Mối tương quan giữa thành phần tinh thể và thành phần nguyên tố của sỏi tiết niệu với lịch sử nhiễm trùng do vi khuẩn: Nghiên cứu bằng TXRF, XRPD và PCR-DGGE

European Biophysics Journal - Tập 48 - Trang 111-118 - 2018
Michał Arabski1, Ilona Stabrawa2,3, Aldona Kubala-Kukuś2,3, Katarzyna Gałczyńska1, Dariusz Banaś2,3, Łukasz Piskorz4, Ewa Forma5, Magdalena Bryś5, Waldemar Różański6, Marek Lipiński6
1Department of Biochemistry and Genetics, Institute of Biology, Jan Kochanowski University, Kielce, Poland
2Institute of Physics, Jan Kochanowski University, Kielce, Poland
3Holycross Cancer Center, Kielce, Poland
4St. John’s God Hospital, Łódź, Poland
5Department of Cytobiochemistry, Faculty of Biology and Environmental Protection, University of Lodz, Łódź, Poland
62nd Department of Urology, Medical University of Lodz, Łódź, Poland

Tóm tắt

Mục tiêu của nghiên cứu này là phân tích mối tương quan giữa các nhiễm trùng do vi khuẩn trong quá khứ và loại cũng như thành phần hóa học của sỏi tiết niệu ở bệnh nhân người. Vi khuẩn đã được công nhận là có sự đóng góp vào sự hình thành sỏi tiết niệu; tuy nhiên, vai trò của các tác nhân gây bệnh đường tiểu trong sự phát triển của các loại sỏi cụ thể chưa được nghiên cứu một cách rộng rãi. Việc phát hiện nhiễm trùng vi khuẩn trong quá khứ (mười một loài vi khuẩn khác nhau) trong sỏi tiết niệu từ 83 bệnh nhân đã được thực hiện ở cấp độ DNA bằng phương pháp phản ứng chuỗi polymerase (PCR) và điện di gel gradient biến tính (DGGE) và được tương quan với thành phần hóa học của sỏi tiết niệu được đo bằng kỹ thuật nhiễu xạ tia X bột (XPRD) và thành phần nguyên tố của chúng bằng phương pháp phát xạ tia X phản xạ toàn phần (TXRF). Trong nghiên cứu này, hai kịch bản hình thành sỏi tiết niệu do Proteus sp. hoặc Escherichia coli đều được trình bày. Kịch bản đầu tiên liên quan đến Proteus spp. chiếm ưu thế trong 84% sỏi nhiễm trùng tiết niệu và có sự tương quan mạnh mẽ với struvite và calcium phosphate, trong đó cũng phát hiện strontium, phosphorus, potassium, nickel và zinc. Sự hình thành các loại sỏi này có mối tương quan gần gũi với hoạt động urease. Kịch bản thứ hai cho khoáng hóa sỏi tiết niệu liên quan đến E. coli được xác định trong các viên sỏi weddellite, trong đó phát hiện sắt trong ma trận. Kết luận, các mối tương quan thống kê giữa nhiễm trùng vi khuẩn và thành phần tinh thể cũng như nguyên tố cho thấy trong các nhiễm trùng hỗn hợp do vi khuẩn, một kịch bản chiếm ưu thế và loại trừ kịch bản còn lại.

Từ khóa

#sỏi tiết niệu #nhiễm trùng vi khuẩn #thành phần hóa học #PCR #DGGE #TXRF #XRPD

Tài liệu tham khảo

Akkoyun S, Kuloglu F, Tokuc B (2008) Etiologic agents and risk factors in nosocomial urinary tract infections. Mikrobiyol Bul 42:245–254 Asplin JR, Parks JH, Nakagawa Y, Coe FL (2002) Reduced crystallization inhibition by urine from women with nephrolithiasis. Kidney Int 61:1821–1829. https://doi.org/10.1046/j.1523-1755.2002.00307.x Barr-Beare E, Saxena V, Hilt EE et al (2015) The interaction between enterobacteriaceae and calcium oxalate deposits. PLoS One 10:1–17. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0139575 Belas R, Manos J, Suvanasuthi R (2004) Proteus mirabilis ZapA metalloprotease degrades a broad spectrum of substrates, including antimicrobial peptides. Infect Immun 72:5159–5167. https://doi.org/10.1128/IAI.72.9.5159 Burall LS, Harro JM, Li X et al (2004) Proteus mirabilis genes that contribute to pathogenesis of urinary tract infection: identification of 25 signature-tagged mutants attenuated at least 100-fold. Infect Immun 72:2922–2938. https://doi.org/10.1128/IAI.72.5.2922-2938.2004 Chenoweth CE, Saint S (2016) Urinary tract infections. Infect Dis Clin N Am 30:869–885. https://doi.org/10.1016/j.idc.2016.07.007 Davies CE, Hill KE, Wilson MJ, Stephens P, Hill CM, Harding KG, Thomas DW (2004) Use of 16S ribosomal DNA PCR and denaturing gradient gel electrophoresis for analysis of the microfloras of healing and nonhealing chronic venous leg ulcers. J Clin Microbiol 42:3549–3557. https://doi.org/10.1128/JCM.42.8.3549-3557.2004 Desai M, Sun Y, Buchholz N et al (2017) Treatment selection for urolithiasis: percutaneous nephrolithotomy, ureteroscopy, shock wave lithotripsy, and active monitoring. World J Urol 35:1395–1399. https://doi.org/10.1007/s00345-017-2030-8 Johansen BTE, Cek M, Naber KG et al (2006) Hospital acquired urinary tract infections in urology departments: pathogens, susceptibility and use of antibiotics. Data from the PEP and PEAP-studies. Int Antimicrob Agents 28:91–107. https://doi.org/10.1016/j.ijantimicag.2006.05.005 Klis R, Korczak-Kozakiewicz E, Denys A et al (2009) relationship between urinary tract infection and self-retaining Double-J catheter colonization. J Endourol 23:1015–1019. https://doi.org/10.1089/end.2008.0518 Kubala-Kukuś A, Arabski M, Stabrawa I et al (2017) Application of TXRF and XRPD techniques for analysis of elemental and chemical composition of human kidney stones. X-Ray Spectrom 46:412–420. https://doi.org/10.1002/xrs.2778 Lee I-K, Liu J-W (2006) Clinical characteristics and risk factors for mortality in Morganella morganii bacteremia. J Microbiol Immunol Infect 39:328–334 Mobley HLT, Island MD (1995) Molecular biology of microbial ureases. Microbiol Rev 59:451–480 Nseyo U, Santiago-Lastra Y (2017) Long-term complications of the neurogenic bladder. Urol Clin North Am 44:355–366. https://doi.org/10.1016/j.ucl.2017.04.003 O’Hara CM, Brenner FW, Miller JM (2000) Classification, identification, and clinical significance of Proteus, Providencia, and Morganella. Clin Microbiol Rev 13:534–546 Piljić D, Ahmetagić S, Piljić D et al (2009) Etiological factors of community acquired urinary tract infections in hospitalized patients. Med Arh 63:128–132 Ramchandani M, Manges AR, Debroy C et al (2017) Possible animal origin of human-associated, multidrug-resistant, uropathogenic Escherichia coli. Clin Infect Dis 40:251–257. https://doi.org/10.1086/426819 Rodman J (1999) Struvite stones. Nephron 81:50–59 Ronald A (2003) The etiology of urinary tract infection: traditional and emerging pathogens. Dis Mon 49:71–82. https://doi.org/10.1016/S0011-5029(03)90001-0 Sabri M, Houle S, Dozois CM (2009) Roles of the extraintestinal pathogenic Escherichia coli ZnuACB and ZupT zinc transporters during urinary tract infection. Infect Immun 77:1155–1164. https://doi.org/10.1128/IAI.01082-08 Schaffer JN, Melanie MP (2015) Proteus mirabilis and urinary tract infections. Microbiol Spectr 3:1–66. https://doi.org/10.1128/microbiolspec.UTI-0017-2013.Proteus Swidsinski A, Ludwig W, Pahlig H, Priem F (1995) Molecular genetic evidence of bacterial colonization of cholesterol gallstones. Gastroenterology 108:860–864. https://doi.org/10.1016/0016-5085(95)90461-1 Tabit FT (2016) Advantages and limitations of potential methods for the analysis of bacteria in milk: a review. J Food Sci Technol 53:42–49. https://doi.org/10.1007/s13197-015-1993-y Torzewska A, Rozalski A (2014) Inhibition of crystallization caused by Proteus mirabilis during the development of infectious urolithiasis by various phenolic substances. substances. Microbiol Res 169:579–584. https://doi.org/10.1016/j.micres.2013.09.020 Vezzoli G, Baragetti I, Zerbi S et al (1998) Strontium absorption and excretion in subjects: relation to calcium metabolism. Clin Chem 44:586–590