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Dec 09, 2023

비대변 샘플에서 디지털 PCR을 통한 거대세포바이러스(CMV) 검출

바이러스학 저널

바이러스학 저널 19권, 논문 번호: 183(2022) 이 기사 인용

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CMV 위장염은 동종조혈모세포이식을 받은 환자에게 흔히 발생하며, 증상은 매우 비슷하지만 전혀 다른 치료가 필요한 급성 이식편대숙주병(aGvHD)과 구별이 어렵다. CMV 위장염은 위장관에서의 국소 감염 또는 CMV의 재활성화로 인해 발생하는 반면, aGvHD는 면역 거부로 인해 발생합니다. CMV 위장염 및 aGvHD 진단의 최적 표준은 내시경 하의 위장 생검이며 이는 침습적이며 잠재적으로 심각한 부작용을 초래할 수 있습니다. 정량적 폴리머라제 연쇄 반응(qPCR)을 이용한 대변 샘플 테스트는 대안이 될 수 있지만, 보고된 연구에서는 미량 수준 측정 및 정밀도의 적용이 모두 만족스럽지 않습니다.

본 연구에서는 CMV 검출을 위한 디지털 PCR(dPCR)을 수행하기 위해 분변 상층액에서 무세포 DNA(cfDNA)를 추출하는 새로운 방법을 설계하고 성능을 분석하여 현재 방법으로 추출한 전체 DNA와 비교했습니다. .

두 가지 DNA 추출 방법을 사용하는 22쌍의 대변 샘플은 cfDNA 추출 방법이 현저히 높은 DNA 농도와 제어 유전자 사본 수를 가짐을 입증했으며, 이는 cfDNA가 CMV DNA 세그먼트 검출에 더 유익하고 유용할 수 있음을 시사합니다. CMV DNA 세그먼트를 검출하는 dPCR 접근법은 또한 우수한 선형성(R2 = 0.997)과 더 높은 민감도(50%에서 검출 한계는 3.534개 복제/μL임)를 나타냅니다. 면역 저하 환자 44명의 대변 샘플 82개를 분석한 결과, CMV 양성 비율은 28%였으며, 이는 이들 환자의 위장 증상 중 4분의 1 이상이 CMV 감염 또는 재활성화로 인해 발생할 수 있음을 나타냅니다.

종합된 결과는 대변 상청액의 cfDNA에서 dPCR에 의한 CMV 검출이 CMV 위장염을 식별하는 강력한 방법이며 임상 치료 결정에 도움이 된다는 것을 시사합니다.

위장관 증상은 allo-HSCT를 받는 환자와 같은 면역 저하 환자에서 흔하며 CMV 위장염[1] 및/또는 위장관 aGvHD[2]로 인해 발생할 가능성이 가장 높습니다. CMV 위장염 또는 위장 aGvHD 진단의 최적 표준은 위장 생검으로, 이는 침습적 절차이며 잠재적으로 위장 출혈이나 천공과 같은 심각한 부작용을 초래할 수 있습니다[3, 4]. 면역 저하 환자의 대변 샘플에서 qPCR을 통한 CMV DNA 세그먼트 검출과 같은 비침습적 방법은 위장관 생검을 대체할 수 있는 잠재적인 방법으로 간주됩니다[5]. 그러나 CMV 위장염에 대한 대변 샘플에서 CMV DNA 세그먼트 검출의 진단 능력에 대해서는 잘 알려진 합의에 도달하지 못했습니다. 여러 연구에서 CMV DNA 단편 검출을 위한 PCR 기반 대변 검사가 CMV 위장염 진단에 유용하거나[6,7,8] 적어도 이를 배제하는 데 유용하다는 것이 밝혀졌습니다[5, 9]. 다른 연구에서는 대변에서 CMV가 검출되면 CMV 장염을 예측할 수 없는 인자라고 제안했습니다[10, 11]. 참고로, DNA 추출 절차는 대변 샘플에서 CMV 검출에 중요한 영향을 미칠 수 있습니다. 첫째, 대변 검체는 DNA 추출 및 PCR 반응에 개입할 수 있는 다양한 구성 요소가 포함된 복잡한 매트릭스입니다[12]. 둘째, DNA 추출 과정에서는 제품의 주요 DNA 유형이 전체 DNA인지 cfDNA인지 판단하는데, 이는 CMV DNA 세그먼트 검출의 차이에 대해 충분히 고려되지 않았습니다.

게놈 DNA(gDNA)와는 달리 cfDNA는 혈청, 소변, 대변 상청액 등 모든 체액에 광범위하게 존재합니다. 최근 몇 년 동안 특히 비침습적 조기 암 진단 및 산전 선별검사 분야에서 cfDNA 연구에서 많은 인상적인 발전이 이루어졌습니다[13]. cfDNA의 서열분석은 폐 이식 후 감염 및/또는 거부반응을 모니터링하는 데에도 활용되었으며 임상 결과와 양호한 일관성을 보였습니다[14]. 그러나 장내 CMV 감염/재활성화 진단을 위해 대변 샘플에서 추출한 cfDNA에서 CMV DNA 세그먼트를 검출하는 방법은 현재까지 잘 연구되지 않았습니다.