsis-indusert immunparalysetilstand. Front Immunol. 2020. https://doi.org/10. 3389/fmmu.2020.01364.

13. Barcella M, Bollen Pinto B, Braga D, D'Avila F, Tagliaferri F, Cazalis MA, et al. Identifikasjon av en transkriptomprofil assosiert med forbedring av organfunksjon hos pasienter med septisk sjokk etter tidlig støttende terapi. Crit Care. 2018;22(1):312.

14. Cheng PL, Chen HH, Jiang YH, Hsiao TH, Wang CY, Wu CL, et al. Bruk av RNA-Seq for å undersøke funksjoner i immunmetabolisme hos immunkompromitterte pasienter med sepsis. Front Med (Lausanne). 2021. https://doi. org/10.3389/fmed.2021.747263.

15. Bolotin DA, Poslavsky S, Mitrophanov I, Shugay M, Mamedov IZ, Putint-seva EV, et al. MiXCR: programvare for omfattende adaptiv immunitetsprofilering. Nat-metoder. 2015;12(5):380–1.

16. Bolotin DA, Poslavsky S, Davydov AN, Frenkel FE, Fanchi L, Zolotareva OI, et al. Antigenreseptorrepertoarprofilering fra RNA-sekvensdata. Nat Biotechnol. 2017;35(10):908–11.

17. Vincent JL, de Mendonca A, Cantraine F, Moreno R, Takala J, Suter PM, et al. Bruk av SOFA-skåren for å vurdere forekomsten av organdysfunksjon/-svikt i intensivavdelinger: resultater av en multisenter, prospektiv studie Arbeidsgruppe om "sepsis-relaterte problemer" av European Society of Intensive Care Medicine. Crit Care Med. 1998;26(11):1793–800.

18. Garcia-Gigorro R, Saez-de la Fuente I, Marin Mateos H, Andres-Esteban EM, Sanchez-Izquierdo JA, Montejo-Gonzalez JC. Nytte av SOFA- og Delta-SOFA-skårer for å forutsi utfall hos kritisk syke pasienter fra akuttmottaket. Eur J Emerg Med. 2018;25(6):387–93.

19. Jones AE, Trzeciak S, Kline JA. Sekvensiell organsviktvurderingsscore for å forutsi utfall hos pasienter med alvorlig sepsis og tegn på hypoperfusjon på tidspunktet for presentasjon av akuttmottaket. Crit Care Med. 2009;37(5):1649–54.

20. Kim D, Langmead B, Salzberg SL. HISAT: en raskt skjøtet aligner med lave minnekrav. Nat-metoder. 2015;12(4):357–60.

21. Anders S, Huber W. Differensiell ekspresjonsanalyse for sekvenstellingsdata. Genom Biol. 2010;11(10):R106.

22. Liao Y, Smyth GK, Shi W. FeatureCounts: et effektivt program for generell bruk for å tilordne sekvensavlesninger til genomiske egenskaper. Bioinformatikk. 2014;30(7):923–30.

23. Raudvere U, Kolberg L, Kuzmin I, Arak T, Adler P, Peterson H, et al. g: Profiler: en webserver for funksjonell berikelsesanalyse og konverteringer av genlister (2019-oppdatering). Nucleic Acids Res. 2019;47(W1):W191–8.

24. Merico D, Isserlin R, Stueker O, Emili A, Bader GD. Anrikningskart: en nettverksbasert metode for visualisering og tolkning av gensett berikelse. PLoS EN. 2010;5(11):e13984.

25. Shannon P, Markiel A, Ozier O, Baliga NS, Wang JT, Ramage D, et al. Cytoscape: et programvaremiljø for integrerte modeller av biomolekylære interaksjonsnettverk. Genome Res. 2003;13(11):2498–504.

26. Andersen ES. Prediksjon og design av DNA- og RNA-strukturer. N Bio-teknologi. 2010;27(3):184–93.

27. Le Gall JR, Lemeshow S, Saulnier F. En ny forenklet akuttfysiologisk score (SAPS II) basert på en europeisk/nordamerikansk multisenterstudie. JAMA. 1993;270(24):2957–63.

28. Sutherland A, Thomas M, Brandon RA, Brandon RB, Lipman J, Tang B, et al. Utvikling og validering av en ny diagnostisk test for molekylær biomarkør for tidlig påvisning av sepsis. Crit Care. 2011;15(3):R149.

29. Lukaszewski RA, Jones HE, Gersuk VH, Russell P, Simpson A, Brealey D, et al. Presymptomatisk diagnose av postoperativ infeksjon og sepsis ved bruk av genekspresjonssignaturer. Intensiv Med. 2022. https://doi. org/10.1007/s00134-022-06769-z.

30. Niu J, Sun Y, Chen B, Zheng B, Jarugumilli GK, Walker SR, et al. Fettsyrer og kreftforsterket ZDHHC19 fremmer STAT3-aktivering gjennom S-palmitoylering. Natur. 2019;573(7772):139–43.

31. Burnham KL, Davenport EE, Radhakrishnan J, Humburg P, Gordon AC, Hutton P, et al. Delte og distinkte aspekter ved sepsis transkriptomisk respons på fekal peritonitt og lungebetennelse. Am J Respir Crit Care Med. 2017;196(3):328–39.

32. Hattori M, Yamazaki M, Ohashi W, Tanaka S, Hattori K, Todoroki K, et al. Den kritiske rollen til endogent histamin i å fremme endeorganvevsskade ved sepsis. Intensive Care Med Exp. 2016;4(1):36.

33. Reyes M, Filbin MR, Bhattacharyya RP, Billman K, Eisenhaure T, Hung DT, et al. En immuncellesignatur av bakteriell sepsis. Nat Med. 2020;26(3):333–40.

34. Tang-Huau TL, Gueguen P, Goudot C, Durand M, Bohec M, Baulande S, et al. Humane in vivo-genererte monocyttavledede dendrittiske celler og makrofager krysser tilstedeværende antigener gjennom en vakuolær vei. Nat Commun. 2018;9(1):2570.

35. Ivanov I, Kuhn H, Heydeck D. Strukturell og funksjonell biologi av arakidonsyre 15-lipoksygenase-1 (ALOX15). Gene. 2015;573(1):1–32.

36. Singh NK, Rao GN. Ny rolle for 12/15-lipoksygenase (ALOX15) i menneskelige patologier. Prog Lipid Res. 2019;73:28–45.

37. Baioumy SA, Esawy MM, Shabana MA. Vurdering av sirkulerende FCepsilonRIa hos kroniske spontane urticariapasienter og dens korrelasjon med kliniske og immunologiske variabler. Immunobiologi. 2018;223(12):807–11.

38. Liao EC, Chang CY, Hsieh CW, Yu SJ, Yin SC, Tsai JJ. En utforskende pilotstudie av genetiske markører for IgE-medierte allergiske sykdommer med uttrykk av FcepsilonR1alpha og Cepsilon. Int J Mol Sci. 2015;16(5):9504–19.

39. Hua L, Zuo XB, Bao YX, Liu QH, Li JY, Lv J, et al. Fire-locus-geninteraksjon mellom IL13, IL4, FCER1B og ADRB2 for astma hos kinesiske Han-barn. Pediatr Pulmonol. 2016;51(4):364–71.

40. Kosenko T, Golder M, Leblond G, Weng W, Lagace TA. Low-density lipo-protein binder seg til proprotein convertase subtilisin/kexin type-9 (PCSK9) i humant plasma og hemmer PCSK9-mediert lavdensitet lipoproteinreseptornedbrytning. J Biol Chem. 2013;288(12):8279–88.

41. Bindea G, Mlecnik B, Hackl H, Charoentong P, Tosolini M, Kirilovsky A, et al. ClueGO: en Cytoscape-plugin-modul for å dechiffrere funksjonelt gruppert genontologi og banemerkingsnettverk. Bioinformatikk. 2009;25(8):1091–3.