Russian Journal of Infection and ImmunityRussian Journal of Infection and ImmunityИнфекция и иммунитет2220-76192313-7398SPb RAACI125610.15789/2220-7619-TFO-1256ORIGINAL ARTICLESОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИNeuropeptide system parameters in acute herpes zosterПоказатели системы нейропептидов в острый период опоясывающего герпесаKnyshS. V.КнышС. В.
Russian Federation

Sergei V. Knysh – Assistant Professor, Normal and Pathological Physiology Department

690002, Vladivostok, Ostryakova str., 2Phone: +7 995 773-65-23 

Кныш Сергей Васильевич – ассистент кафедры нормальной и патологической физиологии

690002, г. Владивосток, пр. Острякова, 2Тел.: 8 995 773-65-23 

immunolog.vl@gmail.comMarkelovaE. V.МаркеловаЕ. В.
Russian Federation

PhD, MD (Medicine), Professor, Head of Normal and Pathological Physiology Department

Vladivostok

д.м.н., профессор, зав. кафедрой нормальной и патологической физиологии

г. Владивосток

markev2010@mail.ruSimakovaA. I.СимаковаА. И.
Russian Federation

PhD, MD (Medicine), Associate Professor, Head of Infectious Diseases Department

Vladivostok

 

д.м.н., доцент, зав. кафедрой нормальной и патологической физиологии

г. Владивосток

patphis-vl@mail.ruKaraulovA. V.КарауловА. В.
Russian Federation

PhD, MD (Medicine), RAS Full Member, Head of Clinical Immunology and Allergology Department

Moscow

д.м.н. академик РАН, зав. кафедрой клинической иммунологии и аллергологии

Москва

drkaraulov@mail.ruPacific State Medical UniversityФГБОУ ВО Тихоокеанский государственный медицинский университет Минздрава РоссииI.M. Sechenov First Moscow State Medical UniversityФГАОУ ВО Первый Московский государственный медицинский университет имени И.М. Сеченова Минздрава России220520201023293372607201911032020Copyright ©; 2020, Knysh S.V., Markelova E.V., Simakova A.I., Karaulov A.V.Copyright ©; 2020, Кныш С.В., Маркелова Е.В., Симакова А.И., Караулов А.В.2020Knysh S.V., Markelova E.V., Simakova A.I., Karaulov A.V.Кныш С.В., Маркелова Е.В., Симакова А.И., Караулов А.В.https://creativecommons.org/licenses/by/4.0https://iimmun.ru/iimm/article/view/1256

The neuropeptides comprise an important part in the nervous system interacting with endocrine and immune systems. Peptide regulators are responsible for the continuity of communicating elements, which support homeostasis, however, despite abundant research examining neuropeptides, not all specific mechanisms and features of interacting proteins with cells and immune components have been uncovered. Objective: to perform a comprehensive assessment of neuropeptide system in patients with herpes zoster. Materials and methods: 106 in-hospital patients were examined diagnosed with herpes zoster within 2016–2019 period. Control group consisted of 30 healthy age- and sex-matched volunteers. Blood serum was collected after verifying diagnosis on day 1. After discharge, patients were monitored for signs of pain syndrome and overall state within 3 months. It allowed to divide patients into 3 groups retrospectively. Group 1 — patients with herpes zoster, accompanied by mild or moderate pain syndrome; group 2 — patients with herpes zoster, accompanied by severe pain; group 3 — patients with herpes zoster, complicated by postherpetic neuralgia. Level of serum protein s100B, myelin basic protein, nerve growth factor, brain-derived neurotrophic factor, neuron specific enolase was measured by using specific reagents purchased from “R&D Diagnostics Inc.” (США). Results. it was found that level of serum protein S100B in all groups was significantly increased compared to control group, showing no inter-group differences. Amount of myelin basic protein in all study groups vs. control was significantly higher. Moreover, level of these parameters in group 2 vs. group 1 and 3 was significantly elevated. In addition, level of nerve growth factor was significantly increased in group 1 vs. groups 2 and 3, whereas in group 3 it was significantly lower than in control and group 2. Brain-derived neurotrophic factor was significantly decreased in all the study groups compared to control, showing no significant intergroup differences. Level of neuron-specific enolase was significantly increased in group 3 vs. control as well as group 1 and 2. The data obtained allowed to identify two parameters for assessing a risk of postherpetic neuralgia in acute herpes zoster, as well as provided deeper insights into the pathogenesis of neuroimmune disorders accompanying herpes zoster.

Система нейропептидов является важной частью взаимодействия нервной системы с эндокринной и иммунной. Пептидные регуляторы отвечают за непрерывность связи элементов систем, поддерживающих гомеостаз в организме, однако несмотря на обилие исследований в области нейропептидов, расшифрованы не все конкретные механизмы и особенности взаимодействия белковых молекул с клетками и элементами иммунной системы, в том числе и при заболеваниях. Цель исследования: провести комплексную оценку состояния системы нейропептидов у пациентов с опоясывающим герпесом. Материалы и методы. Было обследовано 106 пациентов, находящихся на стационарном лечении с диагнозом опоясывающий герпес в период с 2016 по 2019 гг. Группу контроля составили 30 практически здоровых добровольцев сопоставимых по возрасту и полу. У всех пациентов был установлен и верифицирован диагноз, произведен забор сыворотки крови в первые сутки госпитализации. Через 3 месяца после выписки проводилось мониторирование состояния пациентов и их болевого синдрома. Это позволило ретроспективно разделить пациентов на 3 группы. Группа 1 — пациенты с опоясывающим герпесом, сопровождающимся слабым или умеренным болевым синдромом; группа 2 — пациенты с опоясывающим герпесом, сопровождающимся сильной болью; группа 3 — пациенты с опоясывающим герпесом, осложнившимся постгерпетической невралгией. Определение белка s100B, основного белка миелина, фактора роста нервов, мозгового нейротрофического фактора, нейронспецифической энолазы в сыворотке венозной крови проводили с помощью специфических реактивов фирмы «R&D Diagnostics Inc.» (США). Результаты. Было установлено достоверное повышение сывороточного содержания белка S100B во всех группах в сравнении с группой контроля, без различий между группами пациентов. Основной белок миелина был достоверно выше во всех исследуемых группах относительно контроля. Показатели в группе 2 были достоверно выше, чем в группах 1 и 3. Содержание фактора роста нервов было достоверно повышено в группе 1 в сравнении с контролем, с группами 2 и 3. В группе 3 показатель был существенно ниже, чем в группе контроля и в группе 2. Мозговой нейротрофический фактор был достоверно снижен во всех обследуемых группах в сравнении с контрольными значениями, без значимых различий между группами. Уровень нейронспецифической энолазы в сыворотке крови был достоверно повышен относительно группы контроля и остальных двух групп пациентов лишь в группе 3. Полученные данные позволили выделить два классификатора для оценки риска развития постгерпетической невралгии в острый период опоясывающего герпеса, а также дали углубленное понимание патогенеза нейроиммунных нарушений, сопровождающих опоясывающий герпес.

neuropeptidesherpes zostershingles. S100MPBNGFBDNFNSEнейропептидыгерпесопоясывающий лишайS100MPBNGFBDNFNSEАвторы выражают благодарность ректору ФГБОУ ВО ТГМУ Минздрава России Шуматову Валентину Борисовичу, проректору ФГБОУ ВО ТГМУ Минздрава России Елисеевой Екатерине Валерьевне, а также научному отделу ФГБОУ ВО ТГМУ Минздрава России, в лице руководителя Зайцевой Елены Александровны, за поддержку исследования в рамках внутривузовского научного гранта (регистрационный номер НИОКТР АААА-А19-119031190006-5).1. Дюйзен И.В., Иванис В.А., Михайлов А.С., Менчинская Е.С., Манжуло И.В., Огурцова О.С. Исследование содержания нейрональных маркеров при некоторых инфекционных заболеваниях // Тихоокеанский медицинский журнал. 2015. № 60 (2). С. 27–30.2. Кныш С.В., Малков В.А., Чагина Е.А., Потапенко А.А. Изменение матриксной металлопротеиназы-9 и ее тканевого ингибитора-1 при опоясывающем герпесе // Российский иммунологический журнал. 2018. № 4. С. 683–685. doi:10.31857/s102872210002637-53. Кныш С.В., Мачтарева Е.С., Васильева М.М., Малков В.А., Минибаев В.Р. Матриксная металлопротеиназа-2 в патогенезе герпетической невралгии // Российский аллергологический журнал. 2019. № 1 (2). С. 73–75.4. Ясенявская А.Л., Самотруева М.А., Башкина О.А., Андреева Л.А., Мясоедов Н.Ф., Тюренков И.Н., Караулов А.В. Нейропептидная регуляция иммунитета // Иммунология. 2018. № 39 (5–6). С. 326–336. doi: 10.18821/0206-4952-2018-39-5-6-326-3365. Aloe L., Rocco M.L., Balzamino B.O., Micera A. Nerve growth factor: a focus on neuroscience and therapy. Curr. Neuropharmacol., 2015, no. 13 (3), pp. 294–303. doi: 10.2174/1570159X136661504032319206. Aloe L., Rocco M.L., Balzamino B.O., Micera A. Nerve growth factor: role in growth, differentiation and controlling cancer cell development. J. Exp. Clin. Cancer Res., 2016, no. 35 (1), pp. 116. doi: 10.1186/s13046-016-0395-y7. Borodinova A.A., Salozhin S.V. Differences in the biological functions of BDNF and proBDNF in the central nervous system. Neurosci. Behav. Physiol., 2017, vol. 47, no. 3, pp. 251–265.8. Cabrera J.R., Viejo-Borbolla A., Alcamí A., Wandosell F. Secreted herpes simplex virus-2 glycoprotein G alters thermal pain sensitivity by modifying NGF effects on TRPV1. J. Neuroinflamm., 2016, no. 13 (1), p. 210. doi:10.1186/s12974-016-0677-59. Dai C.-X., Hu C.-C., Shang Y.-S., Xie J. Role of Ginkgo biloba extract as an adjunctive treatment of elderly patients with depression and on the expression of serum S100B. Medicine, 2018, no. 97 (39): e12421. doi: 10.1097/md.000000000001242110. Eng J. ROC analysis: web-based calculator for ROC curves. Baltimore: Johns Hopkins University [updated 2014 March 19; cited 2019 July 23]. URL: http://www.jrocfit.org11. Fran ç a K., Lotti T.M. Psycho-neuro-endocrine-immunology: a psychobiological concept. In: Advances in Experimental Medicine and Biology. Adv. Exp. Med. Biol., 2017, no. 996, pp. 123–134. doi: 10.1007/978-3-319-56017-5_1112. Gonzales-Gronow M., Pizzo S.V. Relevance of catalytic autoantibodies to myelin basic protein (MBP) in autoimmune disorders. J. Neurol. Neuromed., 2018, no. 3 (4), pp. 75–78.13. Goyal A., Failla M.D., Niyonkuru C., Amin K., Fabio A., Berger R.P., Wagner A.K. S100b as a prognostic biomarker in outcome prediction for patients with severe traumatic brain injury. J. Neurotrauma, 2013, no. 30 (11), pp. 946–957. doi: 10.1089/neu.2012.257914. Haque A., Capone M., Matzelle D., Cox A., Banik N. Targeting enolase in reducing secondary damage in acute spinal cord injury in rats. Neurochem. Res., 2017, no. 42 (10), pp. 2777–2787. doi: 10.1007/s11064-017-2291-z15. Hedegaard C.J., Chen N., Sellebjerg F., Sørensen P.S., Leslie R.G.Q., Bendtzen K., Nielsen C.H. Autoantibodies to myelin basic protein (MBP) in healthy individuals and in patients with multiple sclerosis: a role in regulating cytokine responses to MBP. Immunology, 2009, no. 128 (pt. 2): e451–e461. doi: 10.1111/j.1365-2567.2008.02999.x16. Ji R-R., Xu Z-Z., Wang X., Lo E.H. Matrix metalloprotease regulation of neuropathic pain. Trends Pharmacol. Sci., 2009, no. 30 (7), pp. 336–340. doi: 10.1016/j.tips.2009.04.00217. Kurapati S., Sadaoka T., Rajbhandari L., Jagdish B., Shukla P., Ali M.A., Kim Y.J., Lee G., Cohen J.I., Venkatesan A. Role of the JNK pathway in varicella-zoster virus lytic infection and reactivation. J. Virol., 2017, no. 91: e00640-17.18. Lakhan S.E., Avramut M. Matrix metalloproteinases in neuropathic pain and migraine: friends, enemies, and therapeutic targets. Pain Res. Treat., 2012, no. 2012, pp. 1–10. doi: 10.1155/2012/95290619. Miranpuri G.S., Meethal S.V., Sampene E., Chopra A., Buttar S., Nacht C., Moreno N., Patel K., Liu L., Singh A., Singh C.K., Hariharan N., Iskandar B., Resnick D.K. Folic acid modulates matrix metalloproteinase-2 expression, alleviates neuropathic pain, and improves functional recovery in spinal cord-injured rats. Ann. Neurosciences., 2017, no. 24 (2), pp. 74–81. doi: 10.1159/00047589620. Morey J.N., Boggero I.A., Scott A.B., Segerstrom S.C. Current directions in stress and human immune function. Curr. Opin. Psychol., 2015, no. 5, pp. 13–17. doi:10.1016/j.copsyc.2015.03.00721. Polcyn R., Capone M., Hossain A., Matzelle D., Banik N.L., Haque A. Neuron specific enolase is a potential target for regulating neuronal cell survival and death: implications in neurodegeneration and regeneration. Neuroimmunol. Neuroinflamm., 2017, no. 4, pp. 254–257. doi: 10.20517/2347-8659.2017.5922. Qin G., Gui B., Xie J., Chen L., Chen L., Cui Z., Zhou J., Tan G. Tetrandrine alleviates nociception in a rat model of migraine via suppressing S100B and p-ERK activation in satellite glial cells of the trigeminal ganglia. J. Mol. Neurosci., 2017, no. 64 (1), pp. 29–38. doi:10.1007/s12031-017-0999-523. Sadaoka T., Depledge D.P., Rajbhandari L., Venkatesan A., Breuer J., Cohen J.I. In vitro system using human neurons demonstrates that varicella-zoster vaccine virus is impaired for reactivation, but not latency. PNAS, 2016, no. 113 (17), pp. E2403–E2412.24. Saxena A.K, Lakshman K., Sharma T., Gupta N., Banerjee B.D., Singal A. Modulation of serum BDNF levels in postherpetic neuralgia following pulsed radiofrequency of intercostal nerve and pregabalin. Pain Management, 2016, no. 6 (3), pp. 217–227.25. Shubayev V., Strongin A., Yaksh T. Role of myelin auto-antigens in pain: a female connection. Neural Regen. Res., 2016, no. 11 (6), pp. 890–891. doi: 10.4103/1673-5374.18445226. Sorci G., Riuzzi F., Arcuri C., Tubaro C., Bianchi R., Giambanco I., Donato R. S100B protein in tissue development, repair and regeneration. World J. Biol. Chem., 2013, no. 4 (1), pp. 1–12. doi: 10.4331/wjbc.v4.i1.127. Villarreal A., Seoane R., Gonz á lez Torres A., Rosciszewski G., Angelo M.F., Rossi A., Barker P.A., Ramos A.J. S100B protein activates a RAGE-dependent autocrine loop in astrocytes: implications for its role in the propagation of reactive gliosis. J. Neurochemistry, 2014, no. 131 (2), pp. 190–205. doi: 10.1111/jnc.1279028. Weil M.T., Möbius W., Winkler A., Ruhwedel T., Wrzos C., Romanelli E., Bennett J.L., Enz L., Goebels N., Nave K.A., Kerschensteiner M., Schaeren-Wiemers N., Stadelmann C., Simons M. Loss of myelin basic protein function triggers myelin breakdown in models of demyelinating diseases. Cell Rep., 2016, no. 16 (2), pp. 314–322. doi: 10.1016/j.celrep.2016.06.00829. Wu C., Li C., Hou W., Chiang P., Tsai K. Gain of BDNF function in engrafted neural stem cells promotes the therapeutic potential for Alzheimer’s disease. Scientific Reports, 2016, no. 6, p. 27358.30. Zhang P., Tan C-W., Chen G-H., Ge Y-J., Xu J., Xia L., Wang F., Li X-Y., Kong X-Y. Patients with chronic insomnia disorder have increased serum levels of neurofilaments, neuron-specific enolase and S100B: does organic brain damage exist? Sleep Medicine, 2018, no. 48, pp. 163–171. doi:10.1016/j.sleep.2017.12.01231. Zhao G., Zhang C., Chen J., Su Y., Zhou R., Wang F., Xia W., Huang J., Wang Z., Hu Y., Cao L., Guo X., Yuan C., Wang Y., Yi Z., Lu W., Wu Y., Wu Z., Hong W., Peng D., Fang Y. Ratio of mBDNF to proBDNF for differential diagnosis of major depressive disorder and bipolar depression. Molecular Neurobiology, 2016, no. 54 (7), pp. 5573–5582. doi:10.1007/s12035-016-0098-6