Epstein-Barr-Virus und Multiple Sklerose: zur Rolle von Immunglobulin-G-Antikörpern gegen Epstein-Barr Nuclear Antigen-1 und anderen EBV-spezifischen Laborparametern als diagnostische, prognostische und krankheitsaktivitätsbezogene Biomarker bei Patienten mit klinisch isoliertem Syndrom und früher Multipler Sklerose

Abstract

Es besteht eine starke Assoziation einer Epstein-Barr-Virus (EBV)-Infektion mit der Multiplen Sklerose (MS), einer chronisch-entzündlichen Erkrankung des zentralen Nervensystems, jedoch sind die dieser Assoziation zugrundeliegenden Mechanismen weitgehend unverstanden. Die Prävalenz und die Konzentration von Antikörpern gegen EBV im Serum ist bei MS-Patienten im Vergleich zu Gesunden erhöht. Wir untersuchten Parameter einer EBV Infektion bei Patienten mit klinisch isoliertem Syndrom (CIS) und früher MS und analysierten deren Wertigkeit als diagnostische und prognostische Biomarker in einer prospektiven Kohortenstudie. Wir bestimmten einerseits die Serumkonzentrationen von Immunglobulin (Ig)G gegen die EBV-Antigene EBNA1 und VCA bei 100 Patienten mit CIS und früher MS und 60 gesunden Kontrollen und andererseits die EBV-Viruslast im Speichel bei 48 Patienten mit CIS/MS und 50 gesunden Kontrollen. Diese Laborparameter wurden mit EDSS- Werten und mit Anzahl und der MRT-Läsionslast sowie mit der Konversion von CIS in eine klinisch gesicherte MS korreliert. In einer weiteren Arbeit untersuchten wir die Assoziation von im Liquor gebildetem Gesamt-IgG mit IgG-Serumantikörpern gegen EBV, Varizella-Zoster-Virus und Rötelnvirus. Schließlich evaluierten wir Unterschiede in der Reaktivität von Serum-IgG gegen EBV bei Patienten und gesunden Kontrollen mit Hilfe eines Microarrays mit 1486 EBV-Peptiden. IgG-Titer gegen EBV waren im Serum von Patienten signifikant höher als bei Gesunden, jedoch zeigte sich kein Gruppenunterschied in der EBV-DNA- Konzentration im Speichel. Serum-IgG-Titer oder EBV-DNA im Speichel waren nicht mit EDSS-Werten oder mit der MRT-Läsionslast bei Baseline- bzw. Follow-up- Untersuchungen oder mit Konversionsrisiko von CIS zu klinisch gesicherter MS korreliert. Die Serumkonzentrationen von Anti-EBNA1-IgG, nicht aber von Anti- Varizella-Zoster-Virus- und Anti-Rötelnvirus-IgG, korrelierten mit der Konzentration von intrathekal gebildetem Gesamt-IgG. Schließlich zeigte sich bei Patienten mit MS eine erhöhte Reaktivität von Antikörpern gegen die Glycin-Alanin-Repeatsequenz von EBNA1 und in geringerem Ausmaß gegen EBV-Proteine des EBNA-Core-Komplexes sowie gegen die EBV-Proteine Vp26 und LMP1. 5Die Ergebnisse bestätigen die Assoziation von EBV mit MS und zeigen, dass erhöhte Antikörper gegen EBV bereits in frühen Stadien der Erkrankung vorliegen. Antikörper gegen EBNA1 sind bei Patienten mit MS hauptsächlich, aber nicht ausschließlich gegen die Glycin-Alanin-Repeatsequenz von EBNA1 gerichtet. Wir fanden eine Assoziation der humoralen Immunantwort gegen EBNA1 mit der intrathekalen Synthese von IgG bei Patienten mit CIS/MS. Dagegen scheinen Serum-IgG gegen EBNA1 oder VCA oder EBV-DNA im Speichel keine Biomarker für Krankheitsaktivität zu sein. Insgesamt fügen sich unsere Ergebnisse in das bisherige Verständnis der Zusammenhänge zwischen EBV und MS ein und unterstreichen die Notwendigkeit, die zugrunde liegenden Mechanismen weiter zu erforschen.

There is a strong association of infection with Epstein-Barr-virus (EBV) and Multiple Sclerosis (MS), a chronic inflammatory disease of the central nervous system. However, the underlying mechanisms remain poorly understood. Here, we studied parameters of EBV infection in a cohort of patients with early MS or clinically isolated syndrome (CIS) suggestive of MS as well as healthy controls and determined the role of these parameters as diagnostic and prognostic biomarkers for MS. We measured the concentrations of immunoglobulin-(Ig)G-antibodies against the EBV- proteins EBNA1 and-VCA in serum samples of 100 patients with CIS or early RRMS and 60 healthy controls. The concentration of EBV-DNA was measured in saliva of 48 patients and 50 controls. We also analyzed the association of the amount of intrathecally synthesized IgG with serum-IgG-antibodies against EBV, varicella-zoster- virus and rubella-virus. In a third project, we studied the fine specificity of the humoral immune response to EBV in CIS/MS patients using microarrays representing 1486 EBV-peptides. Antibody levels against EBNA1-and-VCA were significantly higher in CIS/MS patients when compared to healthy controls, however, there was no group difference regarding the concentration of EBV-DNA in saliva. Neither EBV antibody levels nor salivary EBV load were associated with EDSS, or with MRI lesion load at baseline or follow-up, or with the risk of conversion from CIS to clinically definite MS. Serum levels of IgG against EBNA1, but not against VZV or rubella virus were correlated with intrathecal IgG synthesis in patients with MS. IgG-antibodies from patients were predominantly, but not exclusively directed against the glycine-alanine repeat sequence of EBNA1. Other EBV peptides to which patient antibodies showed higher affinity were located in the EBNA-core-complex and in the Vp26 and LMP1 proteins. Our results confirm the association of elevated antibody levels against EBV with MS already in the earliest stages of the disease. The glycine-alanine repeat of EBNA1 is a major target of the humoral immune response to EBV in patients with MS and serum levels of anti-EBNA1-IgG are associated with intrathecal immunoglobulin synthesis. On the other hand, EBV-specific antibody-levels in patient serum or EBV-DNA load in saliva do not appear to be useful markers for disease activity or risk of clinical progress in CIS and early MS. In summary, our results fit into the current understanding of the association of EBV with MS and highlight the need for continuing research in this field.