Russian Journal of Infection and ImmunityRussian Journal of Infection and ImmunityИнфекция и иммунитет2220-76192313-7398SPb RAACI75410.15789/2220-7619-2019-5-6-703-712ORIGINAL ARTICLESОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИDiagnostic significance of intrathecally synthesized immunoglobulins against neurotropic viruses (MRZ-reaction) in diagnosis of multiple sclerosisДиагностическая значимость интратекального синтеза иммуноглобулинов против нейротропных вирусов (MRZ-реакция) в диагностике рассеянного склерозаMoshnikovaA. N.МошниковаА. Н.
Russian Federation

Anna N. Moshnikova, Junior Researcher, Autoimmune Diseases Diagnostics Laboratory, Scientific and Methodological Center for Molecular Medicine

197022, St. Petersburg, L. Tolstoy str., 6/8.

Phone: +7 (812) 499-71-94 (office).

Мошникова Анна Николаевна, младший научный сотрудник лаборатории диагностики аутоиммунных заболеваний Научно-методического центра молекулярной медицины МЗ РФ

197022, Санкт-Петербург, ул. Льва Толстого, 6/8.

Тел.: 8 (812) 499-71-94 (служебн.).

moshnikova-anna@mail.ruMaksimchukV. K.МаксимчукВ. К.
Russian Federation

6th Year Student

St. Petersburg

студент 6 курса 

Санкт-Петербург

guravkon@mail.ruLapinS. V.ЛапинС. В.
Russian Federation

PhD (Medicine), Head of the Autoimmune Diseases Diagnostics Laboratory, Scientific and Methodological Center for Molecular Medicine

St. Petersburg

к.м.н., зав. лабораторией диагностики аутоиммунных заболеваний Научно-методического центра молекулярной медицины МЗ РФ 

Санкт-Петербург

svlapin@mail.ruNazarovV. D.НазаровВ. Д.
Russian Federation

Junior Researcher, Autoimmune Diseases Diagnostics Laboratory, Scientific and Methodological Center for Molecular Medicine

St. Petersburg

младший научный сотрудник лаборатории диагностики аутоиммунных заболеваний Научно-методического центра молекулярной медицины МЗ РФ

Санкт-Петербург

nazarov19932@mail.ruSurkovaE. A.СурковаЕ. А.
Russian Federation

PhD (Biology), Senior Researcher, Autoimmune Diseases Diagnostics Laboratory, Scientific and Methodological Center for Molecular Medicine

St. Petersburg

к.б.н., старший научный сотрудник лаборатории диагностики аутоиммунных заболеваний Научно-методического центра молекулярной медицины МЗ РФ  

Санкт-Петербург

easurkova@mail.ruNovikovS. A.НовиковС. А.
Russian Federation

PhD, MD (Medicine), Professor of the Department of Ophthalmology

St. Petersburg

д.м.н., профессор кафедры офтальмологии

Санкт-Петербург

https://orcid.org/0000-0001-6831-0441MakshakovG. S.МакшаковГ. С.
Russian Federation

Neurologist, City Center for Multiple Sclerosis and Autoimmune Diseases Treatment

St. Petersburg

врач-невролог, сотрудник Городского центра рассеянного склероза и аутоиммунных заболеваний (ГБУЗ ГКБ № 31)

Санкт-Петербург

g.makshakov@centrems.comKrutetskayaI. Yu.КрутецкаяИ. Ю.
Russian Federation

PhD (Biology), Senior Researcher, Laboratory of Hybridoma Technology

St. Petersburg

к.б.н., старший научный сотрудник лаборатории гибридомной технологии 

Санкт-Петербург

mpsamoylovich@gmail.comKrasnovV. S.КрасновВ. С. 
Russian Federation

Associate Professor, Department of Neurology

St. Petersburg

доцент кафедры неврологии 

Санкт-Петербург

krasnov_volod@mail.ruKushnirYa. B.КушнирЯ. Б.
Russian Federation

Neurologist, Neurology Clinic No. 1

St. Petersburg

врач-невролог клиники неврологии № 1

Санкт-Петербург

kushnir.yana2014@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0001-9043-9823NeofidovN. A.НеофидовН. А.
Russian Federation

PhD Student, Department of Neurology; Neurologist

St. Petersburg

аспирант кафедры неврологии ПСПбГМУ им. акад. И.П. Павлова; врач-невролог Городского центра рассеянного склероза и аутоиммунных заболеваний (ГБУЗ ГКБ № 31)

Санкт-Петербург

n.neofidov@centrems.comTotolianN. A.ТотолянН. А.
Russian Federation

PhD, MD (Medicine), Professor of the Department of Neurology

St. Petersburg

д.м.н., профессор кафедры неврологии

Санкт-Петербург

ntotolyan@mail.ruSkorometsA. A.СкоромецА. А.
Russian Federation

RAS Full Member, PhD, MD (Medicine), Professor, Head of the Department of Neurology

St. Petersburg

академик РАН, д.м.н., профессор, зав. кафедрой неврологии

Санкт-Петербург

askoromets@gmail.comhttps://orcid.org/0000-0002-8006-237XEvdoshenkoE. P.ЕвдошенкоЕ. П.
Russian Federation

PhD (Medicine), Neurologist, Head of the City Center for Multiple Sclerosis and Autoimmune Diseases Treatment; Doctoral Student, Department of Neurology

St. Petersburg

к.м.н., врач-невролог, руководитель Городского центра по лечению рассеянного склероза и аутоиммунных заболеваний (ГБУЗ ГКБ № 31); докторант кафедры неврологии ПСПбГМУ им. акад. И.П. Павлова

Санкт-Петербург

e.evdoshenko@centrems.comTotolianAreg A.ТотолянАрег А.
Russian Federation

RAS Full Member, PhD, MD (Medicine), Professor, Head of the Department of Immunology; Director, St. Petersburg Pasteur Institute

St. Petersburg

академик РАН, д.м.н., профессор, зав. кафедрой иммунологии ПСПбГМУ им. акад. И.П. Павлова; директор ФБУН НИИ эпидемиологии и микробиологии имени Пастера

Санкт-Петербург

totolian@spbraaci.ruPavlov First St. Petersburg State Medical UniversityФГБОУ ВО Первый Санкт-Петербургский государственный медицинский университет имени академика И.П. Павлова МЗ РФCity Center for Multiple Sclerosis and Autoimmune Diseases Treatment, St. PetersburgГородской центр по лечению рассеянного склероза и аутоиммунных заболеваний, Санкт-ПетербургA.M. Granov Russian Research Center for Radiology and Surgical TechnologiesРоссийский научный центр радиологии и хирургических технологий имени академика А.М. ГрановаSt. Petersburg Pasteur InstituteФБУН НИИ эпидемиологии и микробиологии имени Пастера0112201995-67037121809201814032019Copyright ©; 2019, Moshnikova A.N., Maksimchuk V.K., Lapin S.V., Nazarov V.D., Surkova E.A., Novikov S.A., Makshakov G.S., Krutetskaya I.Y., Krasnov V.S., Kushnir Y.B., Neofidov N.A., Totolian N.A., Skoromets A.A., Evdoshenko E.P., Totolian A.A.Copyright ©; 2019, Мошникова А.Н., Максимчук В.К., Лапин С.В., Назаров В.Д., Суркова Е.А., Новиков С.А., Макшаков Г.С., Крутецкая И.Ю., Краснов В.С., Кушнир Я.Б., Неофидов Н.А., Тотолян Н.А., Скоромец А.А., Евдошенко Е.П., Тотолян А.А.2019Moshnikova A.N., Maksimchuk V.K., Lapin S.V., Nazarov V.D., Surkova E.A., Novikov S.A., Makshakov G.S., Krutetskaya I.Y., Krasnov V.S., Kushnir Y.B., Neofidov N.A., Totolian N.A., Skoromets A.A., Evdoshenko E.P., Totolian A.A.Мошникова А.Н., Максимчук В.К., Лапин С.В., Назаров В.Д., Суркова Е.А., Новиков С.А., Макшаков Г.С., Крутецкая И.Ю., Краснов В.С., Кушнир Я.Б., Неофидов Н.А., Тотолян Н.А., Скоромец А.А., Евдошенко Е.П., Тотолян А.А.https://creativecommons.org/licenses/by/4.0https://iimmun.ru/iimm/article/view/754

Multiple sclerosis is chronic demyelinating disease of the central nervous system with autoimmune inflammation and accretive neurodegeneration. One of the characteristics of autoimmune inflammation in multiple sclerosis is a polyspecific intrathecal humoral immune response against neurotropic viruses (Measles, Rubella and varicella Zoster) called MRZ-reaction. This immune response is based on polyclonal activation of mature B lymphocytes in the central nervous system and intrathecal synthesis of antibodies to anamnestic antigens unrelated to viral replication in the central nervous system as well as serum antibody release. Immunoglobulins produced against neurotropic viruses are an integral part of the oligoclonal antibody pool in the cerebrospinal fluid. Because immunoglobulins can penetrate the blood brain barrier, not only serum and cerebrospinal fluid specific antibody indices are calculated, but also blood-brain barrier antibody permeability (Qalbumin, QIgG) are taken into account to assess their intrathecal synthesis. The aim of the study was to assess the informative value of the intrathecal antibodies against neurotropic viruses (MRZ-reaction) in multiple sclerosis. There were enrolled 60 patients divided into 2 groups: group 1 — 35 patients diagnosed with multiple sclerosis, group 2 — 25 patients with inflammatory and non-inflammatory disоrders of the central nervous system. Paired cerebrospinal fluid and serum samples were collected from all patients to measure level of oligoclonal IgG, immunoglobulin free kappa and lambda light chains, IgG index and specific antibodies indices, followed by assessing magnitude of MRZ-reaction. We found that the MRZ-reaction was the most specific test to diagnose multiple sclerosis. Intrathecally produced antibodies against neurotropic viruses were detected in 3 of 35 multiple sclerosis patients with lacking oligoclonal IgG antibodies. In addition, a relationship between MRZ-reaction and degree of EDSS disability was found in MS patients: peak EDSS score was reported in patients with intrathecally synthesized antibodies against 3 viral agents, whereas the minimum EDSS score — among MRZ-negative patients. Thus, assessing MRZ-reaction seems rational for confirming MS diagnosis in case of other negative laboratory tests (oligoclonal immunoglobulins and free kappa/lambda light chains in cerebrospinal fluid) allowing to improves diagnostic accuracy and evaluation of MS severity.

Рассеянный склероз — хроническое демиелинизирующее заболевание центральной нервной системы с гетерогенными проявлениями, характеризующееся аутоиммунным воспалением и прогрессированием нейродегенерации. Одной из особенностей аутоиммунного воспаления при рассеянном склерозе является полиспецифический интратекальный гуморальный иммунный ответ против нейротропных вирусов (кори, краснухи и ветряной оспы) — MRZ-реакция. В ее основе лежит поликлональная активация зрелых В-лимфоцитов в центральной нервной системе с интратекальным синтезом антител к анамнестическим антигенам, что не связано с репликацией вирусов в центральной нервной системе и синтезом антител в крови. Иммуноглобулины, продуцируемые против нейротропных вирусов, являются составной частью олигоклонального пула антител в цереброспинальной жидкости. Поскольку иммуноглобулины способны проникать через гематоэнцефалический барьер, для определения их интратекального синтеза рассчитывают индексы, учитывающие не только концентрации антител в сыворотке крови и цереброспинальной жидкости, но и проницаемость гематоэнцефалического барьера для данных антител [К (альбумин), К (IgG)]. Цель исследования состояла в оценке информативности определения показателей интратекального синтеза антител против нейротропных вирусов (MRZ-реакции) при рассеянном склерозе. В исследование включены 60 пациентов: первая группа — 35 больных рассеянным склерозом, вторая — 25 пациентов с различными воспалительными и невоспалительными заболеваниями центральной нервной системы. У всех пациентов в парных образцах цереброспинальной жидкости и сыворотки определяли следующие показатели: олигоклональный IgG, свободные легкие цепи иммуноглобулинов каппа и лямбда, индекс IgG и индексы специфических антител с последующей оценкой выраженности MRZ-реакции. Результаты показали, что MRZ-реакция является наиболее специфичным тестом для диагностики рассеянного склероза. У 3 из 35 пациентов группы с рассеянным склерозом с отсутствием олигоклонального IgG был выявлен интратекальный синтез антител к нейротропным вирусам. Кроме того, у больных рассеянным склерозом выявлена взаимосвязь MRZ-реакции со степенью инвалидизации по шкале EDSS: у пациентов с наиболее высокими показателями EDSS присутствует интратекальный синтез антител к трем вирусным агентам, а наиболее низкие показатели EDSS были у MRZ-негативных пациентов. Определение MRZ-реакции представляется целесообразным для подтверждения диагноза рассеянного склероза при отрицательных результатах других лабораторных тестов (олигоклональных иммуноглобулинов и свободных легких цепей иммуноглобулинов каппа/лямбда в цереброспинальной жидкости) и позволяет повысить точность диагностики и оценки тяжести течения рассеянного склероза.

multiple sclerosisMRZ-reactionintrathecal synthesis of immunoglobulinsfree light chains of immunoglobulinsoligoclonal IgGantibody indicesрассеянный склерозMRZ-реакцияинтратекальный синтез иммуноглобулиновсвободные легкие цепи иммуноглобулиноволигоклональный IgGиндексы антителРабота выполнена при финансовой поддержке РНФ (соглашение № 16-15-00118).1. Евдошенко Е.П., Маслянский А.Л., Заславский Л.Г., Скоромец А.А., Зюзгин И.С., Рябыкина О.Е., Тотолян Н.А., Зуева Е.Е., Лапин С.В., Тотолян А.А. Возможности анти-В-клеточной терапии при рассеянном склерозе // Медицинская иммунология. 2009. Т. 11, № 1. С. 63–70. doi: 10.15789/1563-0625-2009-1-63-702. Маслянский А.Л., Евдошенко Е.П., Заславский Л.Г., Скоромец А.А., Зюзгин И.С., Рябыкина О.Е., Тотолян Н.А., Лапин С.В., Станкевич Ю.А., Тотолян А.А. Роль В-лимфоцитов в патогенезе рассеянного склероза и новые возможности терапии // Молекулярная медицина. 2010. № 2. С. 22–27.3. Назаров В.Д., Лапин С.В., Суркова Е.А., Евдошенко Е.П., Макшаков Г.С. Диагностическая информативность показателей интратекального синтеза свободных легких цепей иммуноглобулинов при рассеянном склерозе // Медицинская иммунология. 2015. Т. 17, № 3. С. 235–244. doi: 10.15789/1563-0625-2015-3-235-2444. Тотолян Н.А., Георгеос Ф., Смирнов А.Ю. Методические особенности определения иммунологических показателей в цереброспинальной жидкости // Лабораторное дело. 1990. № 7. С. 57–60.5. Тотолян Н.А., Готовчиков А.А., Лапин С.В., Максимов И.В., Кодзаева А.Ю., Прахова Л.Н., Ильвес А.Г., Скоромец А.П., Скоромец А.А. Интратекальный синтез иммуноглобулинов в диагностике и дифференциальной диагностике рассеянного склероза // Журнал неврологии и психиатрии имени С.С. Корсакова. 2012. Т. 112, № 9. С. 73–86.6. Тотолян Н.А., Грязева И.В., Климович В.Б., Тотолян А.А. Интратекальный синтез свободных легких цепей иммуноглобулинов и его связь с другими иммунными нарушениями у больных рассеянным склерозом // Иммунология. 1994. № 1. C. 54–57.7. Тотолян Н.А., Грязева И.В., Климович В.Б., Тотолян А.А. Свободные легкие цепи иммуноглобулинов в биологических жидкостях больных рассеянным склерозом // Журнал неврологии и психиатрии им. С.С. Корсакова. 1997. № 5. С. 34–38.8. Тотолян Н.А., Скоромец А.А., Барбас И.М., Трофимова Т.Н. Актуальные практические вопросы диагностики рассеянного склероза // Ученые записки СПбГМУ им. академика И.П. Павлова. 2000. Т. 7, № 3. С. 37–48.9. Bonnan M. Does disease-irrelevant intrathecal synthesis in multiple sclerosis make sense in the light of tertiary lymphoid organs? Front. Neurol., 2014, no. 5. doi: 10.3389/fneur.2014.0002710. Brecht I., Weissbrich B., Braun J., Toyka K., Weishaupt A., Buttmann M. Intrathecal, polyspecific antiviral immune response in oligoclonal band negative multiple sclerosis. PLoS One, 2012, vol. 7, no. 7: e40431. doi: 10.1371/journal.pone.004043111. Brettschneider J., Tumani H., Kiechle U., Muche R., Richards G., Lehmensiek V., Ludolph A.C., Otto M. IgG antibodies against measles, rubella, and varicella zoster virus predict conversion to multiple sclerosis in clinically isolated syndrome. PLoS One, 2009, vol. 4, no. 11: 7638. doi: 10.1371/journal.pone.000763812. Conrad A.J., Chiang E.Y., Andeen L.E., Avolio C., Walker S.M., Baumhefner R.W., Mirzayan R., Tourtellotte W.W. Quantitation of intrathecal measles virus IgG antibody synthesis rate: subacute sclerosing panencephalitis and multiple sclerosis. J. Neuroimmunol., 1994, vol. 54, no. 1–2, pp. 99–108. doi: 10.1016/0165-5728(94)90236-413. Evdoshenko E., Maslyanskiy A., Lapin S., Zaslavsky L., Dobson R., Skoromets A., Bar-Or A. Dynamics of B-Cell Populations in CSF and Blood in Patients Treated with a Combination of Rituximab and Mitoxantrone. ISRN Neurology, 2013, 8 p. doi: 10.1155/2013/74812714. Felgenhauer K., Reiber H. The diagnostic significance of antibody specificity indices in multiple sclerosis and herpes virus induced diseases of the nervous system. Clin. Investig., 1992, vol. 70, no. 1, pp. 28–37. doi: 10.1007/bf0042293415. Graef I.T., Henze T., Reiber H. Polyspecific immune reaction in the central nervous system in autoimmune diseases with CNS involvement. Z. Arztl. Fortbild., 1994, vol. 88, pp. 587–591. doi: 10.1186/s12987-015-0024-816. Hela-Felicitas P., Reske D. Expansion of antibody reactivity in the cerebrospinal fluid of multiple sclerosis patients — follow-up and clinical implications. Cerebrospinal. Fluid Res., 2005, vol. 2, pp. 3–10. doi: 10.1186/1743-8454-2-317. Hottenrott T., Dersch R., Berger B., Rauer S., Eckenweiler M., Huzly D., Stich O. The intrathecal, polyspecific antiviral immune response in neurosarcoidosis, acute disseminated encephalomyelitis and autoimmune encephalitis compared to multiple sclerosis in a tertiary hospital cohort. Fluids Barriers CNS, no. 12: 27. doi: 10.1186/s12987-015-0024-818. Jacobi C., Lange P., Reiber H. Quantitation of intrathecal antibodies in cerebrospinal fluid of subacute sclerosing panencephalitis, herpes simplex encephalitis and multiple sclerosis: discrimination between microorganism-driven and polyspecific immune response. J. Neuroimmunol., 2007, vol. 187, no. 1–2, pp. 139–146. doi: 10.1016/j.jneuroim.2007.04.00219. Jarius S., Eichhorn P., Franciotta D., Petereit H.F., Akman-Demir G., Wick M., Wildemann B. The MRZ reaction as a highly specific marker of multiple sclerosis: re-evaluation and structured review of the literature. J. Neurol., 2017, vol. 264, no. 3, pp. 453–466. doi: 10.1007/s00415-016-8360-420. Jarius S., Eichhorn P., Jacobi C., Wildemann B., Wick M., Voltz R. The intrathecal, polyspecific antiviral immune response: specific for MS or a general marker of CNS autoimmunity. J. Neurol. Sci., 2009, vol. 280, no. 1–2, pp. 98–100. doi: 10.1371/journal.pone.002809421. Jarius S., Franciotta D., Bergamaschi R., Rauer S., Wandinger K.P., Petereit H.F., Maurer M., Tumani H., Vincent A., Eichhorn P., Wildemann B., Wick M., Voltz R. Polyspecific, antiviral immune response distinguishes multiple sclerosis and neuromyelitis optica. J. Neurol. Neurosurg. Psychiatry, 2008, vol. 79, pp. 1134–1136. doi: 10.1136/jnnp.2007.13333022. Kurtzke J.F. Rating neurologic impairment in multiple sclerosis: an expanded disability status scale (EDSS). Neurology, 1983, vol. 33, no. 11, pp. 1444–1452. doi: 10.1212/WNL.33.11.144423. Krumbholz M., Theil D., Cepok S., Hemmer B., Kivisäkk P., Ransohoff R.M., Hofbauer M., Farina C., Derfuss T., Hartle C., Newcombe J., Hohlfeld R., Meinl E. Chemokines in multiple sclerosis: CXCL12 and CXCL13 up-regulation is differentially linked to CNS immune cell recruitment. Brain, 2006, vol. 129, pt. 1, pp. 200–211. doi: 10.1093/brain/awh68024. Quentin C.D., Reiber H. Fuchs heterochromic cyclitis: rubella virus antibodies and genome in aqueous humor. Am. J. Ophthalmol., 2004, vol. 138, no. 1, pp. 46–54. doi: 10.1016/j.ajo.2004.02.05525. Ragheb S., Li Y., Simon K., Vanhaerents S., Galimberti D., De Riz M., Lisak R. Multiple sclerosis: BAFF and CXCL13 in cerebrospinal fluid. Mult. Scler., 2011, vol. 17, no. 7, pp. 819–829. doi: 10.1177%2F135245851139888726. Reiber H. Knowledge-base for interpretation of cerebrospinal fluid data patterns: essentials in neurology and psychiatry. Arq. Neuropsiquiatr., 2016, vol. 74, no. 6, pp. 501–512. doi: 10.1590/0004-282x2016006627. Reiber H. Polyspecific antibodies without persisting antigen in multiple sclerosis, neurolupus and Guillain-Barre syndrome: immune network connectivity in chronic diseases. Arq. Neuro-Psiquiatr., 2017, vol. 75, no. 8, pp. 580–588. doi: 10.1590/0004-282X2017008128. Reiber H., Kruse-Sauter H., Quentin CD. Antibody patterns vary arbitrarily between cerebrospinal fluid and aqueous humor of the individual multiple sclerosis patient: specificity-independent pathological B cell function. J. Neuroimmunol., 2015, vol. 278, pp. 247–254. doi: 10.1016/j.jneuroim.2014.11.01329. Reiber H, Lange P. Quantification of virus-specific antibodies in cerebrospinal fluid and serum: sensitive and specific detection of antibody synthesis in brain. Clin. Chem., 1991, vol. 37, no. 7, pp. 1153–1160.30. Reiber H., Ungefehr S., Jacobi C. The intrathecal, polyspecific and oligoclonal immune response in multiple sclerosis. Mult. Scler., 1998, vol. 4, no. 3, pp. 111–117. doi: 10.1177%2F13524585980040030431. Robinson-Agramonte M., Reiber H., Cabrera-Gomez J., Galvizu R. Intrathecal polyspecific immune response to neurotropic viruses in multiple sclerosis: a comparative report from Cuban patients. Acta Neurol. Scand., 2007, vol. 115, no. 5, pp. 312–318. doi: 10.1111/j.1600-0404.2006.00755.x32. Sindic C.J., Monteyne P., Laterre E.C. The intrathecal synthesis of virus-specific oligoclonal IgG in multiple sclerosis. J. Neuroimmunol., 1994, vol. 54, pp. 75–80. doi: 10.1016/0165-5728(94)90233-X33. Stich O., Kluge J., Speck J., Rauer S. Oligoclonal restriction of antiviral immunoreaction in oligoclonal band-negative MS patients. Acta Neurol. Scand., 2015, vol. 131, pp. 381–388. doi: 10.1111/ane.1235034. Thompson A.J., Banwell B. L., Barkhof F., Carroll W.M., Coetzee T., Comi G., Correale J., Fazekas F., Filippi M., Freedman M.S., Fujihara K., Galetta S.L., Hartung H.P., Kappos L., Lublin F.D., Ann M.R., Miller A.E., Miller D.H., Montalban X., Mowry E.M., Sorensen P. S., Tintor M., Traboulsee A.L., Trojano M., Uitdehaag B.M.J., Vukusic S., Waubant E., Weinshenker B.G., Reingold S.C., Cohen J.A. Diagnosis of multiple sclerosis: 2017 revisions of the McDonald criteria. Lancet Neurol., 2018, vol. 17, no. 2, pp. 162–173. doi: 10.1016/S1474-4422(17)30470-2