ĐẶC ĐIỂM VIRUT HÔ HẤP HỢP BÀO: TỪ LÂM SÀNG ĐẾN PHÒNG THÍ NGHIỆM

DO LIEN ANH HA ĐƠN VỊ NGHIÊN CỨU LÂM SÀNG ĐẠI HỌC OXFORD (OUCRU)

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH – VIỆT NAM

VI-RÚT CHỦ THỂ

BỆNH CẢNH LÂM SÀNG

1.Các nghiên cứu dịch tễ học lâm sàng: - Đặc điểm về dân số học

- Bệnh cảnh lâm sàng 2. Các thử nghiệm thuốc:

-Thuốc điều trị -Vắc-xin

Đặc điểm phân tử học: Nhóm vi-rút (A và B)

Kiểu gene vi-rút Tiến hóa của bộ gen vi-rút

Biểu hiện gen của chủ thể: Biểu hiện của các genes của chủ thể

GIẢ THIẾT NGHIÊN CỨU

MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU

1. Tỉ lệ vi-rút nhiễm Ở trẻ nhập viện vì viêm nhiễm đường hô hấp cấp 2. Đặc điểm vi-rút học của RSV - Phân nhóm RSV / nồng độ RSV - Giải mã toàn bộ gene của RSV ( định kiểu genes, phân tích biến chủng tại mỗi chủ thể …) 3. Đáp ứng của cơ thể khi nhiễm vi-rút RSV - Trong quá trình nhiễm RSV tự nhiên (nhiễm RSV đơn độc và đồng nhiễm với các vi-rút khác) - So sánh với đáp ứng biểu hiện gene của cơ thể đối với vi-rút hRV - Trong trường hợp nhiễm RSV nặng và không nặng

Nhập viện Ngày thứ 7/ Xuất viện

- Phết mũi-hầu - Máu

- Phết mũi-hầu - Máu

Khảo sát biểu hiện gene của chủ thể (BeadArray, Illumina)

Giải mã toàn bộ gene của RSV (Solexa, Illumina)

THIẾT KẾ NGHIÊN CỨU

RSV & multiplex real-time PCR

N=632 (1 tháng -2 tuổi; 44% <6 tháng) Thời gian bắt đầu có triệu chứng < 4 ngày

Trường hợp nặng tại thời điểm nhập viện

-SpO2 dưới 92% HOẶC - cần thở oxy hỗ trợ HOẶC

- Thở hỗ trợ (bằng NCPAP, CPAP hoặc thở máy) HOẶC - tím tái trên lâm sàng

ĐỊNH NGHĨA TRƯỜNG HỢP NẶNG

Có vi-rút : 91% Đơn nhiễm RSV: 32% Đồng nhiễm RSV: 16% Nhiễm HRV: 33% Có đồng nhiễm: 31%

TỈ LỆ VI-RÚT PHÁT HIỆN

(302)

(16) (37)

(65) (30)

(206)

(9) (14) (47)

(25) (25) (12) (42)

• Không có mối tương quan giữa phân nhóm vi-rút/ nồng độ vi-rút và độ nặng của bệnh trên lâm sàng

ĐẶC ĐIỂM VI-RÚT HỌC CỦA RSV

• RSV A : 156/302 (52%) ; RSV B : 139/302 (46%) • RSV A và B : 7/302 (2%) • Trung vị (IQR) của nồng độ RSV: 5.3 × 106 copies/mL (3.9 × 107 to 1.5 × 108)

53 bộ gen RSV được giải mã toàn bộ (hoàn chỉnh) 37 RSV A và 16 RSV B

38/53 có đồng thời dữ liệu về giải mã hoàn chỉnh bộ gene và dữ liệu của biểu hiện gene của chủ thể

7/53 là trường hợp nặng

Có Ct-value <25 Bao gồm cả 2 mùa

Có dữ liệu của biểu hiện gene

ĐẶC ĐIỂM PHÂN TỬ HỌC

• Không biến đổi nhiều • Không thấy “nhóm” của các trường hợp nặng • Tương đồng với các trình tự gene khác ở các vùng khác trên thế giới

Có bao gồm bộ gene của Rebuffo-Scheer et al., 2011 và Kumaria et al., 2011

BỘ GENE HOÀN CHỈNH CỦA RSV A

BỘ GENE HOÀN CHỈNH CỦA RSV B

Including sequences from Rebuffo-Scheer et al., 2011

• Phân hóa nhiều hơn • Tương đồng với các trình tự gene khác ở các vùng khác trên thế giới

“BIẾN CHỦNG TẠI MỖI CHỦ THỂ ” - SINGLE NUCLEOTIDE VARIANTS CỦA RSV A & B

Courtesy of Andreas Wilm – Wilm et al., 2012

Cold spots: M>N>P Hot spots: SH & G => các trường hợp bệnh nặng so với các trường hợp bệnh không nặng

ĐƠN NHIỄM RSV (n= 44 trường hợp) (44/201=>22%)

ĐỒNG NHIỄM VỚI RSV (n=18 trường hợp) (18/101=>18%) 7/18 đồng nhiễm hRV

ĐƠN NHIỄM HRV (n=30 trường hợp) (30/87=>34%)

KHÔNG TÌM THẤY VI-RÚT

(n=22 trường hợp) (22/58=>45%)

CÁC NHÓM TRONG PHÂN TÍCH BiỂU HIỆN GENE CỦA CHỦ THỂ

A C A C

Mũi (3910 DEGs)

Máu (945 DEGs)

DEGS TÌM THẤY Ở GIAI ĐOẠN NHIỄM CẤP CỦA ĐƠN NHIỄM RSV

Tại mẫu phết mũi

Spearman R= 0.5 p= 0.0000

3,576 MŨI

611 MÁU 334

Mũi Máu

- 4.2 + 4.2 0 - 4.5 + 4.5 0

Tại máu

CÁC CON ĐƯỜNG SINH HỌC TRONG GIAI ĐOẠN NHIỄM CẤP CỦA ĐƠN NHIỄM RSV

Các con đường đứng vị trí hàng đầu và đều tìm thấy tại cả hai nơi của chủ thể từ các phân tích ORA, GSEA và Pathways analysis(*): • Interferon signaling pathway (IFN I, II and III) INFgamma (FC=6) / IL28A (FC=6), IL29 (FC=8) • Cytokine cytokine receptor interaction CCL8 (FC=31), CCL2 (FC=11), CXCL11(FC=10), CXCL10 (FC=9) • Leukocyte transendothelial migration ICAM1-2 (FC=2-3)/mũi, ICAM3 ↓FC=1.2/máu => Top hubs genes: STAT1, IRF1-2, IRF4, IRF7-8 (*)Ingenuity Pathway, Gene Set Enrichment analysis, Pathway Express analysis

-15/25 + 7/13 con đường giống với giai đoạn nhiễm cấp của đơn nhiễm RSV - con đường đứng vị trí hàng đầu cũng giống với con đường tìm thấy trong giai đoạn nhiễm cấp của đơn nhiễm RSV => Top hub genes : STAT1, IRF1, IRF2 và IRF7

CÁC CON ĐƯỜNG SINH HỌC TRONG GIAI ĐOẠN NHIỄM CẤP CỦA ĐỒNG NHIỄM RSV

2,193 MŨI

247 MÁU

259

CÁC CON ĐƯỜNG SINH HỌC TRONG GIAI ĐOẠN NHIỄM CẤP CỦA ĐƠN NHIỄM HRV

Không có con đường chung: mũi và máu ORA: 5/7 (mũi) => con đường chuyển hóa 12/17 (máu) => các con đường truyền tin của miễn dịch tiên phát (innate immune signaling) GSEA: cytokine-cytokine receptor interaction (mũi) Pathway express: Leukocyte transendothelial migration (mũi) Toll-like receptor signaling (máu)

1,374 NASAL

394 BLOOD

35

ĐƠN NHIỄM RSV SO VỚI ĐƠN NHIỄM HRV

• Interferon signaling (p = 8.7E-09)

• Cytokine cytokine receptor interaction (p<1.0E-04)

• Leukocyte transendothelial migration (p=8.1E-98)

⇒Top hub genes : KHÔNG CÓ CHUNG TOP HUB GENE VỚI RSV ⇒ So sánh đơn nhiễm RSV so với đơn nhiễm hRV ở g/đoạn cấp (unpaired T-test, Benjamini-Hochberg correction) :

Trường hợp rất nặng khi nhập viện: SpO2 dưới 92% dù có thở oxygen HOẶC

Hỗ trợ hô hấp (bằng NCPAP, CPAP hoặc thở máy)

Đơn nhiễm RSV Rất nặng so với không nặng (n=10) (n=30)

Đơn nhiễm HRV Rất nặng so với không nặng (n=11) (n=17)

ĐỊNH NGHĨA TRƯỜNG HỢP NẶNG

ĐƠN NHIỄM RSV NẶNG

Gene set were put in order of ranking of the gene sets; NES: normalized enrichment score; NOM: nominal; FDR:false discovery rate; FWER: family wise error rate; N.A: not applicable; 0.0E+00 = p-value less than 1.0E-04.

ĐƠN NHIỄM RSV NẶNG

KẾT LUẬN 1. Tỉ lệ nhiễm vi-rút cao

2. Không có liên hệ giữa phân nhóm/ kiểu type gene

vi-rút RSV/ nồng độ vi-rút và bệnh cảnh nặng trên lâm sàng

3. Bộ gene RSV không có nhiều biến đổi, có những hotspots cần quan tâm

4. Đáp ứng miễn dịch tiên phát mạnh và kéo dài trong nhiễm RSV

5. RELA, NFKB1 và STAT3 + kích hoạt IgE-responses trong bệnh cảnh nhiễm RSV nặng

TRONG TƯƠNG LAI

• Xác định vai trò đồng nhiễm vi-rút trong bệnh cảnh nhiễm trùng hô hấp cấp

• Xác nhận lần nữa các biểu hiện gene tìm thấy • Cải thiện độ nhạy của kỹ thuật giải trình tự toàn bộ

bộ gene của RSV • Kết hợp toàn bộ 3 bộ dữ liệu: lâm sàng, đặc điểm bộ gen RSV và biểu hiện gene đáp ứng của cơ thể.

LỜI CÁM ƠN Xin gởi đến tất cả các thân nhân và bệnh nhi đã tình nguyện chấp thuận tham gia NC Bệnh viện Nhi Đồng 1: Tran Anh Tuan Nguyen Bach Hue Le Binh Bao Tinh Nguyen Thi Thanh Hai Trinh Hong Nhien Thai Quang Tung Vo Thanh Vu Le Khanh Ngo Ngoc Quang Minh Hoang thi Minh Tu Nguyen thi Hong Ngoc Nguyen Viet Truong

Bệnh viện Nhi Đồng 2: Tran thị Thu Loan Tran Quynh Huong Tran Dac Nguyen Anh Dang thị Kim Huyen Cao Ngọc Huong Tran Thu Van Vo Quoc Bao Dr Tri Tran Hong Tam Ho Lu Viet Nguyen thi Ngoc Ha Nguyen thi Thanh Nha Ho Huynh Nhu Le thi Kim Loan Huynh thi Phuong Thao Tran thi Tuyet Nhung

Giáo sư hướng dẫn Martin Hibberd Menno de Jong Rogier van Doorn Juliet Bryant Jeremy Farrar CTU, đơn vị nhập liệu và y tá của OUCRU Nhóm nghiên cứu của Viện Gen Singapore Andreas Wilm Niranjan Naragatan Swaine Chen Ling Ling

XIN CÁM ƠN QUÝ VỊ ĐÃ LẮNG NGHE