מאמר מחקר

צריכת ויטמין B12 ומחלת כליות סוכרתית: מחקר חתך מבוסס NHANES עם זיהוי טרנסקריפטומי של P2RY14

6 צפיות

⸱

DOI:

10.3791/73687

⸱

21 באוקטובר 2026

 ,  ,  , 
1Department of Emergency Medicine, Zibo Central Hospital

במאמר זה

סיכום

מחקר זה בוחן את הקשר בין צריכת ויטמין B12 בתזונה לבין מחלת כליות סוכרתית באמצעות נתוני NHANES ואנליזות טרנסקריפטומיות. צריכה גבוהה יותר של ויטמין B12 הייתה קשורה לסבירות נמוכה יותר למחלת כליות סוכרתית, ו-P2RY14 זוהה כמועמד להגדרת השערות.

תקציר

מחלת כליות סוכרתית (DKD) היא סיבוך סוכרתי מרכזי, והקשר בין צריכת ויטמין B12 לבין DKD נותר לא ברור. מחקר חתך זה כלל 8,218 משתתפים מתוך סקר הבריאות והתזונה הלאומי (NHANES) לשנים 2011–2018. רגרסיה לוגיסטית רב-משתנית הראתה כי למשתתפים ברבעון העליון של צריכת ויטמין B12 היו סיכויים נמוכים יותר ל-DKD מאשר לאלו ברבעון הנמוך ביותר (יחס סיכויים (OR): 0.70; רווח ברטחון (CI) של 95%: 0.50–0.97). ניתוח restricted cubic spline הצביע על קשר לא ליניארי מובהק בין צריכת ויטמין B12 לבין DKD. ניתוח טרנסקריפטומי זיהה 493 גנים עם ביטוי Differentially Expressed (DEGs), שמתוכם 20 חפפו לגנים הקשורים לקובלמין. ביטוי של P2RY14 היה מוגבר באופן מובהק ב-DKD והראה יכולת הבחנה ראשונית ב-GSE30528, GSE30529 ו-GSE142025. ניתוחי העשרה תפקודית העלו קשרים בין P2RY14 לבין אינטראקציה של קולטן-מטריקס חוץ-תאי, היצמדות מוקדית (focal adhesion) והתפתחות הכליות. סימולציית docking מולקולרי גילתה מצב קישור פוטנציאלי בין MC-1 לבין P2RY14, עם Vina score של −6.0 kcal/mol. באופן כללי, ממצאים אלו תומכים בקשר בין צריכת ויטמין B12 לבין DKD ומזהים את P2RY14 כמועמד להעמדת היפותזות לצורך חקירה נוספת.

מבוא

סוכרת (Diabetes mellitus - DM) היא הפרעה מטבולית המאופיינת בהיפרגליקמיה כרונית, הנובעת מחסור מוחלט או יחסי בהפרשת אינסולין ו/או בפעילות האינסולין. המחלה משפיעה על כ-537 מיליון אנשים ברחבי העולם1. במהלך שלושת העשורים האחרונים, השכיחות העולמית של DM עלתה פי כמעט ארבעה, כאשר לכשני אחד מכל אחת-עשר מבוגרים מאובחנת המחלה, ומתוכם 90% סובלים מסוכרת מסוג 2 (T2DM)2. T2DM מובילה לעיתים קרובות למספר רב של סיבוכים מיקרו-וסקולריים ומקרו-וסקולריים, כולל מחלות קרדיו-וסקולריות, שבץ מוחי, נפרופתיה, נוירופתיה ורטינופתיה3. סיבוכים אלו תורמים באופן משמעותי לעלייה בשיעורי הנכות, לירידה באיכות החיים ולקיצור תוחלת החיים4,5. דאגה מיוחדת מעוררת מחלת כליות סוכרתית (DKD), סיבוך מיקרו-וסקולרי שכיח של סוכרת, המתפתח בכ-20% מהחולים עם DM6. DKD מאופיינת באלבומינוריה מתמשכת ובירידה הדרגתית בשיעור הסינון הגלומרולרי (GFR). אם לא מטופלת, DKD עלולה להוביל בסופו של דבר למחלת כליות בשלב מסוף (ESKD), שבה התפקוד הכליתי נפגע קשות, מה שמחייב דיאליזה או השתלת כליה לצורך הישרדות7,8. יתרה מכך, חולים עם DKD נמצאים בסיכון מוגבר לפתח מחלות קרדיו-וסקולריות, אפילו בשלבים מוקדמים, ותחלואה נלווית זו קשורה לסיכון מוגבר לתמותה, דבר המטיל נטל כבד על מערכות הבריאות9,10,11. לכן, חיוני לחקור ביסודיות את הגורמים התורמים להתקדמות ה-DKD. הבנה מעמיקה יותר של גורמים אלו חיונית לגיבוש אסטרטגיות טיפוליות יעילות למניעת הופעתה והתקדמותה של DKD בפרקטיקה הקלינית.

ויטמיני קבוצת B, קבוצה של ויטמינים מסיסי מים, ממלאים תפקיד מכריע במטבוליזם התאי ובהומאוסטזיס, תוך שמירה על איזון פיזיולוגי, הגנה אנטי-אוקסידנטית וסינתזה של תאי דם אדומים12. המקור העיקרי לוויטמין B הוא צריכה תזונתית. בשל טבעם המסיס במים, ויטמינים אלו קשים בדרך כלל לאחסון בגוף האדם12. עודף של ויטמין B מופרש בקלות בשתן; עם זאת, הספיגה, הניצול והמטבוליזם האישיים עשויים להשתנות באופן משמעותי13. חסר בוויטמין B עלול לפגוע באופן ניכר בתפקוד התאי ובמערכת החיסון, ולהוביל לדלקת הקשורה להיפרהומוציסטינמיה14. גורמים כגון חסר בוויטמין B עשויים לתרום להתקדמות של מחלה כרונית של הכליות (CKD) על ידי השפעה על תהליכים של דלקת ועקה חמצונית הקשורים לפגיעה בתפקוד הכליות ולפתולוגיה של רקמת הכליה15. בין ויטמיני B, ויטמין B12, הידוע גם כקוואלמין, הוא ויטמין חיוני מסיס במים הממלא תפקיד משמעותי במטבוליזם, ובמיוחד בסינתזה של DNA, מתילציה ומטבוליזם מיטוכונדריאלי15. בחולים עם CKD ומחלה של הכליות בשלב סופי, שינויים מטבוליים שונים – כולל אצידוזיס, דלקת סיסטמית וחוסר איזון הורמונלי – יחד עם תחלואה נלווית וריבוי תרופות, עלולים להוביל לתת-תזונה, אשר תביא בהמשך לחסר בוויטמין B1216. מחקרים רבים ביססו קשר בין ריכוזים נמוכים של ויטמין B12 בסרום לבין מצבים כגון מדד מסת גוף (BMI) גבוה, התנגדות לאינסולין, T2DM, דיסליפידמיה ומחלות קרדיווסקולריות17. לעומת זאת, רעילות פוטנציאלית הקשורה לעודף של ויטמין B12 עלולה להחמיר מצבים בחולי CKD18. יתרה מכך, מחקר שנערך לאחרונה הצביע על כך שריכוזים גבוהים יותר של ויטמין B12 קשורים לעלייה בתמותה מכל סיבה בקרב חולים העוברים המודיאליזה19. עם זאת, הקשר בין צריכת ויטמין B12 לבין הופעת DKD לא נחקר באופן מקיף. בנוסף, המאפיינים המולקולריים שעשויים לקשר תהליכים ביולוגיים הקשורים לוויטמין B12 ל-DKD נותרו ללא אפיון מספיק. לכן, שילוב של ראיות אפידמיולוגיות מבוססות אוכלוסייה עם נתונים טרנסקריפטומיים עשוי לספק אסטרטגיה משלימה לזיהוי מאפיינים מולקולריים מועמדים הרלוונטיים לקשר שנצפה, ולתיעדוף יעדים לבדיקה ניסיונית בהמשך.

נוכח המחסור הנוכחי בהבנה, ערכנו מחקר חתך באמצעות נתונים ממאגר ה-NHANES כדי לבחון את הקשר בין צריכת ויטמין B12 לבין DKD, תוך בקרה על מגוון רחב של משתנים מתערבים פוטנציאליים. במקביל, נותחו מערכי נתונים טרנסקריפטומיים של DKD כדי לזהות גנים בעלי ביטוי שונה, אשר לאחר מכן הושוו לגנים הקשורים לוויטמין B12 כדי לסנן מולקולות מועמדות שעשויות להיות רלוונטיות ל-DKD. גישה משולבת זו עשויה לספק תובנות נוספות לגבי הקשר בין ויטמין B12 ל-DKD.

פרוטוקול

המחקר הנוכחי היה ניתוח משני של נתוני NHANES הזמינים לציבור ואשר עברו הסרת זיהוי, ולא כלל גיוס משתתפים חדשים, התערבות או איסוף של מידע המזהה באופן אישי. לפיכך, לא נדרשה הסכמה מדעת נוספת עבור הניתוח הנוכחי.

אוכלוסיית המחקר ובחירת המשתתפים

סקר הבריאות והתזונה הלאומי (NHANES) משתמש במערך דגימה הסתברותי רב-שלבי ומורכב כדי לאסוף נתונים תזונתיים ובריאותיים המייצגים את אוכלוסיית ארצות הברית.

בשלב ראשוני נבחנו נתונים מ-39,156 משתתפים מארבעה מחזורי NHANES (2011–2012, 2013–2014, 2015–2016 ו-2017–2018). משתתפים הוצאו מהמחקר אם עמדו באחד מהקריטריונים הבאים: (1) גיל < 18 שנים; (2) נתונים חסרים לגבי צריכה תזונתית של ויטמין B12; (3) מידע חסר הנדרש להערכת סוכרת, כולל היסטוריה של סוכרת בדיווח עצמי, המוגלובין גליקOZיל (HbA1c), או גלוקוז בפלזמה בצום (FPG); או (4) מידע חסר הנדרש להערכת מחלות כליה, כולל יחס אלבומין לקריאטינין בשתן (ACR) או קצב סינון גלומרולרי מוערך (eGFR) (איור 1). לאחר החרגות אלו, נכללו 8,218 משתתפים עם נתונים מלאים הנדרשים לאניליזה הנוכחית.

הגדרה של DM, CKD ו-DKD

בהתאם לקריטריונים שנקבעו על ידי איגוד הסוכרת האמריקאי ומחקרים קודמים, אבחנה של DM התבססה על המדדים הבאים: (1) אבחנה רפואית קודמת, (2) רמות FPG של ≥ 7.0 mmol/L, (3) רמות HbA1c של ≥ 6.5%, או (4) דיווח עצמי על שימוש באינסולין או בתרופות אנטי-דיאבטיות. CKD זוהה20,21 במשתתפים עם ACR ≥ 30 mg/g או eGFR (eGFR = 175 × (serum creatinine in mg/dL)-1.154 × (age in years)-0.203 x (0.742 if female) x (1.21 if black)) < 60 mL/min/1.73 m2. DKD הוגדרה כנוכחות של DM ו-CKD גם יחד20. משתתפים שעמדו הן בקריטריונים של DM והן בקריטריונים של CKD סווגו לקבוצת ה-DKD, בעוד שמי שלא עמדו בשני הקריטריונים בו-זמנית סווגו לקבוצת ה-Non-DKD. קבוצת ה-Non-DKD כללה, לפיכך, משתתפים עם DM אך ללא CKD, משתתפים עם CKD אך ללא DM, ומשתתפים ללא DM וללא CKD.

משתנים נלווים

במחקר זה נבחנו משתנים משותפים (covariates) שעלולים להשפיע על הקשר בין ויטמין B12 לבין DKD. המשתנים הדמוגרפיים כללו גיל, מין, גזע/מוצא אתני, השכלה, יחס עוני להכנסה (PIR), מצב משפחתי, צריכת אלכוהול, הרגלי עישון, BMI, פעילות גופנית (PA), ונוכחות של יתר לחץ דם והיפרליפידמיה. בני משתתפים בני 18 ומעלה נכללו בניתוח זה וחולקו לשתי קבוצות גיל: מבוגרים צעירים עד גיל העמידה (18 עד < 60 שנים) ומבוגרים (≥ 60 שנים). המין סווג כזכר או נקבה. הסיווגים האתניים כללו מקסיקנים-אמריקאים, היספנים אחרים, לבנים שאינם היספנים, שחורים שאינם היספנים, ואחרים/רב-גזעיים. רמת ההשכלה חולקה לשלוש רמות: פחות מתיכון, בוגרי תיכון, ומכללה או גבוה יותר. ה-PIR סווג לשלוש קטגוריות: < 1.5, 1.5–3.49, ו-≥ 3.521. המצב המשפחתי סומן כנשוי/חי עם בן/בת זוג, מעולם לא היה נשוי, או אלמן/גרוש. מצב העישון סווג לשלוש קבוצות: מעשנים כיום (מעשנים יומיים ומעשנים לסירוגין), מעשנים לשעבר (אלו שעשנו > 100 סיגריות בחייהם אך אינם מעשנים יותר), ושאינם מעשנים מעולם (אלו שעשנו < 100 סיגריות במהלך חייהם). מצב השתייה סווג לשלוש קטגוריות: שתייה כבדה (נשים: > 3 משקאות ליום; גברים: > 4 משקאות ליום), שתייה מתונה (נשים: 2 משקאות ליום; גברים: 3 משקאות ליום), ושתייה קלה (נשים: < 2 משקאות ליום; גברים: < 3 משקאות ליום)22. ה-BMI הוקצה כ: < 25 kg/m2, 25–29.9 kg/m2, ו-≥ 30 kg/m2. רמות ה-PA סווגו כנמוכות (< 600 MET-min/week), בינוניות (600 עד < 3000 MET-min/week), וגבוהות (≥ 3000 MET-min/week). היפרליפידמיה אוששה על פי הקריטריונים הבאים (עמידה באחד מהבאים): (1) רמות כולסטרול כולל (TC) ≥ 200 mg/dL; (2) רמות טריגליצרידים כוללים (TG) ≥ 150 mg/dL; (3) גברים: רמות ליפופרוטאין בצפיפות גבוהה (HDL) < 40 mg/dL; נשים: רמות HDL < 50 mg/dL; (4) רמות ליפופרוטאין בצפיפות נמוכה (LDL) ≥ 130 mg/dL; או (5) שימוש בתרופות להורדת שומנים בדם.

בנוסף, נלקחו בחשבון מדדים ביוכימיים וצריכות תזונתיות, כולל יחס אלבומין-קריאטינין בשתן (ACR), חומצה יוריקית בסרום (μmol/L), eGFR (mL/min/1.73m2), קריאטינין בסרום (Scr), חנקן שתן בדם (BUN), TC בסרום, TG, אלנין אמינוטרנספראז בסרום (ALT), אספרטט אמינוטרנספראז בסרום (AST), וצריכות תזונתיות כגון צריכת אנרגיה (kcal), חלבון (g), פחמימות (g), שומן כללי (g), נתרן (mg), אשלגן (mg) וכו'.

משתנה בלתי תלוי

צריכת ויטמין B12 תזונתית שימשה כמשתנה החשיפה העיקרי. נתוני צריכת רכיבי תזונה התקבלו מקבצי ה-NHANES Total Nutrient Intake, המסכמים את הצריכה היומית של רכיבי תזונה ממזונות ומשקאות. צריכת ויטמין B12 מתוספי תזונה לא נכללה. רק משתתפים עם נתוני דיווח תזונתי תקפים לשני הימים נכללו, והממוצע של צריכת ויטמין B12 לאורך שני ימי הדיווח חושב והובע ב-μg/day. צריכת ויטמין B12 התזונתית שהתקבלה חולקה לקוורטילים (Q1–Q4) עבור הניתוחים הרב-משתניים העיקריים.

מקורות נתונים ואיסוף קבוצת גנים

מאגרי הנתונים של ביטוי גנים ב-DKD, המסומנים כ-GSE30528 ו-GSE30529, הופקו ממאגר הנתונים Gene Expression Omnibus (GEO). שני מאגרי הנתונים הופקו באמצעות הפלטפורמה GPL571. מאגר GSE30528 כלל 9 דגימות גלומרולריות של DKD ו-13 דגימות גלומרולריות של ביקורת נורמלית, בעוד שמאגר GSE30529 כלל 10 דגימות טובולריות של DKD ו-12 דגימות טובולריות של ביקורת נורמלית. עבור שני מאגרי המיקרו-מערכים, נתוני ביטוי שעברו נורמליזציה בשיטת RMA והמרה ל-log2 הופקו ישירות מ-GEO. מזהי גששים (Probes) מופו לסמלי גנים על פי קובץ האנוטציה של פלטפורמת GPL571. כאשר מספר גששים מופו לאותו גן, נעשה שימוש בממוצע ערכי הביטוי שלהם כדי לייצג את רמת הביטוי ברמת הגן.

בנוסף, נכלל GSE142025, סט נתונים של RNA-seq, לצורך תיקוף של גנים מועמדים. נתוני ביטוי TPM הופקו מ-GEO ועברו טרנספורמציית log2 לפני הניתוח הבא. אנוטציית הגנים בוצעה באמצעות אנוטציית הגנום הייחוס hg19. מכיוון שכל סט נתונים נותח באופן עצמאי ומטריצות ביטוי מסטים שונים לא שולבו באופן ישיר, לא הוחל תיקון לאפקט אצווה (batch-effect correction) בין סטי הנתונים.

סך כולל של 716 גנים הקשורים לקובלאמין (ויטמין B12) נשלפו ממאגר הנתונים GeneCards ב-13 במרץ 2026, באמצעות מילת המפתח "COBALAMIN". לא הוחל סף של ציון רלוונטיות או קריטריון סינון נוסף, וכל 716 הגנים שנשלפו נשמרו כמערך הגנים הקשורה לוויטמין B12.

ניתוח ביטוי דיפרנציאלי והעשרה פונקציונלית

ניתוח ביטוי דיפרנציאלי בין דגימות DKD לדגימות נורמליות בוצע באמצעות חבילת ה-R 'limma' (גרסה 3.56.2)23, כאשר גנים בעלי ביטוי דיפרנציאלי (DEGs) זוהו על בסיס |log2FC| > 1 ושיעור גילוי שגוי (FDR) < 0.05. כדי לזהות גנים מועמדים הקשורים למטבוליזם של ויטמין B12, נעשה שימוש בחבילת ה-R ggvenn (גרסה 0.1.19) לביצוע ניתוח חיתוך בין ה-DEGs שזוהו לבין סט הגנים הקשורים לוויטמין B12 שהתקבל ממאגר הנתונים GeneCards. הגנים החופפים הוצגו באמצעות דיאגרמת ונ ונשמרו כגנים מועמדים לניתוחים המשכיים. לאחר מכן בוצע ניתוח העשרה תפקודי של ה-DEGs באמצעות חבילת ה-R 'clusterProfiler' (גרסה 4.8.3)24, שכלל מונחי Gene Ontology (GO) (תהליך ביולוגי, תפקוד מולקולרי ומרכיב תאי) ומסלולי Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes (KEGG). מונחי העשרה עם p-value מתוקנן < 0.05 נחשבו למשמעותיים סטטיסטית.

ניתוח העשרה של קבוצות גנים (GSEA)

בסט הנתונים GSE30528, חולקו הדגימות לקבוצות בעלות ביטוי גבוה של P2RY14 וביטוי נמוך של P2RY14, בהתאם לרמת הביטוי החציונית של P2RY14. לאחר מכן בוצע ניתוח ביטוי דיפרנציאלי בין שתי הקבוצות, וכל הגנים דורגו בסדר יורד על פי ערכי ה-logFC שהתקבלו. בהמשך בוצע GSEA באמצעות חבילת ה-R בשם clusterProfiler (גרסה 4.8.3)24. קבוצות גנים של GO ו-KEGG התקבלו באמצעות חבילת msigdbr מתוך מאגר הנתונים MSigDB (גרסה v2025.1.Hs). קבוצות גנים מועשרות עם ערך p מתוקנן (adjusted p-value) < 0.05 נחשבו למשמעותיות סטטיסטית.

רשתות אינטראקציה בין חלבונים (PPI)

קשרי תפקוד של חלבונים ורשתות PPI נותחו באמצעות מאגר הנתונים STRING (גרסה 11.0) (https://string-db.org/)25, כאשר נבחר Homo sapiens כאורגניזם ונקבע ציון סף לביטחון באינטראקציה של 0.4. רשת ה-PPI שהתקבלה הוצגה באופן ויזואלי באמצעות Cytoscape26. בנוסף, אותם 20 גנים מועמדים חופפים הוגשו לפלטפורמה המקוונת GeneMANIA כדי לאפיין טוב יותר את הקשרים התפקודיים שלהם. GeneMANIA שילבה סוגים מרובים של ראיות, כולל ביטוי גנים משותף (co-expression), אינטראקציות פיזיות, אינטראקציות גנטיות, דומיינים חלבוניים משותפים ומידע על מסלולים, כאשר נבחר Homo sapiens כאורגניזם ושאר הפרמטרים הוגדרו כברירת מחדל.

סריקת תרופה-מטרה

כדי לזהות תרכובות פוטנציאליות הקשורות ל-P2RY14, נאסף מידע על תרופות ומטרות ממאגר הנתונים GeneCards, אשר הניב חמישה תרכובות מועמדות. מועמדות אלו הועברו לאחר מכן להצלבה עם מאגר הנתונים DGIdb. התרכובת MC-1 (מספר זיהוי DrugBank: DB05315; מספר זיהוי PubChem: 1051) זוהתה בשני מאגרי הנתונים, ולכן נבחרה לניתוח עגינה מולקולרית (molecular docking) גששיוני בהמשך.

ניתוח עגינה מולקולרית (Molecular docking)

כדי לבחון את מצב הקישור הפוטנציאלי בין MC-1 לבין P2RY14, בוצע docking מולקולרי באמצעות הפלטפורמה המקוונת CB-Dock2, המשלבת זיהוי חללים עם מנוע ה-docking של AutoDock Vina. המבנה התלת-ממדי של MC-1 (PubChem CID: 1051) הושג מ-PubChem, והמודל התלת-ממדי החזוי של P2RY14 הושג ממאגר מבני החלבונים AlphaFold (AF-Q15391-F1-model_v4). ציון ה-pLDDT הממוצע של מודל P2RY14 היה 87.12, בעוד שציון ה-pLDDT המקומי של אזור כיס הקישור החזוי היה > 90, מה שמעיד על רמת ביטחון גבוהה במבנה המקומי החזוי. נעשה שימוש באסטרטגיית blind docking מונחית-חללים. חללי קישור מועמדים נסרקו לאורך כל מבנה ה-P2RY14, וחמשת החללים בעלי הנפחים החזויים הגדולים ביותר הוערכו. אטומי מימן נוספו במהלך הכנת הרצפטור والليגנד כדי להעריך את מצבי הפרוטונציה בתנאים פיזיולוגיים (בקירוב pH 7.4). הרצפטור הוגדר כקשיח, בעוד שהליגנד הוגדר כגמיש עם אפשרות לקשרים מסובבים. בוצעו שמונה הרצות docking עצמאיות. הפוזה בעלת ציון ה-Vina הנמוך ביותר נבחרה כמצב הקישור החזוי המייצג. קומפלקס הרצפטור-ליגנד שהתקבל הוצג ונחקר באמצעות Discovery Studio (גרסה 4.5).

ניתוח סטטיסטי

בהינתן תכנון דגימת ההסתברות המורכב, הרב-שלבי והמרובד של NHANES, כל הניתוחים המבוססים על NHANES שילבו משקולות סקר, רבדים ויחידות דגימה ראשוניות (PSUs) מתאימים. מכיוון שויטמין B12 הצריכה חושבה על בסיס שני ימי דיווח תזונתי (dietary recall), כאשר נעשה שימוש במשקל מדגם התזונה לשני ימים (WTDR2D). עבור ארבעת מחזורי NHANES המשולבים (2011–2018), חושב משקל מדגם התזונה ל-8 שנים כ-WTDR2D/4, תוך שילוב של SDMVSTRA ו-SDMVPSU כדי לתקן עבור רבדיות (stratification) וקיבוץ (clustering). משתנים רציפים בוטאו כממוצע ± סטיית תקן (SD), ומשתנים קטגוריאליים כספירות ואחוזים. הבדלים בין קבוצות הוערכו באמצעות מבחני t משוקללים ומבחני חי-ריבוע משוקללים. רגרסיה לוגיסטית רב-משתנית שימשה להערכת הקשר בין ויטמין B12 צריכה ו-DKD. מודל 1 לא היה מתוקנן; מודל 2 תוקנן לגיל, מין, גזע/אתניות, מצב משפחתי והשכלה; ומודל 3 תוקנן לכל המשתנים המסבבים, כולל צריכה קלורית כוללת ומשתנים תזונתיים נוספים. כל ניתוחי הרגרסיה שילבו את WTDR2D/4, SDMVSTRA ו-SDMVPSU. ויטמין B12 השתמשו ברבעוני צריכה (Q1–Q4) כבחשיפה העיקרית, עם ויטמין B רציף12 הצריכה נותחה בנוסף כחשיפה משלימה. ניתוחי תתי-קבוצות בוצעו בהתאם לגיל, מין, BMI, eGFR, ACR, יתר לחץ דם והיפרליפידמיה. ניתוח ספליין קובי מוגבל (RCS) בוצע באמצעות מודל 3 המותאם באופן מלא כדי להעריך אי-לינאריות פוטנציאלית. ארבע נקודות קשר (knots) הונחו באחוזונים ה-5, 35, 65 ו-95 של ויטמין B12 צריכה, עם 3.24 μg/day שימש כערך הייחוס להצגה גרפית. ערך ייחוס זה נגזר מניתוח נקודות שבירה (breakpoint analysis) גשש שהוצג בהמשך, ולא פורש כרמה מומלצת של צריכה קלינית. ניתוחי RCS שילבו גם את WTDR2D/4, SDMVSTRA ו-SDMVPSU, ואי-ליניאריות נבחנה באמצעות מבחן וולד (Wald test). כאשר זוהתה אי-ליניאריות מובהקת, נקודות שבירה פוטנציאליות זוהו באמצעות הליך חיפוש רקורסי בשילוב עם הקריטריון המינימלי של אינפורמציית אקאיקה (AIC), ולאחריו ניתוח רגרסיה מקטעי שלושה-חלקים. ניתוחי רגישות בוצעו באמצעות הגדרות RCS חלופיות עם שלושה וחמישה קשרים (knots).27בוצע ניתוח עקומות ROC כדי להעריך באופן ראשוני את יכולת ההבחנה של P2RY14, עם רווחי ברחשה של 95% עבור ה-AUCs. A ערך p < ערך של 0.05 נחשב למשמעותי סטטיסטית. כל הניתוחים הסטטיסטיים בוצעו באמצעות תוכנת R (גרסה 4.4.1).

תוצאות

מאפייני בסיס

בסך הכל נכללו 8,218 משתתפים מ-NHANES 2011–2018, מתוכם 623 סווגו כסובלים מ-DKD ו-7,595 כ-Non-DKD. הבדלים מובהקים בין קבוצות ה-DKD וה-Non-DKD נצפו בגיל, מין, גזע/אתניות, מצב משפחתי, השכלה, PIR, BMI, לחץ דם, יתר לחץ דם, צריכת אלכוהול, סטטוס עישון, צריכת ויטמין B12 ותזונה (כולם p < 0.05). הבדלים מובהקים נצפו גם ב-ACR, eGFR, Scr, BUN, TC ו-TG (Table 1).

הבדלים משמעותיים בין ויטמיני B12 נצפו רבעונים של צריכה בהישגים לימודיים, יתר לחץ דם, סטטוס של DKD וצריכה קלורית. לעומת זאת, לא נצפו הבדלים מובהקים בין הרבעונים בגיל, מצב משפחתי, BMI, לחץ דם, צריכת אלכוהול, eGFR, ACR, חומצה שריטית בנסיוב, Scr או TG (טבלה 2).

הקשר בין ויטמין B12 ל-DKD

צריכת ויטמין B12 סווגה לרבעונים (Q1–Q4), ותוצאות ניתוחי הרגרסיה הלוגיסטית הרב-משתנית מוצגות בטבלה 3. במודל 3 המתוקנן באופן מלא, למשתתפים ברבעון הגבוה ביותר של צריכת ויטמין B12 (Q4) היו סיכויים נמוכים משמעותית ל-DKD מאשר לאלו שברבעון הנמוך ביותר (Q1) (OR = 0.70, 95% CI: 0.50–0.97, p = 0.034), בעוד שלא נצפו קשרים משמעותיים עבור Q2 (OR = 1.14, 95% CI: 0.85–1.53, p = 0.386) או Q3 (OR = 0.94, 95% CI: 0.69–1.28, p = 0.684). יתרה מכך, המגמה הליניארית במודל המתוקנן באופן מלא לא הגיעה למובהקות סטטיסטית (p for trend = 0.086), למרות שהכיוון הכללי של הקשר היה הפוך. ממצאים אלו מצביעים על כך שצריכה גבוהה יותר של ויטמין B12, ובמיוחד ברבעון הגבוה ביותר, הייתה קשורה לסיכויים נמוכים יותר ל-DKD, אך התוצאות אינן תומכות ביחסת מנה-תגובה ליניארית יציבה בין צריכת ויטמין B12 ל-DKD.

ניתוחי תתי-קבוצות של הקשר בין ויטמין B12 ל-DKD

בוצעו ניתוחי תת-קבוצות כדי לבחון האם הקשר בין צריכת ויטמין B12 לבין DKD היה עקבי במאפייני משתתפים שונים. במודל 1, למשתתפים ברבעון הגבוה ביותר של צריכת ויטמין B12 (Q4) היו סיכויים נמוכים באופן מובהק ל-DKD בהשוואה לאלו ב-Q1, הן בתת-הקבוצה של הגברים והן בתת-הקבוצה של הנשים (p < 0.05; טבלה 4). הקשרים בין תת-קבוצות ה-ACR היו הטרוגניים יותר. בקרב משתתפים עם ACR < 30 mg/g, נצפו קשרים מובהקים עבור חלק מרבעוני צריכת ויטמין B12 הבינוניים, בעוד שהדפוס נחלש לאחר שחולקו לפי רמות ACR גבוהות יותר. לא נצפו קשרים מובהקים בין תת-קבוצות ה-eGFR.

קשר לא ליניארי בין ויטמין B12 לבין DKD

ניתוח ה-RCS המתוקנן במלואו הראה קשר לא-ליניארי מובהק בין צריכת ויטמין B12 לבין DKD (איור 2, p לא-ליניאריות = 0.037). מודל ה-RCS השתמש בארבעה קשרים (knots) הממוקמים באחוזונים ה-5, 35, 65 ו-95 של התפלגות צריכת ויטמין B12, כאשר 3.24 μg/day שימש כערך הייחוס. ניתוח נקודות שבירה (breakpoint analysis) עוקב זיהה שתי נקודות שבירה המבוססות על הנתונים ב-3.24 μg/day (95% CI: 2.86–3.62) וב-8.36 μg/day (95% CI: 7.52–9.20), המחלקות את צריכת ויטמין B12 לשלושה טווחים. עבור צריכת ויטמין B12 < 3.24 μg/day, לא נצפה קשר מובהק עם DKD (OR = 1.07, p = 0.575). בטווח שבין 3.24–8.36 μg/day, צריכת ויטמין B12 הייתה קשורה באופן הפוך ל-DKD (OR = 0.87, p = 0.025). עבור צריכה > 8.36 μg/day, לא נצפה קשר מובהק (OR = 1.00, p = 0.995) (טבלה 5). ממצאים אלו היו עקביים עם דפוס לא-ליניארי, כאשר קשר הפוך מובהק נצפה רק בטווח הצריכה הבינוני. כדי להעריך את חוסנו של הממצא, בוצעו ניתוחי רגישות באמצעות הגדרות RCS חלופיות עם שלושה וחמישה קשרים. נצפו דפוסי קשר כלליים דומים, עם קשרים כלליים מובהקים סטטיסטית במודלים 1–3 תחת שתי הגדרות הקשרים, בעוד שמודלים עם חמישה קשרים תמכו עוד יותר בקשר לא-ליניארי (איור משלים 1).

זיהוי גנים מועמדים הקשורים לוויטמין B12 ב-DKD

בסט הנתונים GSE30528, זיהינו 493 DEGs בין דגימות DKD לדגימות נורמליות, הכוללים 126 גנים עם ביטוי מוגבר (upregulated) ו-367 גנים עם ביטוי מופחת (downregulated) (|log₂FC| > 1, FDR < 0.05; איור 3A,B, טבלה נלווית 1). ניתוח נתיבי KEGG העלה העשרה משמעותית של DEGs אלו באינטראקציית מטריקס חוץ-תאי (ECM)-רספטור, היצמדות מוקדית (focal adhesion), סיגנלינג של אינטגרין וויסות של נתיבי שלד התא מאקטין (איור 3C, טבלה נלווית 2). ניתוח העשרה של GO הצביע עוד על כך שה-DEGs קשורים בעיקר ל-ECM המכיל קולגן, התפתחות הגלומרולוס, היצמדות מוקדית והתפתחות הנפרון (איור 3D, טבלה נלווית 2).

ניתוח החיתוך של הגנים המבטאים באופן דיפרנציאלי (DEGs) ומערכת הגנים הקשורה לוויטמין B12 זיהה 20 גנים מועמדים חופפים (איור 3E). גנים אלו שימשו לאחר מכן לבניית רשת PPI באמצעות מאגר STRING, כאשר האינטראקציות סוננו לציון ביטחון מינימלי של 0.4. הרשת שהתקבלה כללה 11 צמתים ו-20 קשתים, המייצגים חלבונים והאינטראקציות ביניהם, בהתאמה (איור 3F). הקשרים בין 20 הגנים המועמדים הוצגו ויזואלית באופן נוסף באמצעות GeneMANIA (איור 3G).

אפיון ראשוני של P2RY14 כגן מועמד הקשור לוויטמין B12 ב-DKD

בהתבסס על הקשר שנצפה בין צריכת ויטמין B12 לבין מצב של DKD, ביקשנו בשלב הבא לזהות גנים מרכזיים הקשורים לוויטמין B12 המעורבים בפתוגנזה של DKD באמצעות אנליזה טרנסקריפטומית. מבין 20 הגנים המועמדים החופפים, השווינו בהמשך את דפוסי הביטוי שלהם במאגרי נתונים שונים של DKD. במאגרי הנתונים GSE30528 ו-GSE30529, ביטויו של P2RY14 היה מוגבר באופן מובהק בדגימות של DKD בהשוואה לבקרות נורמליות (איור 4A,B). P2RY14 מקודד לקולטן המצומד לחלבון G ודווח כמעורב בכימותקסיס של תאי חיסון, ארגון מחדש של השלד התאי, תגובות דלקתיות ועקה חמצונית28,29. עם זאת, תפקידו ב-DKD טרם נחקר באופן ישיר. בהתחשב בביטויו המוגבר העקבי במאגרי נתונים בלתי תלויים של DKD ובחשיבות הביולוגית הפוטנציאלית שלו, P2RY14 תועדף לצורך תיקוף ואנליזות פונקציונליות בהמשך. לאחר מכן בוצעה אנליזת עקומת ROC כדי להעריך באופן ראשוני את יכולת ההבחנה של P2RY14. במאגר נתוני הגילוי GSE30528, ה-AUC היה 0.923 (95% CI: 0.807–1.000), בעוד שבמאגר נתוני התיקוף החיצוני הראשוני GSE30529, ה-AUC היה 0.883 (95% CI: 0.744–1.000). במאגר נתוני התיקוף הנוסף GSE142025, ה-AUC היה 0.663 (95% CI: 0.478–0.847), מה שמעיד על יכולת הבחנה מוגבלת (איור 4C–E). יחד, ממצאים אלה מספקים ראיות ראשוניות לערך ההבחנתי הפוטנציאלי של P2RY14, אם כי ביצועיו האבחנתיים דורשים תיקוף נוסף בקוהורטות בלתי תלויות וגדולות יותר.

לבחינת תפקודים ביולוגיים ומסלולים הקשורים ל- P2RY14 ביטוי ב-DKD, דגימות GSE30528 חולקו ל- P2RY14גבוה ו- P2RY14-קבוצות נמוכות בהתאם לרמת הביטוי החציונית של P2RY14בוצע ניתוח ביטוי דיפרנציאלי בין שתי הקבוצות. לאחר מכן נערכו ניתוחי העשרה של GO ו-KEGG כדי לאפיין את התפקודים הביולוגיים והמסלולים הקשורים לביטוי של P2RY14. ניתוח העשרה של GO גילה כי P2RY14 היה קשור למטריצה חוץ-תאית (ECM) המכילה קולגן, להתפתחות הגלומרולוס, לרכיב מבני של ה-ECM ולהתפתחות הכליות (איור 4F, טבלה משלימה 3). ניתוח KEGG הצביע עוד על מעורבות של P2RY14 באינטראקציית ECM–receptor, היצמדות מוקדית (focal adhesion), ובמסלולי המשלים וקרישת הדם (איור 4G, טבלה משלימה 3).

בנוסף, GSEA הראה כי נתיב השליח NF-κB ונתיב השליח TNF היו מועשרים באופן מובהק בקבוצת ה-P2RY14-high , מה שמרמז כי ביטוי גבוה של P2RY14 עשוי להיות קשור לאיתות דלקתי ב-DKD (איור 4H, טבלה נספחת 3).

סימולציית עגינה מולקולרית (molecular docking) גששית של MC-1 עם P2RY14

חמישה תרכובות מועמדות הקשורות ל-P2RY14 זוהו באמצעות סריקה של GeneCards ו-DGIdb, ומתוכן נבחרה MC-1 לניתוח עיגון מולקולרי (molecular docking) גשש (איור 5A). כאשר MC-1 שימשה כליגנד ו-P2RY14 כקולטן, ניתוח העיגון חזה תנוחת קישור פוטנציאלית של MC-1 בתוך כיס מועמד של P2RY14, עם ציון Vina של −6.0 kcal/mol. התנוחה החזויה כללה אינטראקציות עם שארישי Tyr, Lys, Asn, Asp ו-Glu ויצירה של שבעה קשרי מימן (איור 5B–D).

הצהרה על זמינות נתונים

הנתונים ששימשו במחקר זה זמינים לציבור. נתוני NHANES ממחזורי הסקרים של השנים 2011–2018 זמינים מהמרכז הלאומי לסטטיסטיקה של בריאות (National Center for Health Statistics). מאגרי נתוני התעתוק GSE30528, GSE142025 ו-GSE30529 זמינים לציבור במאגר הנתונים Gene Expression Omnibus (GEO). תוצאות הביטוי הדיפרנציאלי המעובדות, העשרה פונקציונלית ותוצאות GSEA שהופקו במחקר זה מסופקות בקבצים המשלימים.

figure-results-1
איור 1: תרשים זרימה של בחירת המשתתפים לניתוח ה-NHANES. התרשים מציג את קריטריוני ההדרה הרצפיים שיושמו על משתתפים ממחזורי NHANES לשנים 2011–2018 ואת אוכלוסיית המחקר הסופית שנכללה בניתוח. אנא לחצו כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של איור זה.

figure-results-2
איור 2: קשר לא ליניארי בין צריכת ויטמין B12 לבין DKD באמצעות מודל cubic spline מוגבל. הקו הרצוף מייצג את יחס הסיכויים (odds ratio) המוערך ל-DKD לאורך רמות צריכה תזונתית של ויטמין B12, והאזור המוצל מייצג את רווח הסמיכות של 95%. המודל הותאם באמצעות המשתנים המלווים שנכללו במודל 3. אנא לחצו כאן כדי לצפות בגרסה מוגדלת של איור זה.

figure-results-3
איור 3: זיהוי גנים מועמדים הקשורים לוויטמין B12 ב-DKD. (A,B) תרשים Volcano ומפת חום (heatmap) המראים את פרופילי הביטוי של DEGs בין דגימות של מחלת כליות סוכרתית (DKD) לדגימות נורמליות במערך הנתונים GSE30528. (C,D) 15 מסלולי ה-KEGG ומונחי ה-GO המועשרים ביותר של ה-DEGs. (E) ניתוח הצלבה בין DEGs לבין גנים הקשורים לוויטמין B12. (F) רשת אינטראקציה בין חלבונים (PPI). (G) רשת GeneMANIA של 20 הגנים הקשורים לוויטמין B12. אנא לחצו כאן כדי לצפות בגרסה מורחבת של איור זה.

figure-results-4
איור 4: אפיון ראשוני של P2RY14 כגן מועמד הקשור לוויטמין B12 ב-DKD. (A,B) תרשימי קופסה המראים את רמות הביטוי של הגנים המועמדים החופפים בדגימות DKD ובביקורות נורמליות במאגרי הנתונים GSE30528 ו-GSE30529, בהתאמה. (C–E) ניתוחי עקומת מאפייני תפעול מקבל (ROC) של P2RY14 במאגרי הנתונים GSE30528, GSE30529 ו-GSE142025, בהתאמה. (F) ניתוח העשרה של Gene Ontology (GO). (G) ניתוח העשרת מסלולים של Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes (KEGG). (H) GSEA של קבוצות P2RY14-high ו-P2RY14-low המראה העשרה של מסלולי האותות NF-κB ו-TNF ב-GSE30528. אנא לחצו כאן כדי לצפות בגרסה מורחבת של איור זה.

figure-results-5
איור 5: סריקת תרופה–מטרה ואנליזת דוקינג מולקולרית גישנית של P2RY14. (A) רשת אינטראקציות תרופה-מטרה של תרופות הקשורות ל-P2RY14. (B–D) דוקינג מולקולרי של MC-1 עם חלבון P2RY14. אנא לחצו כאן כדי לצפות בגרסה מורחבת של איור זה.

טבלה 1: מאפיינים בסיסיים של אוכלוסיית המחקר. מוצגים מאפיינים דמוגרפיים, קליניים, ביוכימיים ותזונתיים של המשתתפים בהתאם למצב ה-DKD. משתנים רציפים וקטגוריאליים מסוכמים באמצעות ניתוח משוקלל לסקר. אנא לחצו כאן להורדת טבלה זו.

טבלה 2: מאפיינים בסיסיים של המשתתפים לפי רבעוני צריכה של ויטמין B12. מאפיינים דמוגרפיים, קליניים, ביוכימיים ותזונתיים של אוכלוסיית המחקר מוצגים לפי רבעוני צריכה תזונתית של ויטמין B12. אנא לחצו כאן להורדת טבלה זו.

טבלה 3: קשר בין ויטמין B12 צריכה ומצב DKD בקרב מבוגרים בארה"ב. יחסי סיכוי (ORs) ומרווחי ברחשה של 95% (CIs) לקשר בין ויטמין B תזונתי12 צריכה ומצב DKD מוצגים במודלים של רגרסיה לוגיסטית עם התאמות הדרגתיות, כאשר רמת הוויטמין B הנמוכה ביותר12 רבעון הצריכה הראשון (Q1) כקבוצת הייחוס. אנא לחצו כאן להורדת טבלה זו.

טבלה 4: הקשר בין צריכת ויטמין B12 לבין מצב DKD בניתוחי תתי-קבוצות. יחסי סיכויים (ORs) ומרווחי ברבטחון של 95% (CIs) עבור DKD מוצגים על פני רבעוני צריכת ויטמין B12, בחלוקה לתתי-קבוצות לפי גיל, מין, BMI, eGFR, ACR, יתר לחץ דם והיפרליפידמיה, ומותאמים לדגמים המצוינים. אנא לחצו כאן להורדת טבלה זו.

טבלה 5: ניתוח רגרסיה מקטעת בעלת שלושה מקטעים של הקשר בין צריכת ויטמין B12 לבין DKD. קשרים בין ויטמין B תזונתי12 הצריכה ו-DKD מוצגים עבור שלושת טווחי הצריכה שהוגדרו על ידי שתי נקודות השבירה המבוססות על הנתונים ב-3.24 ו- 8.36 μg/day. אנא לחצו כאן להורדת טבלה זו.

איור משלים 1: ניתוחי רגישות של הקשר בין צריכה תזונתית של ויטמין B12 לבין DKD באמצעות מודלים של ספליין קובי מוגבל (restricted cubic spline). (A–C) מודלים עם שלושה קשרים (knots). (D–F) מודלים עם חמישה קשרים. הקו הרצוף מייצג את ה-OR המוערך, השטח המוצל מייצג את רווח הסמך (CI) של 95%, והקו המקווקו מציין OR = 1. ערכי p עבור הקשר הכולל והאי-לינאריות מוצגים בכל פאנל.אנא לחצו כאן להורדת הקובץ.

טבלה משלימה 1: גנים בעלי ביטוי שונה בין דגימות של מחלת כליות סוכרתית (DKD) לדגימות נורמליות במערך הנתונים GSE30528. תוצאות הביטוי השונה עבור גנים שזוהו עם |log₂FC| > 1 ו-FDR < 0.05 מוצגות לצד קבוצת הגנים הקשורה לקובלמין ששימשה לסריקת גנים מועמדים.אנא לחצו כאן להורדת הקובץ.

טבלה משלימה 2: אנליזת העשרה פונקציונלית של גנים בעלי ביטוי Differentially Expressed ב-DKD. מוצגים תוצאות העשרה של Gene Ontology (GO) ו-Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes (KEGG) עבור הגנים בעלי הביטוי השונה שזוהו במערך הנתונים GSE30528.אנא לחצו כאן להורדת קובץ זה.

טבלה משלימה 3: תוצאות העשراء תפקודי (functional enrichment) וניתוח העשراء קבוצות גנים (GSEA) הקשורים ל-P2RY14 במערך הנתונים GSE30528. מוצגות תוצאות GO, KEGG ו-GSEA המשמשות לאפיון תפקודי ומסלולים ביולוגיים הקשורים ל-P2RY14.אנא לחצו כאן להורדת הקובץ.

דיון

בניתוח חתך זה, המייצג את האוכלוסייה הלאומית וכולל 8,218 מבוגרים מארה"ב, נמצא כי צריכה גבוהה יותר של ויטמין B12 הייתה קשורה לסיכויים נמוכים יותר ל-DKD, אם כי הקשר לא הראה דפוס ליניארי פשוט של תגובה למינון. משתתפים עם צריכה גבוהה יותר של ויטמין B12 נטו גם להשכלה גבוהה יותר, שכיחות נמוכה יותר של יתר לחץ דם ו-DKD, וצריכה קלורית גבוהה יותר. הבדלים אלו מרמזים כי צריכת ויטמין B12 עשויה להיות מלווה במאפיינים דמוגרפיים, בריאותיים ותזונתיים רחבים יותר, אשר יש לקחתם בחשבון בעת פרשנות הקשר שנצפה. באופן כללי, ממצאינו תומכים בקשר בין צריכת ויטמין B12 לבין מצב ה-DKD.

ניתוח מבוסס רבעונים הראה כי למשתתפים ברבעון Q4 היו סיכויים נמוכים משמעותית ל-DKD מאשר לאלו ב-Q1, בעוד שלא נצפו קשרים משמעותיים עבור Q2 או Q3. המגמה הליניארית בין הרבעונים גם היא לא הייתה מובהקת סטטיסטית (p for trend = 0.086), מה שמרמז כי הקשר עשוי שלא לעקוב אחר דפוס תגובה-מינון ליניארי פשוט. בהתאמה לממצא זה, ניתוח RCS הדגים קשר לא ליניארי מובהק (p for nonlinearity = 0.037). ניתוח נקודות שבירה (breakpoint analysis) עוקב זיהה שתי נקודות שבירה המבוססות על הנתונים ב-3.24 ו-8.36 μg/day. קשר הפוך מובהק נצפה רק בטווח הביניים של 3.24–8.36 μg/day, בעוד שלא נצפו קשרים מובהקים מתחת או מעל טווח זה. חשוב לציין כי נקודות שבירה אלו נגזרות ממאגר הנתונים הנוכחי ויש להתייחס אליהן כערכים סטטיסטיים גששים ולא כספיים קליניים מבוססים. בהתאם לכך, אין לפרש את המרווח של 3.24–8.36 μg/day כטווח צריכה אופטימלי או מומלץ ללא תיקוף חיצוני. באופן כללי, ממצאים אלו תומכים בקשר פוטנציאלי לא ליניארי בין צריכת ויטמין B12 לבין DKD, בניגוד לקשר ליניארי יציב של תגובה-מינון.

ויטמינים הם מיקרו-נוטריינטים חיוניים המעורבים בתהליכים מטבוליים מרובים וקשורים לבריאות קרדיו-מטבולית30,31. מחקרים קודמים הצביעו גם על כך שויטמינים מספר עשויים להיות רלוונטיים לסוכרת ולסיבוכיה. לדוגמה, רמות ויטמין B6 נמצאו כבעלות קשר הפוך לסוכרת ולסיבוכי סוכרת31, בעוד שדווח על רמות משתנות של ויטמין D ב-DKD ובנפרופתיה סוכרתית32,33. ממצאים אלו מדגישים את החשיבות הפוטנציאלית של מצב המיקרו-נוטריינטים בהפרעות מטבוליות וכליתיות הקשורות לסוכרת, ומספקים רציונל לבחינה נוספת של הקשר בין צריכת ויטמין B12 לבין DKD.

מחקרים אפידמיולוגיים דיווחו על ממצאים שאינם עקביים בנוגע לקשר שבין מצב הוויטמין B12 או צריכתו לבין תוצאים הקשורים לסוכרת. ניתוח עדכני של נתוני NHANES דיווח על קשר חיובי בין משך מחלת הסוכרת לרמות ויטמין B12 בסרום34. לעומת זאת, מחקר שנערך באוגנדה מצא כי התקדמות מחלת הכליות בחולים עם T2DM לוותה בצריכה נמוכה יותר של ויטמין B12 ובריכוזים גבוהים יותר של הומוציסטאין35. Wu et al. דיווחו עוד כי תוספת משולבת של חומצה פולית וויטמין B12 בחולים עם סוכרת ונפרופתיה סוכרתית הפחיתה את רמות ההומוציסטאין והמאלונדיאלדהיד בסרום, הגבירה את פעילות תחמוצת החנקן (nitric oxide) והסופראוקסיד דיסמוטאז (superoxide dismutase), והפחיתה את הפרשת המיקרואלבומין בשתן36. מחקרים אחרים דיווחו גם הם על שכיחות גבוהה יחסית של חסר בוויטמין B12 בקרב חולים עם T2DM37,38,39,40,41. בהלימה עם האפשרות שמצב הוויטמין B12 עשוי להיות רלוונטי לסיבוכים סוכרתיים, המחקר שלנו מצא כי צריכה תזונתית גבוהה יותר של ויטמין B12 הייתה קשורה לסיכויים נמוכים יותר ל-DKD.

הקשר ההפוך שנצפה בין צריכת ויטמין B12 לבין DKD עשוי להיות סביר מבחינה ביולוגית, בהתחשב בתפקידיו של ויטמין B12 בחילוף חומרים של הומוציסטאין, בבקרה על עקה חמצונית, בתגובות דלקתיות ובמטבוליזם של אנרגיה תאית42,43. חסר בוויטמין B12 נקשר גם להפרעות מטבוליות, וחוסר איזון המאופיין בצריכת חומצה פולית מרובה בשילוב עם חסר בוויטמין B12 עשוי לתרום לפגימה במטבוליזם של גלוקוז ול-T2DM44,45. תצפיות אלו מדגישות את החשיבות של שמירה על צריכה נאותה ומאוזנת של מיקרו-נוטריאנטים לבריאות המטבולית. במישור זה, מחקרנו מצא כי צריכה תזונתית גבוהה יותר של ויטמין B12 הייתה קשורה לסיכויים נמוכים יותר ל-DKD. נדרשים מחקרים נוספים כדי להבהיר את קשר מינון-תגובה בין צריכת ויטמין B12 לבריאות הכליות באנשים עם סוכרת, לתקף את טווחי הצריכה שנצפו במחקר הנוכחי באוכלוסיות בלתי תלויות, ולקבוע האם תוסף ויטמין B12 הוא רלוונטי מבחינה קלינית באוכלוסייה זו.

ניתוח טרנסקריפטומי זיהה בנוסף את P2RY14 כגן מועמד הקשור ל-DKD. P2RY14 הראה ערכי AUC גבוהים יחסית ב-GSE30528 וב-GSE30529, בעוד שיכולת ההבחנה שלו הייתה צנועה יותר ב-GSE142025. בהינתן גודל המדגמים המוגבל, יש לראות בממצאים אלה כמקדמיים והם דורשים תיקוף בקוהורטות עצמאיות גדולות יותר. בנוסף, ניתוחי העשרה תפקודית הצביעו על כך ש-P2RY14 עשוי להיות קשור לארגון ה-ECM, להיצמדות מוקדית (focal adhesion) ולהתפתחות הכליות, מה שתומך בבדיקה נוספת של תפקידו הפוטנציאלי ב-DKD.

במובן רחב יותר, השילוב של אפידמיולוגיה תזונתית מבוססת אוכלוסייה עם ניתוח טרנסקריפטומי מספק מסגרת משלימה לקישור חשיפות תזונתיות למאפיינים מולקולריים הקשורים למחלה. גישה זו עשויה להקל על יצירת היפותזות באפידמיולוגיה תזונתית ובמחקר על DKD, ולסייע בתיעדוף מטרות מולקולריות פוטנציאליות לאימות ניסויי בהמשך. עם זאת, ממצאים אלו נותרים גששים (exploratory) ואינם מבססים תועלת קלינית, אבחנתית או טיפולית.

מגבלה מרכזית של המחקר הנוכחי היא ההרכב ההטרוגני של קבוצת ה-Non-DKD, שכללה משתתפים עם מצבי DM ו-CKD שונים, במקום להיות מוגבלת לאנשים עם DM ללא CKD. לכן, ייתכן שהבדלים שיוריים במצב הסוכרת, בתפקוד הכליות ובבריאות הכללית השפיעו על הקשרים שנצפו. בנוסף, העיצוב של מחקר חתך מונע הסקת מסקנות לגבי קשרים זמניים או סיבתיים. בהתאם לכך, יש לפרש את הממצאים האפידמיולוגיים כקשרים ברמת האוכלוסייה למצב DKD, ומחקרים פרוספקטיביים עתידיים המתמקדים באנשים עם סוכרת הם מוצדקים. יתר על כן, צריכת ויטמין B12 בתזונה נאמדה משני דיווחי תזונה של 24 שעות, שעלולים להיות מושפעים משונות תזונתית יומית ומשגיאות זיכרון, ולכן עשויים שלא לשקף באופן מלא את צריכת ויטמין B12 ארוכת הטווח המקובלת. הדבר עשוי היה להחדיר מידה מסוימת של שגיאה במדידת החשיפה. יש להכיר גם במספר מגבלות של ניתוחי הטרנסקריפטומיקה וה-molecular docking. נתוני NHANES ו-GEO נגזרו מאוכלוסיות בלתי תלויות, ובקרה ישירה של P2RY14 על ידי ויטמין B12 לא הוערכה ניסויית. החפיפה בין DEGs הקשורים ל-DKD לבין גנים הקשורים לקובלמין שימשה לסריקת מועמדים גישושית, והעשירה שלה מעבר לציפייה אקראית לא נבדקה באופן פורמלי. לפיכך, יש לראות ב-P2RY14 מועמד למחקר המגדיר היפותזה, שהרלוונטיות הביולוגית שלו דורשת תיקוף נוסף. בנוסף, האינטראקציה החזויה בין MC-1 לבין P2RY14 התבססה על molecular docking בלבד ויש לראותה כגישושית. מחקרים עתידיים שישלבו התערבות של ויטמין B12, ניתוחים פונקציונליים של P2RY14, ובדיקות קישור ישיר או בדיקות תפקוד של קולטן, כגון surface plasmon resonance או microscale thermophoresis, נחוצים כדי להעריך באופן נוסף קשרים חזויים אלו.

סיכום

לסיכום, מחקרנו תומך בקשר בין צריכת ויטמין B12 לבין מצב DKD, כאשר צריכה גבוהה יותר של ויטמין B12 קשורה לסבירות נמוכה יותר ל-DKD ולקשר פוטנציאלי לא-ליניארי. ניתוח טרנסקריפטומי זיהה בנוסף את P2RY14 כמועמד להגדרת היפותזה הקשור ל-DKD, בעוד שסימולציית עגינה מולקולרית (molecular docking) חקרנית חזתה מצב קישור פוטנציאלי בין P2RY14 ל-MC-1. ממצאים אלו מספקים בסיס לחקירה נוספת של הקשר בין צריכת ויטמין B12 לבין DKD, וכן לרלוונטיות הביולוגית הפוטנציאלית של P2RY14.

גילויים

למחברים אין ניגודי עניינים להצהיר עליהם.

תרומות מחברים:
A.Z. כתב את טקסט כתב היד העיקרי. G.Z. ו-J.D. הכינו את האיורים והטבלאות. J.L. סקר ו ערך את כתב היד. כל המחברים סקרו את כתב היד.

חומרים

רשימת החומרים שנעשה בהם שימוש במאמר זה
שםחברהמספר קטלוגהערות
מערך Affymetrix Human Genome U133A 2.0Affymetrix; מאונדקס ב-NCBI GEO<קישור ל-"https://www.ncbi.nlm.nih.gov/geo/query/acc.cgi?acc=GPL571">https://www.ncbi.nlm.nih.gov/geo/query/acc.cgi?acc=GPL571GPL571 (HG-U133A_2)
AlphaFoldGoogle DeepMind / EMBL-EBIhttps://alphafold.ebi.ac.uk//
AutoDockמעבדת אולסון, מכון סקריפס למחקר (The Scripps Research Institute)https://autodock.scripps.edu/גרסה 4.2.6 (AutoDock 4.2.6)
ויסות עצמיחבילת Rגרסה 0.3.3 (autoReg)
CB-dock2/http://183.56.231.194:8001/cb-dock2/index.phpCB-dock2
clusterProfilerBioconductor; Yu et al.גרסה 4.8.3 (PMID: 22455463)
Cytoscapeקונסורציום Cytoscapehttps://cytoscape.org/גרסה 3.7.2 (PMID: 14597658)
DGldb/https://dgib.org/DGldb
GeneMANIAצוות GeneMANIAhttp://genemania.org/GeneMANIA
מאגר ביטויי הגנים (Gene Expression Omnibus - GEO)המרכז הלאומי למידע בביוטכנולוגיה (NCBI), הספרייה הלאומית לרפואה של ארה"בhttps://www.ncbi.nlm.nih.gov/geo/GEO
GSE30528NCBI GEO<קישור ל-"https://www.ncbi.nlm.nih.gov/geo/query/acc.cgi?acc=GSE30528">https://www.ncbi.nlm.nih.gov/geo/query/acc.cgi?acc=GSE30528סדרת GEO ציבורית (GSE30528; BioProject PRJNA154757)
GSE30529NCBI GEO<קישור ל-"https://www.ncbi.nlm.nih.gov/geo/query/acc.cgi?acc=GSE30529">https://www.ncbi.nlm.nih.gov/geo/query/acc.cgi?acc=GSE30529סדרת GEO ציבורית (GSE30529)
GeneCards – מאגר הגנים האנושימכון ויצמן למדע / LifeMap Scienceshttps://www.genecards.org/GeneCards
GSEA / MSigDB/https://www.gsea-msigdb.org/gsea/index.jspv2025.1.Hs (GSEA / MSigDB)
אונטולוגיית גנים (GO)קונסורציום האונטולוגיה של הגנים (Gene Ontology Consortium)https://geneontology.org/המשך
אנציקלופדיית הגנים והגנומים של קיוטו (KEGG)Kanehisa Laboratorieshttps://www.kegg.jp/KEGG
limmaBioconductor; ‏Ritchie et al.גרסה 3.56.2 (PMID: 25605792)
סקר הבריאות והתזונה הלאומי (NHANES)המרכז הלאומי לסטטיסטיקה של הבריאות (NCHS), המרכזים לבקרת ומניעת מחלות (CDC)<קישור ל-"http://www.cdc.gov/nchs/nhanes/index.htm">http://www.cdc.gov/nchs/nhanes/index.htm2011–2018 (ארבעה מחזורים 2011–2012; 2013–2014; 2015–2016; 2017–2018)
nhanesAחבילת Rגרסה 1.0 (nhanesA)
pROCחבילת Rגרסה 1.18.5 (pROC)
PubChemNCBI, הספרייה הלאומית לרפואה של ארצות הבריתhttps://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/PubChem
ערך ממוצע ריבועי (RMS)חבילת Rגרסה 8.1-0 (rms)
תוכנת RR Foundation for Statistical Computinghttps://www.r-project.org/גרסה 4.4.1
מגומנטחבילת Rגרסה 2.1-4 (מגומנטת)
אנא ספק את הטקסט באנגלית שברצונך לתרגם.קונסורציום STRINGhttps://string-db.org/גרסה 11.0 (PMID: 30476243)
סקרחבילת Rגרסה 4.4-8 (survey; svydesign(); svyglm())
טבלה 1חבילת Rtableone; svyCreateTableOne()

מקורות

  1. Forst T, et al. New strategies to improve clinical outcomes for diabetic kidney disease. BMC Med. 2022;20(1):337.
  2. Zheng Y, Ley SH, Hu FB. Global aetiology and epidemiology of type 2 diabetes mellitus and its complications. Nat Rev Endocrinol. 2018;14(2):88-98.
  3. Zhang Y, Sun X, Icli B, Feinberg MW. Emerging Roles for MicroRNAs in Diabetic Microvascular Disease: Novel Targets for Therapy. Endocr Rev. 2017;38(2):145-68.
  4. Lyssenko V, Vaag A. Genetics of diabetes-associated microvascular complications. Diabetologia. 2023;66(9):1601-13.
  5. Valencia WM, Florez H. How to prevent the microvascular complications of type 2 diabetes beyond glucose control. BMJ. 2017;356:i6505.
  6. Hung PH, Hsu YC, Chen TH, Lin CL. Recent Advances in Diabetic Kidney Diseases: From Kidney Injury to Kidney Fibrosis. Int J Mol Sci. 2021;22(21).
  7. McGrath K, Edi R. Diabetic Kidney Disease: Diagnosis, Treatment, and Prevention. Am Fam Physician. 2019;99(12):751-9.
  8. Lin YC, Chang YH, Yang SY, Wu KD, Chu TS. Update of pathophysiology and management of diabetic kidney disease. J Formos Med Assoc. 2018;117(8):662-75.
  9. Sabanayagam C, et al. Association of Diabetic Retinopathy and Diabetic Kidney Disease With All-Cause and Cardiovascular Mortality in a Multiethnic Asian Population. JAMA Netw Open. 2019;2(3):e191540.
  10. Saran R, et al. US Renal Data System 2018 Annual Data Report: Epidemiology of Kidney Disease in the United States. Am J Kidney Dis. 2019;73(3 Suppl 1):A7-A8.
  11. Miller RG, et al. Contemporary Estimate of Total Mortality and Cardiovascular Disease Risk in Young Adults With Type 1 Diabetes: The Pittsburgh Epidemiology of Diabetes Complications Study. Diabetes Care. 2016;39(12):2296-303.
  12. Lyon P, Strippoli V, Fang B, Cimmino L. B Vitamins and One-Carbon Metabolism: Implications in Human Health and Disease. Nutrients. 2020;12(9).
  13. Chazot C, Steiber AL, Kopple JD. Chapter 26 - Vitamin metabolism and requirements in chronic kidney disease and kidney failure. In: Kopple JD, Massry SG, Kalantar-Zadeh K, Fouque D, editors. Nutritional Management of Renal Disease (Fourth Edition): Academic Press; 2022. p. 413-65.
  14. Shakoor H, et al. Be well: A potential role for vitamin B in COVID-19. Maturitas. 2021;144:108-11.
  15. Green R, et al. Vitamin B(12) deficiency. Nat Rev Dis Primers. 2017;3:17040.
  16. Capelli I, et al. Folic Acid and Vitamin B12 Administration in CKD, Why Not Nutrients. 2019;11(2).
  17. Bamonti-Catena F, et al. Folate measurements in patients on regular hemodialysis treatment. Am J Kidney Dis. 1999;33(3):492-7.
  18. Andres E, Serraj K, Zhu J, Vermorken AJ. The pathophysiology of elevated vitamin B12 in clinical practice. QJM. 2013;106(6):505-15.
  19. Soohoo M, et al. Association of serum vitamin B12 and folate with mortality in incident hemodialysis patients. Nephrol Dial Transplant. 2017;32(6):1024-32.
  20. Zhang H, Liu N, Dang H. Association of the Controlling Nutritional Status (CONUT) score with all-cause and cause-specific mortality in patients with diabetic kidney disease: evidence from the NHANES 2009-2018. BMJ Open. 2024;14(4):e079992.
  21. Rahman HH, Niemann D, Munson-McGee SH. Association of albumin to creatinine ratio with urinary arsenic and metal exposure: evidence from NHANES 2015-2016. Int Urol Nephrol. 2022;54(6):1343-53.
  22. Phillips JA. Dietary Guidelines for Americans, 2020-2025. Workplace Health Saf. 2021;69(8):395.
  23. Ritchie ME, et al. limma powers differential expression analyses for RNA-sequencing and microarray studies. Nucleic Acids Res. 2015;43(7):e47.
  24. Yu G, Wang LG, Han Y, He QY. clusterProfiler: an R package for comparing biological themes among gene clusters. Omics : a journal of integrative biology. 2012;16(5):284-7.
  25. Szklarczyk D, et al. STRING v11: protein-protein association networks with increased coverage, supporting functional discovery in genome-wide experimental datasets. Nucleic Acids Res. 2019;47(D1):D607-D13.
  26. Shannon P, et al. Cytoscape: a software environment for integrated models of biomolecular interaction networks. Genome research. 2003;13(11):2498-504.
  27. Zhao L, et al. Non-linear association between composite dietary antioxidant index and depression. Front Public Health. 2022;10:988727.
  28. da Silva Ebone R, Doleski PH, Jantsch MH, da Silveira RP, Leal DBR. P2Y14 receptor activation and neutrophil signaling: linking inflammation to systemic pathophysiology. Purinergic Signal. 2026;22(1):5.
  29. Lazarowski ER, Harden TK. UDP-Sugars as Extracellular Signaling Molecules: Cellular and Physiologic Consequences of P2Y14 Receptor Activation. Mol Pharmacol. 2015;88(1):151-60.
  30. Survase S, Bajaj I, Singhal R. Biotechnological Production of Vitamins. Food Technology and Biotechnology. 2006;44.
  31. Mascolo E, Verni F. Vitamin B6 and Diabetes: Relationship and Molecular Mechanisms. Int J Mol Sci. 2020;21(10).
  32. Delrue C, Speeckaert R, Delanghe JR, Speeckaert MM. The Role of Vitamin D in Diabetic Nephropathy: A Translational Approach. Int J Mol Sci. 2022;23(2).
  33. Wang H, et al. In vitro and in vivo inhibition of mTOR by 1,25-dihydroxyvitamin D(3) to improve early diabetic nephropathy via the DDIT4/TSC2/mTOR pathway. Endocrine. 2016;54(2):348-59.
  34. Raizada N, Jyotsna VP, Sreenivas V, Tandon N. Serum Vitamin B12 Levels in Type 2 Diabetes Patients on Metformin Compared to those Never on Metformin: A Cross-sectional Study. Indian J Endocrinol Metab. 2017;21(3):424-8.
  35. Kibirige D, Mwebaze R. Vitamin B12 deficiency among patients with diabetes mellitus: is routine screening and supplementation justified J Diabetes Metab Disord. 2013;12(1):17.
  36. Wu HHL, Wang AY. Vitamin B12 and chronic kidney disease. Vitam Horm. 2022;119:325-53.
  37. Kumthekar AA, Gidwani HV, Kumthekar AB. Metformin associated B12 deficiency. J Assoc Physicians India. 2012;60:58-60.
  38. Nervo M, et al. Vitamin B12 in metformin-treated diabetic patients: a cross-sectional study in Brazil. Rev Assoc Med Bras (1992). 2011;57(1):46-9.
  39. Bell DS. Metformin-induced vitamin B12 deficiency presenting as a peripheral neuropathy. South Med J. 2010;103(3):265-7.
  40. Pflipsen MC, et al. The prevalence of vitamin B(12) deficiency in patients with type 2 diabetes: a cross-sectional study. J Am Board Fam Med. 2009;22(5):528-34.
  41. Liu KW, Dai LK, Jean W. Metformin-related vitamin B12 deficiency. Age Ageing. 2006;35(2):200-1.
  42. Halczuk K, Kazmierczak-Baranska J, Karwowski BT, Karmanska A, Cieslak M. Vitamin B12-Multifaceted In Vivo Functions and In Vitro Applications. Nutrients. 2023;15(12).
  43. Mohan A, Kumar R, Kumar V, Yadav M. Homocysteine, Vitamin B12 and Folate Level: Possible Risk Factors in the Progression of Chronic Heart and Kidney Disorders. Curr Cardiol Rev. 2023;19(4):e090223213539.
  44. Krishnaveni GV, Veena SR, Karat SC, Yajnik CS, Fall CH. Association between maternal folate concentrations during pregnancy and insulin resistance in Indian children. Diabetologia. 2014;57(1):110-21.
  45. Yajnik CS, et al. Vitamin B12 and folate concentrations during pregnancy and insulin resistance in the offspring: the Pune Maternal Nutrition Study. Diabetologia. 2008;51(1):29-38.

הדפסות חוזרות והרשאות

גלה מאמרים נוספים

מחקר NHANESאנליזה טרנסקריפטומיתביטוי P2RY14גנים בעלי ביטוי שונהרגרסיה לוגיסטיתאינטראקציה עם המטריצה החוץ-תאיתהדבקה מוקדיתעגינה מולקולרית
צרו קשר
המליצו לספרייה

פרטיות

תנאי שימוש

מדיניות

זכויות יוצרים © 2026 MyJoVE Corporation. כל הזכויות שמורות.