Search for Viral Infections in Cerebrospinal Fluid From Patients With Autoimmune Encephalitis

Abstract

Background It has been reported that a virus-mediated brain tissue damage can lead to autoimmune encephalitis (AE) characterized by the presence of antibodies against neuronal surface antigens. In the study we investigate the presence of viruses in cerebrospinal fluid (CSF) from patients with AE using RT-PCR/PCR and shotgun metagenomics. Methods CSF samples collected from two hundred patients with encephalitis were tested for the presence of antibodies against anti-glutamate receptor (NMDAR), contactin-associated protein 2 (CASPR2), glutamate receptors (type AMPA1/2), leucine-rich glioma-inactivated protein 1 (LGI1), dipeptidyl aminopeptidase-like protein 6 (DPPX) and GABA B receptor and those found positive were further analyzed with real-time RT-PCR/PCR for common viral neuroinfections and shotgun DNA- and RNA-based metagenomics. Results Autoantibodies against neuronal cells were detected in CSF from 8 individuals (4% of all encephalitis patients): 7 (3.5%) had anti-NMDAR and one (0.5%) had anti-GABA B. RT-PCR/PCR identified human herpes virus type 1 (HSV-1); (300 copies/ml) and the representative of Enterovirus genus (550 copies/ml) in one patient each. Torque teno virus (TTV) was found in another patient using metagenomic analysis and its presence was confirmed by specific PCR. Conclusions We detected the presence of HSV, TTV and Enterovirus genus in CSF samples from 3 out of 8 AE patients. These findings support the concept of viral involvement in the pathogenesis of this disease.

Contamination Issue in Viral Metagenomics: Problems, Solutions, and Clinical Perspectives

“…Contaminants can easily dominate in low-biomass samples generating background noise that is much higher than true signal originating from the target virus ( Malboeuf et al, 2013 ; Salter et al, 2014 ). So far, a wide variety of environmental and clinical samples containing low viral biomasses have been studied with SM workflows including air ( Prussin et al, 2019 ), glacier ice ( Zhong et al, 2020 ), human skin ( Tirosh et al, 2018 ), nasal swabs ( Altan et al, 2019 ), and CSF ( Perlejewski et al, 2020b ; Perlejewski et al, 2020c ). Most widely used library preparation kits for sequencing require inputs as low as 1 ng of DNA (e.g., llumina Nextra XT), but this may still be unattainable for some low-biomass samples.…”

“…In HT-WGS studies of such clinical samples as stool or CSF, host genomic reads are an integral part of whole metagenomes ( Nakamura et al, 2009 ; Perlejewski et al, 2020c ). Some investigators name all host reads as contaminants, as these sequences mask true signals and reduce assay sensitivity for pathogen detection ( Malboeuf et al, 2013 ; Charre et al, 2020 ; Heravi et al, 2020 ).…”

The Results of the Search for Laboratory Signs of Autoimmune Reactions to Cerebral and Extracerebral Autoantigens in Children With Autism Spectrum Disorders Associated With Genetic Deficiency of the Folate Cycle

“…Broccolo F. зі спів., виявивши селективну реактивацію HHV-6 серед пацієнтів з автоімунними хворобами сполучної тканини і м'язів, для яких характерним є аномальний синтез відповідно антинуклеарних та антим'язевих автоантитіл, обґрунтовували роль цього в якості тригеру розвитку автоімунної реакції в цих випадках [3]. Встановлено, що трансольфакторна міграція HHV-6 до нейронів гіпокампів [13] та подальша експресія на цих клітинах вірусних білків сприяє автоімунізації до автоантигенів нейронів мезолімбічної системи скроневих часток півкуль великого мозку з розвитком автоімунного лімбічного енцефаліту [31], хоча й описані HHV-6-індуковані форми інфекційних лімбічних енцефалітів у людей [41]. Linnoila J.J. зі спів.…”

“…Однак виявлені зв'язки ТТV з лабораторними ознаками автоімунітету були слабкими -на рівні двократного зростання ризику розвитку автоімунітету при реактивації цього опортуністичного агенту з персистуючого стану. Якщо про роль TTV у якості тригера при розсіяному склерозі [37] та автоімунних лімбічних енцефалітах [31] вже повідомляли раніше, то дані щодо асоціації цього вірусу з автоімунізацією до позамозкових автоантигенів -ядер клітин сполучної тканини та білків попереково-посмугованих м'язів -вважаємо новою, оскільки не знайшли відповідної інформації в доступній науковій літературі.…”

The Causes and Long-Term Consequences of Viral Encephalitis

“…Currently, encephalitis incidence ranges between 7 and 15 cases per 100,000 inhabitants depending on the country ( Vora et al, 2014 ; Dubey et al, 2018 ; Ferreira et al, 2019 ). Encephalitis can affect individuals of all ages, but it is frequently observed in pediatric and elderly populations, usually caused by pathogenic infections (mainly viral infections) ( Stone and Hawkins, 2007 ; Ferrari et al, 2009 ) or autoimmune responses ( Dubey et al, 2018 ; Perlejewski et al, 2020 ). Viral encephalitis can be classified as either primary or secondary.…”