Die Enterovirus-Theorie der Krankheitsätiologie bei Myalgischer Enzephalomyelitis/Chronischem Erschöpfungssyndrom: Eine kritische Überprüfung

Adam J. O'Neal und Maureen R. Hanson* https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fmed.2021.688486/full

 

    Department of Molecular Biology and Genetics, Cornell University, Ithaca, NY, USA

Myalgische Enzephalomyelitis/Chronisches Erschöpfungssyndrom (ME/CFS) ist eine komplexe Multisystemerkrankung, deren ätiologische Grundlage nicht geklärt ist. Enteroviren (EVs) als Ursache von ME/CFS wurden manchmal vorgeschlagen, da sie bekannte Erreger akuter Atemwegs- und Magen-Darm-Infektionen sind, die an sekundären Infektionsstellen, einschließlich des zentralen Nervensystems, der Muskeln und des Herzens, persistieren können. Die bisherige Forschung, die Enterovirus-Infektionen im Zusammenhang mit ME/CFS untersucht hat, belegt eine höhere Prävalenz chronischer oder persistierender enteroviraler Infektionen in ME/CFS-Patientenkohorten als bei gesunden Personen. Nichtsdestotrotz haben inkonsistente Ergebnisse in den letzten zwei Jahrzehnten zu einem Rückgang verwandter Studien geführt. Dieser Review deckt die Aspekte der ME/CFS-Pathophysiologie ab, die mit einer chronischen Enterovirus-Infektion vereinbar sind, und überprüft kritisch die Methoden und Ansätze, die in früheren EV-bezogenen ME/CFS-Studien verwendet wurden. Wir beschreiben die zuvor abgefragten Stichprobentypen, die verwendeten Methoden und die Grenzen der gewählten Ansätze. Wir kommen zu dem Schluss, dass es erhebliche Hinweise darauf gibt, dass frühere Ausbrüche von ME/CFS durch eine oder mehrere Enterovirus-Gruppen verursacht wurden. Darüber hinaus stellen wir fest, dass die in früheren Studien verwendeten Methoden nicht ausreichten, um das Vorliegen chronischer enteroviraler Infektionen bei Personen mit ME/CFS auszuschließen. Angesichts der Möglichkeit, dass solche Infektionen zur Morbidität beitragen und die Genesung verhindern könnten, sind weitere Untersuchungen geeigneter biologischer Proben mit den neuesten molekularen Methoden dringend erforderlich.

 

Einführung

Myalgische Enzephalomyelitis/Chronisches Müdigkeitssyndrom (ME/CFS) ist eine komplexe Multisystemerkrankung unbekannter Ursache, für die wenig Einblick in die molekularen Grundlagen des Krankheitsverlaufs, der Persistenz und in seltenen Fällen der Remission gegeben ist. Die ME/CFS-Literatur enthält Befunde zu Unregelmäßigkeiten des Immunsystems von Patienten, abnormalem zellulären Energiestoffwechsel und verschiedenen veränderten Manifestationen des autonomen Nervensystems, einschließlich postorthostatischem Tachykardie-Syndrom, orthostatischer Intoleranz und fehlregulierter Hypothalamus-Hypophysen-Nebennieren-Achse. Ein charakteristisches Symptom, das für viele Falldefinitionen erforderlich ist, ist eine Belastungsintoleranz oder ein Post-Belastungs-Unwohlsein (PEM) (1, 2). Der Name der Krankheit selbst ist umstritten, wobei eine Ansicht besagt, dass Myalgische Enzephalomyelitis, ein Name, der auf eine Reihe von frühen Ausbrüchen der Krankheit zurückgeht (3), eine andere Krankheit definiert als das Chronic Fatigue Syndrome, ein Name, der 1988 bis ein US-Regierungsausschuss (4). Eine Erörterung der Falldefinition und Nomenklatur liegt außerhalb des Rahmens dieses Artikels, daher werden wir „ME/CFS“ verwenden, trotz der Möglichkeit, dass die ursprüngliche CFS-Falldefinition zur Aufnahme von Personen führt, die frühere Kriterien für Myalgic . nicht erfüllt hätten Enzephalomyelitis.

Die Dokumentation von ME/CFS-Fällen zeigt Hinweise auf sowohl sporadische Ereignisse, an denen einzelne Personen beteiligt waren, als auch regionale Ausbrüche, an denen erhebliche Teile der betroffenen Gemeinden beteiligt waren, insbesondere Krankenhäuser, Schulen und Militärstützpunkte. Die Schätzung der ME/CFS-Prävalenz durch maschinelles Lernen unter Verwendung umfangreicher medizinischer Schadensdaten ergibt eine Diagnosehäufigkeit in den Vereinigten Staaten, die zwischen 1,7 und 3,38 Millionen Amerikanern (5) liegt, und weltweit kann die Prävalenz bis zu 65 Millionen betragen (6). ME/CFS ist keine seltene Krankheit und daher sind das Verständnis der Krankheitspathophysiologie und die Entdeckung standardisierter biologischer Marker oder Tests wichtig, um geeignete Behandlungen zu identifizieren.

Das Muster der Übertragbarkeit und die akute Symptomkonstellation, die an eine grippeähnliche Erkrankung erinnert, führten frühe Forscher zu der Hypothese einer viralen Theorie der ME/CFS-Erkrankungsätiologie. Tatsächlich haben eine Reihe von Forschern eine Vielzahl von mikrobiellen Krankheitserregern als Auslöser und/oder Aufrechterhaltung des ME/CFS-Krankheitszustands untersucht. Dazu gehören unter anderem Epstein-Barr-Virus, Cytomegalovirus, Parvovirus B19, Brucella, Toxoplasma, Coxiella burnetti, Chlamydia pneumoniae, humane Herpesviren, Enteroviren, humanes T-Zell-Leukämievirus II-ähnliches Virus, Spumavirus, Hepatitis C-Virus und humane

Lentiviren (7–9).

Zwischen den 1930er und 1960er Jahren traten eine Reihe von weltweit auftretenden ME/CFS-Ausbrüchen mit einer raumzeitlichen Inzidenz, die mit Poliovirus-Epidemien zusammenfiel, unter den Titeln „abortive oder atypische Poliomyelitis“ auf, die zu „benigner myalgischer Enzephalomyelitis“ oder „epidemischer Neuromyasthenie“ überging, wie Ärzte suchte nach einem Begriff, um das Symptomprofil betroffener Personen zu beschreiben (3, 10, 11). Ein ME/CFS-Ausbruch ereignete sich im Jahr 1934 in Kalifornien und ist ein repräsentatives Beispiel für klinische Symptome, die Patienten während ähnlicher Epidemien dieser Zeit erlebten. Kurz gesagt, der Ausbruch von 1934 ereignete sich unter etwa 200 Krankenhausangestellten, hauptsächlich weiblich, die an einer scheinbar akut Poliomyelitis erkrankten. Zu den epidemiologischen Abweichungen von dem, was bei Poliomyelitis-Epidemien allgemein erwartet wird, gehörten relativ hohe Anfallsraten, niedrige Sterblichkeitsraten, niedrige Lähmungsraten und eine hohe Inzidenz bei Erwachsenen im Gegensatz zu kleinen Kindern. Zu den Symptomen der Betroffenen gehörten erhebliche Temperaturschwankungen im Tagesverlauf, lokalisierte Muskelschwäche sowie Schmerzen und Muskelempfindlichkeit. Die Patienten zeigten weiterhin Taubheitsgefühl, Parästhesien, Belastungsintoleranz und wiederkehrende systemische und neurologische Symptome. Die Längsverfolgung einer Untergruppe dieser Patienten zeigte Restmuskelveränderungen, Müdigkeit und mentale Veränderungen. Elektromyogramme zeigten generalisierte, leichte Veränderungen der Motoneuronen und Beobachtungen deuteten darauf hin, dass auch nach vielen Jahren relativ normaler Gesundheit Rezidive auftreten könnten (10, 12). Die Gesamtheit dieser Befunde deutete auf einen Infektionserreger hin, obwohl die damals verfügbaren Tests einen bestimmten Täter nicht überzeugend implizieren konnten.

Nachfolgende Ausbrüche zeigten die gleichen grundlegenden Merkmale des Ausbruchs von 1934 mit einigen unterschiedlichen klinischen Erscheinungsbildern je nach Region (3, 11, 13). Insgesamt traten die meisten Epidemieausbrüche von Mitte Frühjahr bis Frühherbst auf, was darauf hindeutet, dass ein Virus mit saisonalen Epidemietrends beteiligt sein könnte. Saisonalität ist bei Viren nicht selten; viele Arten, einschließlich, aber nicht beschränkt auf Echovirus, Coxsackievirus und mit Poliovirus verwandte Arten, weisen bekanntermaßen eine starke Saisonalität der Ausbrüche auf, die ihren Höhepunkt im August oder Frühherbst erreicht (10, 14). Ausbrüche nach 1934, die aufgrund ähnlicher klinischer Präsentationen und Verbindungen zu einem enteroviralen Täter eine bemerkenswerte Erwähnung verdienen, werden im Folgenden hervorgehoben:

• 1949–1953 Adelaide, Australien: Dr. R. A. Pellew führte mehrere Tierstudien mit Rachenspülungen, Kot und Liquor von Patienten durch, die während des Adelaide-Ausbruchs 1949–1953 als Impfmittel für Rhesusaffen, Kaninchen, Mäuse und Hühnereier gesammelt wurden. Die Untersuchung an zwei Affen, die wiederholt mit Patientenproben geimpft wurden, ergaben winzige rote Flecken entlang des Ischiasnervs, Infiltration von Lymphozyten und mononukleären Zellen in Nervenwurzeln und Nervenfasern, die eine fleckige Schädigung der Myelinscheide mit Axonschwellung zeigten. Obwohl sie den Ergebnissen der Poliovirus-Impfung ähnlich waren, zeigten diese Affen weiter verbreitete Veränderungen in zusätzlichen Bereichen des Nervensystems ohne Anzeichen einer Schädigung von Nervenzellen im Gehirn und Rückenmark. Darüber hinaus wurde bei einem der beiden untersuchten Affen eine schwere Myokarditis festgestellt, die am häufigsten durch Enteroviren verursacht wird (10, 15).

• 1948 Akureyri, Island: Die Inzidenz von über 1.000 Fällen innerhalb von 3 Monaten führte zur Bezeichnung „Isländische Krankheit“, die sich später in „benigne myalgische Enzephalomyelitis“ weiterentwickelte (16). Diejenigen, die an der Krankheit erkrankten, zeigten den Beginn einer klassischen Viruserkrankung, die sich später zu einer systemischen Form der Krankheit mit Symptomen wie niedrigem Fieber und signifikanter Muskelempfindlichkeit/-schwäche entwickelte. Aufgrund des Auftretens gleichzeitiger lokaler Poliomyelitis-Epidemien wurden Tests auf Infektionskrankheiten durchgeführt, die jedoch keinen Hinweis auf Poliovirus, Coxsackievirus oder andere bekannte Enzephalitisviren ergaben (10).

• 1956 Thorshofn/Egilsstadir, Island: Unterschiedliche Impfreaktionen gegen Polioviren zwischen Kindern, die der „Isländischen Krankheit“ ausgesetzt waren, zeigten, dass der ätiologische Erreger bei ME/CFS ein mit dem Poliovirus immunologisch verwandtes Virus sein könnte. Kinder in einem Dorf im Nordosten Islands, Thorshofn, erzeugten nach der Impfung einen leichten Anstieg der Antikörperproduktion, während Kinder aus Egilsstadir, etwa 200 km südlich, eine viel stärkere Immunantwort auf die Impfung gegen Polio zeigten. Der Unterschied zwischen den beiden Standorten bestand darin, dass die Kinder aus Eglisstadir aus einem Gebiet stammten, in dem kürzlich eine myalgische Enzephalomyelitis ausgebrochen war, die Kinder aus Thorshofn jedoch nicht (17). Dieser indirekte Beweis einer unbekannten früheren Immunität wurde auch beim oben erwähnten Ausbruch von Adelaide festgestellt. Dies wurde durch einen Rückgang der Poliofälle um 43 % im Süden Australiens, wo sich Adelaide befindet, im Vergleich zu Regionen wie New South Wales und Queensland, die vermehrt Poliofälle meldeten, belegt (18). Enterovirale Kreuzimmunität ist im Enterovirus-Bereich gut dokumentiert und legt nahe, dass Kinder in ME/CFS-betroffenen Gebieten einem dem Poliovirus immunologisch ähnlichen Agens ausgesetzt waren (19).

Ähnliche epidemische Ereignisse von ME/CFS sind im Laufe der Zeit weltweit aufgetreten, bei denen Patienten akute Symptome zeigen, die einigen von Poliomyelitis betroffenen Patienten ähneln. Die späteren Phasen der Krankheitsprogression machen mehrere Unterschiede zwischen ME-Patienten und denen mit Poliomyelitis deutlich. Das Auftreten erheblicher Überlappungen der Symptomkonstellation zwischen ME/CFS, Poliomyelitis und anderen nicht-Polio-Enterovirus-bezogenen klinischen Ergebnissen sowie die Ähnlichkeit der epidemischen Saisonalität sind weitere Indizien für einen Zusammenhang zwischen ME/CFS und Enteroviren. Eine Möglichkeit für das gemeinsame Auftreten von Polio- und Nicht-Polio-Enteroviren-Ausbrüchen kann die Umweltquelle von Enteroviren sein, die oft kontaminierte Gewässer sind. Wenn Abwasser Wasser verunreinigt, können Verbraucher mehreren Arten von Enteroviren ausgesetzt sein.

Bis heute stützt die Forschung, die Enterovirus-Infektionen im Zusammenhang mit ME/CFS untersucht, eine erhöhte Prävalenz chronischer oder persistierender Infektionen in mehreren ME/CFS-Patientenkohorten. Die Mehrzahl der frühen EV-bezogenen Untersuchungen fand in den 1970er bis Anfang der 2000er Jahre im Vereinigten Königreich statt, beginnend mit serologischen Tests, bis hin zu molekularen Methoden, einschließlich des immunhistochemischen Nachweises des viralen Kapsidproteins (VP1) des Enterovirus und des Nachweises des viralen Genoms mittels RT-PCR (3, 13). Obwohl eine signifikante Anzahl früher Veröffentlichungen einen Zusammenhang zwischen chronischen enteroviralen Infektionen mit ME/CFS belegte, starb die Forschung zur enteroviralen Theorie der Krankheitsätiologie Anfang der 2000er Jahre mit wenigen Ausnahmen weitgehend aus (7, 20). Ein Grund dafür, dass die enterovirale Forschung bei ME/CFS ins Stocken geraten ist, ist die Schwierigkeit, das Virus nach Ablauf der Zeit nach einer akuten Infektion nachzuweisen. Da enterovirale Infektionen häufig und häufig sind, weist ein großer Teil der Bevölkerung außerdem serologische Hinweise auf eine Exposition auf. Ein weiteres Problem ist, dass Berichte über die Assoziation anderer Krankheitserreger und Umweltbelastungen zu der Vorstellung führten, dass viele verschiedene Arten von Beleidigungen zu ME/CFS führen könnten. Wir bieten eine kritische Bewertung der aktuellen Literatur, die zu weiteren Untersuchungen zur Rolle von Elektrofahrzeugen bei ME/CFS führen kann.

In diesem Übersichtsartikel werden wir zunächst das Wissen über Enteroviren in Bezug auf den Gewebetropismus und die Fähigkeit, in einem chronischen Infektionszustand zu persistieren, behandeln. Der Schwerpunkt wird auf die Aspekte der Pathophysiologie von ME/CFS-Patienten gelegt, die mit einer aktiven, chronischen Enterovirus-Infektion vereinbar sind. Wir werden einen kritischen Überblick über Studien geben, die versucht haben, chronische EV-Infektionen zu identifizieren. Die Studien werden nach der angewandten Forschungsmethodik kategorisiert, wobei besonderes Augenmerk auf die verwendeten Stichprobenarten und die Grenzen der gewählten Methoden gelegt wird. Wir hoffen, dass dieser Review als Leitfaden für zukünftige virusbezogene Studien dienen kann, indem die Gewebetypen und Ansätze hervorgehoben werden, die am ehesten Einblicke in die Hypothese geben, dass Enterovirus-Infektionen den Krankheitszustand bei ME/CFS auslösen und/oder aufrechterhalten.

 

Hintergrund zu Enteroviren

Enterovirus-Klassifizierung und grundlegende Molekularbiologie

Obwohl Poliovirus das bekannteste Enterovirus ist, gehört es nur zu einer von insgesamt 15 Enterovirus-Spezies, einschließlich der Enterovirus-Spezies A-L und Rhinovirus-Spezies A-C. Von den echten Enteroviren ist bekannt, dass die Spezies A–D beim Menschen ein breites Spektrum schwerer und tödlicher Epidemien verursacht haben (21, 22).

Das Enterovirus-Genom besteht aus einem einzelsträngigen positiven Sense-RNA-Molekül mit einer Länge von ungefähr 7,5 kb (siehe Abbildung 1). Nach der Translation durch die Wirtszellmaschinerie wird ein Polypeptid voller Länge produziert und dann proteolytisch in die Polyproteinprodukte PI, P2 und P3 gespalten. P1 kodiert für vier Strukturproteine, VP1-VP4, die das nicht umhüllte Virion-Capsid bilden. P2 und P3 werden proteolytisch in 10 nicht-strukturelle Proteine ​​gespalten, darunter 2A bis 2C, 3A bis 3D sowie die Vorläufer 2BC, 3AB und 3CD. Virale genomische RNA ist an ihrem 5'-Ende mit dem viral kodierten Protein VPg (3B) anstelle einer methylierten Nukleotid-Cap-Struktur versehen. 

Abbildung 1. Repräsentative Enterovirus-Genomstruktur mit Schwerpunkt auf 5′UTR-Domäne I und Genomreplikation. (A) Grafische Darstellung des EV-Genoms sowie der proteolytischen Verarbeitung zur Herstellung aller strukturellen und nicht-strukturellen Proteine. Zahlenbereiche geben Nukleotidpositionen für die

Domänen 1–7 in der 5′UTR von CVB4 an. (B) 2D-Darstellung der CVB4-Domäne I-Sekundärstruktur. Zahlen geben Nukleotidpositionen an. (C) Von (23) nach Lizenz: Creative Commons Namensnennung 4.0 International. Ein integriertes Modell für die Replikation von Enteroviren. Die Negativstrang-Synthese wird durch Zirkularisierung des Positivstrang-Genoms über eine Protein-Protein-Brücke durch die Interaktion des ternären Komplexes am 5′-Ende (3CD und PCBP gebunden an die Kleeblattstruktur) und PABP an das 3′-Ende initiiert. -Poly(A)-Schwanz (I. + II.). CRE-vermitteltes VPg-pUpU fungiert als Primer der Reaktion und die Polymerase 3D synthetisiert den neuen Negativstrang (III.), was zu einem doppelsträngigen Zwischenprodukt (RF) (IV.) führt. Das positiv-negative Duplex-RNA-Intermediat entwindet sich, so dass sich die Kleeblattstruktur am 5'-Ende des Positivstrangs ausbilden kann. 3CD und PCBP binden an das Kleeblatt, um einen ternären Komplex zu bilden, der wiederum die Positivstrangsynthese am 3'-Ende des Negativstrangs (V.) initiiert. Der Primer, VPg-pUpU, wird rekrutiert und bindet an die 3'-terminale AA des negativen Strangs, und der neue positive Strang wird durch die Polymerase 3D synthetisiert (VI.).

 Enteroviren gelangen in die Zelle, indem sie an Wirtszellrezeptoren binden und eine rezeptorvermittelte Endozytose durchlaufen. Zelluläre Rezeptoren variieren zwischen den EVs und umfassen CD155/Poliovirus-Rezeptor, Integrine αvβ6 und αvβ3, ICAM-1, ICAM-5, CD55/Decay Accelerating Factor, KREMEN1, Coxsackievirus und Adenovirus-Rezeptor (CAR), Scavenger-Rezeptor B2, P-Selectin-Glykoprotein-Ligand -1, sialyliertes Glykan, Heparansulfat, neonataler Fc-Rezeptor und Annexin II (24–28).

Nach dem zellulären Eintritt erfolgt die Translation nach der Ribosomenbindung an eine interne Ribosomeneintrittsstelle (IRES) vom Typ I, die sich innerhalb der 5'UTR des viralen Genoms befindet. Die Replikation erfolgt über die viral kodierte RNA-abhängige RNA-Polymerase (3Dpol), die das negative Sense-RNA-Komplement bildet, das verwendet wird, um zusätzliche positive RNA-Genome zu erzeugen (29). Während einer aktiven Infektion beträgt das Verhältnis von positiven zu negativen Strängen etwa 100:1, während chronische Infektionen ein Verhältnis von eher 1:1 aufweisen (7).

5'- und 3'-UTR-Sekundärstrukturen rekrutieren sowohl virale als auch Wirtszellproteine, um die virale Translation und Replikation zu unterstützen (30). Die 5′UTR von EVs enthält eine Kleeblatt-Sekundärstruktur, die als Domäne 1 bezeichnet wird, sowie eine interne Ribosomeneintrittsstelle (IRES), die sechs Hauptstamm-Schleifen-Strukturen enthält (siehe Abbildung 1). Die 5′UTR wird benötigt, um sowohl die Negativ- als auch die Positivstrang-RNA-Synthese zu initiieren. Die 3′UTR enthält auch wichtige Sekundärstrukturen, zwei vorherrschende Haarnadelschleifen, die die wesentliche Struktur des Ursprungs oder der Replikation für die Negativstrangsynthese sind. Proteine, die an die 5'UTR gebunden sind, interagieren mit anderen, die an die Polyadenylierungssequenz des Genoms am 3'-Ende gebunden sind, wodurch die Zirkularisierung des viralen Genoms gefördert wird. Die Zirkularisierung ermöglicht es den 3′UTR-Sekundärstrukturen, als Initiationsstelle für die 3Dpol-Bindung und am Replikationsursprung zu fungieren (31).

Die viral kodierte RNA-Polymerase ist aufgrund des Fehlens eines Korrekturlesemechanismus fehleranfällig, was zu hohen Mutationsraten während der gesamten enteroviralen Evolution führt. Darüber hinaus kann intra- und intertypische genetische Rekombination zwischen Enteroviren auftreten, was zu einer erhöhten genotypischen Plastizität führt. Enterovirus-Genome weisen häufig mosaikartige Genomsequenzen auf, die zu einer großen Vielfalt genotypischer und phänotypischer Diversität über die Enterovirus-Serotypen hinweg führen (32, 33).

 

Enterovirus-Trägerstatus vs. persistente Infektionen im Steady-State

Es ist allgemein bekannt, dass persistierende enterovirale Infektionen in zwei Formen auftreten, die als Carrier-State- und Steady-State-Persistenz bezeichnet werden. Bei Infektionen im Trägerzustand werden hohe Mengen an infektiösem Virus produziert, wobei die Infektion auf nur einen kleinen Teil der Zellen beschränkt ist. Alternativ zeigen stationäre Infektionen, dass alle Zellen gleichzeitig infiziert sind, jedoch die Virusreplikation verlangsamt ist, was zu einem nicht-lytischen Phänotyp mit niedrigen Viruskopienzahlen pro Zelle führt. Von beiden Arten persistierender Virusinfektionen ist bekannt, dass sie bei humanen enteroviralen Spezies auftreten und mit mehreren klinischen Zuständen in Verbindung gebracht wurden (34–42).

Untersuchungen zu CVB4-Infektionen von duktalen Pankreaszellen (PANC-1) und murinen Herzmyozyten (HL-1) zeigen, dass die produktive Virusreplikation (106-108 PFU/ml) auf eine begrenzte Subpopulation von Zellen in Kultur beschränkt ist und daher Beispiele sind von Carrier-State-Infektionen in vitro. PANC-1-Zellen, die eine Lyseresistenz durch anschließende CVB4-Superinfektion zeigten, wurden als solche PANC-1-Zellen mit herunterregulierter Coxsackie-Adenovirus-Rezeptor (CAR)-Expression bestimmt, die in Kultur innerhalb mehrerer Passagen dominant wurden (43–45). Diese Ergebnisse zusammen veranschaulichen den Einfluss der Wirtszelle auf das koevolutionäre Gleichgewicht zwischen Wirt und Virus, wenn der Wirt versucht, die Ausbreitung der Virusinfektion durch eine Verringerung der Expression des viralen Eintrittsrezeptors zu begrenzen (44). Die CVB1-Infektion von PANC-1-Zellen zeigt auch, dass CVB1 die Herunterregulierung von zellulären Proteinen bewirkt, die am mitochondrialen Energiestoffwechsel beteiligt sind. Mitochondriale Dysfunktion, oxidative Phosphorylierung, Fettsäure-Alpha- und Beta-Oxidation, Zitronensäurezyklus und Leucin- und Valin-Abbauwege wurden unter den durch Massenspektrometrie nachgewiesenen herunterregulierten Proteinen signifikant angereichert. Interessanterweise zeigten weitere Untersuchungen der mitochondrialen Netzwerke von PANC-1-infizierten Zellen unterschiedliche Veränderungen in der Morphologie des mitochondrialen Netzwerks basierend auf dem CVB1-Stamm (ATCC vs. 10796), der zur Generierung von Carrier-State-Infektionen verwendet wurde. Der CVB1-Stamm 10796 produzierte fragmentierte mitochondriale Netzwerke, während nicht infizierte Zellen oder solche, die mit dem CVB1-Stamm ATCC infiziert waren, beide filamentöse mitochondriale Netzwerke zeigten. Die Proteomanalyse unterstützte diese Ergebnisse weiter, indem sie eine signifikante Herunterregulierung von mitochondrialen Proteinen zeigte, die an Fusionsprozessen beteiligt sind, einschließlich Mitfusion-1, Mitofusion-2 und mitochondrialer Dynamin-ähnlicher GTPase OPA1 im Stamm 10796-induzierten persistenten Infektionsmodell (46). Neben der Unterstützung von Coxsackievirus-induzierten Infektionen im Trägerzustand in Bauchspeicheldrüse und Herz deutet die In-vitro-Infektion menschlicher Astrozytenzellen auch auf eine persistierende Coxsackievirus-Infektion im Zentralnervensystem (ZNS) hin (47).

Steady-State-Infektionen sind dadurch gekennzeichnet, dass alle Zellen in Kultur ein niedriges Niveau an nicht-lytischer Virusreplikation aufweisen. Niedrige Niveaus der viralen Replikation führen zu einer verringerten viral-induzierten Hemmung der Proteinsynthese der Wirtszelle und führen somit zum nicht-lytischen Phänotyp. Bis heute haben mehrere Studien gezeigt, dass eine Untergruppe von Enterovirus-Serotypen, einschließlich Coxsackieviren und Echoviren, in der Lage ist, niedrig replikative Steady-State-Infektionen ohne zytopathische Wirkung zu erzeugen. Dieses Phänomen kann durch eine Reihe von Faktoren verursacht werden, einschließlich, aber nicht beschränkt auf 5′UTR-terminale Deletionen, die zu Replikationsdefiziten oder reduzierter Typ-I-Interferon-Antwort-Auslösung führen, fehlerhafte Virion-Kapsidbildung aufgrund unvollständiger Kapsid-Polypeptid-Prozessierung und alternative EV-RNA-Mutationen, die zu Anomalien wie einer stabilen und atypischen doppelsträngigen RNA-Komplexbildung führen, die die weitere virale Positivstrang-Synthese hemmt (48–51). Im Zusammenhang mit ME/CFS sind terminale 5′UTR-Deletionen und/oder atypische dsRNA-Komplexbildungen bemerkenswert, da sie in mehreren Studien bei einem Teil der ME/CFS-Patientenkohorten vorkommen (52–54). In einer Reihe von Fällen zeigen chronische Erkrankungen mit einigen Überschneidungen in der Symptomkonstellation mit ME/CFS erhebliche Hinweise auf eine Erkrankungsbeteiligung durch persistierende Infektions-EV-Varianten. Zu diesen chronischen Erkrankungen gehören idiopathische dilatative Kardiomyopathie (IDCM) (35), chronisch-entzündliche Myopathie (36), insulinabhängiger Diabetes mellitus (37–39), Post-Polio-Syndrom (40, 41) und chronische Entzündungen und Läsionen des ZNS (42 .). ). Beispielsweise wies eine Studie an EV-positiv-IDCM-Herzgewebe ein positives zu negatives Strangverhältnis von 2 bis 20 nach (35), während eine andere EV-negatives zu positives Strangverhältnis von 1–5 in infiziertem Herzgewebe zeigte (55). Darüber hinaus wurde die mediane Viruslast im Herzgewebe mit 287 EV-RNA-Kopien/μg Gewebe bewertet. Solch eine geringe Menge stellt eine erhebliche Herausforderung dar, wenn versucht wird, persistierende enterovirale Infektionen in schwer zu entnehmenden/invasiven Sekundärgewebe-Screening-Stellen nachzuweisen. Niedrige Virusreplikationsspiegel führen zu so geringen EV-RNA-Spiegeln, dass sie möglicherweise die untere Nachweisgrenze überschreiten (51).

Bei der Überprüfung der Ergebnisse persistierender In-vitro-EV-Infektionen wird deutlich, dass EVs mit der Fähigkeit, Infektionen im Trägerzustand zu erzeugen, in der Lage sind, zelluläre Ergebnisse zu erzeugen, die für die ME/CFS-Pathophysiologie in Abhängigkeit von EV-Varianten relevant sein können. Wie oben erwähnt, stören spezifische CVB1-Varianten (CVB1 10796) die mitochondriale Netzwerkmorphologie und führen zu einer Herunterregulierung von Proteinen, die für den mitochondrialen Energiestoffwechsel relevant sind. In Bezug auf EVs, die Steady-State-Infektionen hervorrufen, wurde gezeigt, dass Echovirus 6 und Enterovirus 72 (Hepatitis A) beide in-vitro persistierende Steady-State-Infektionen verursachen (48, 56, 57). Echovirus 6 verursacht auch nachweislich persistierende In-vivo-Infektionen und wird mit neurologischen Erkrankungen wie Enzephalitis und Meningitis in Verbindung gebracht (58). Leider ist die Literatur über mitochondriale Ergebnisse in Bezug auf diese beiden Viren bestenfalls düster. Eine Echovirus-6-Infektion von kultivierten Affennierenzellen zeigt, dass die Mitochondrien ihre Form behalten, es fehlen jedoch Informationen über die mitochondriale Enzymologie und das mitochondriale Membranpotential (59). Obwohl es einen ernsthaften Mangel an Literatur zu Steady-State-Infektionen mit Enteroviren und mitochondrialer Dysfunktion gibt, sind persistierende Echovirus-6-Infektionen mit nicht-lytischer viraler RNA und Veränderungen in der Kapsidproteinproduktion, einschließlich unprozessiertem Kapsidpolypeptid V0, verbunden (49). In Anbetracht der großen Zahl von Interaktionen zwischen enteroviralen kodierten Proteinen und Wirtsproteinen ist es vernünftig anzunehmen, dass eine Herunterregulation und Variation der viralen kodierten Proteinproduktion während Steady-State-Infektionen zu einem anderen und weniger ausgeprägten Phänotyp der mitochondrialen Dysfunktion führen könnte als beim Enterovirus-Trägerstatus Infektionen, akute Infektionen oder Zellen ohne Infektion.

 

Mitochondriale Anomalien in ME/CFS-Zellen

Es gibt neuere Literatur, die Unterschiede im Immunzellstoffwechsel zwischen ME/CFS-Patienten und Kontrollpersonen beschreibt (60–67). Die Relevanz dieser Berichte für eine mögliche Dysfunktion von Mitochondrien in Geweben und Organen ist unklar. Immunzellen verändern ihren Stoffwechsel, während sie auf Signale reagieren, die auf eine Bedrohung hinweisen (68, 69). Es ist nicht bekannt, ob der veränderte mitochondriale Stoffwechsel auf eine fehlerhafte Signalübertragung oder eine angemessene Immunantwort zurückzuführen ist, die eher bei Patienten als bei gesunden Personen vorhanden ist, und nicht auf einer tatsächlichen Anomalie.

Frühe Studien an Muskelbiopsien von 50 ME/CFS-Patienten fanden mitochondriale Anomalien, die bei der ultrastrukturellen Untersuchung als Verzweigung und Fusion von mitochondrialen Cristae beschrieben wurden, zusätzlich zu Schwellungen, Vakuolen, Myelinfiguren und sekundären Lysosomen, die auf eine mitochondriale Degeneration hinweisen. Die Autoren kamen zu dem Schluss, dass ihre Arbeit der erste Beweis dafür war, dass ME/CFS auf eine mitochondriale Störung zurückzuführen sein könnte, die durch eine Virusinfektion verursacht wurde (70).

Einige Jahre später wurden Biopsien des rechten Quadrizepsmuskels von neun ME/CFS-Patienten mittels Elektronenmikroskopie, Immunchemie, mtDNA-Sequenzierung (wie bereits erwähnt) und Enzymaktivitätsassays untersucht. Die Forschergruppe fand mitochondriale Strukturanomalien, eine Inversion des Cytochromoxidase/Succinat-Dehydrogenase-Verhältnisses und eine Verringerung einiger mitochondrialer Enzymaktivitäten. Die Ergebnisse des Enzymaktivitäts-Assays zeigen eine Verringerung der oxidativen Muskeleigenschaft, die an mehreren mitochondrialen Matrixenzymen einschließlich NADHtr, COX und Succinatdehydrogenase bewertet wurde. Auch für Cytochrom-c-Oxidase und Citrat-Synthetase wurde eine Reduktion der mitochondrialen Enzymaktivitäten unterstützt (71).

Zwei kürzlich durchgeführte Studien fanden eine normale mitochondriale oxidative Phosphorylierung (Oxphos) und eine normale Aktivität des Atmungskettenkomplexes im Vergleich zu gesunden Kontrollen. Ein Einblick in die mitochondriale oxidative Phosphorylierung wurde jedoch unter Verwendung von Plasma-Kreatinkinase als Ersatzmaß für Oxphos im Muskel bestimmt (72, 73).

Eine andere neuere Studie verwendete eine extrazelluläre Flussanalyse in vitro, um die Verwendung verschiedener Substrate durch Skelettmuskelzellen von Patienten im Vergleich zu Kontrollen zu bestimmen. Diese Studie ergab, dass Muskelzellen von ME/CFS-Patienten im Vergleich zu Kontrollen reduziertes Oxphos aufwiesen, wenn sie mit Glukose als Substrat versorgt wurden, während keine Anomalien festgestellt wurden, wenn Zellen mit Galactose oder Fettsäuren versorgt wurden (74).

Insgesamt ist die Literatur rund um die mitochondriale Dysfunktion bei ME. CFS-Patienten weisen auf bioenergetische Anomalien hin, die je nach Art der persistierenden Virusinfektion im Bereich möglicher zellulärer Ergebnisse liegen. Unterschiedliche Befunde in Bezug auf die mitochondriale Funktion bei ME/CFS-Muskelbiopsien können auf einen Bias der Probenentnahme zurückzuführen sein, da latente enterovirale Infektionen innerhalb sekundärer Infektionsorte nicht einheitlich sind und daher die Entdeckung einer zellulären Pathophysiologie nur gefunden werden würde, wenn die richtige Gewebestelle abgefragt würde.

 

Enterovirus-Zell- und Gewebetropismus

Jedes Enterovirus hat einen unterschiedlichen Tropismus auf Zell- und Gewebeebene, der sowohl von Wirts- als auch viralen Faktoren bestimmt wird, einschließlich der Verfügbarkeit von zellulären Virusrezeptoren, der gewebespezifischen Aktivität von IRES auf virale RNAs und angeborenen antiviralen Immunaktivitäten wie der Interferon (IFN)-Reaktion. Unter diesen Bedingungen zeigen EVs als Ganzes ein breites Spektrum an Zell- und Gewebetropismus, was zu einer Vielzahl von Krankheitsergebnissen führt. Die Krankheiten können als kurzzeitige Krankheiten wie Erkältung und akute hämorrhagische Konjunktivitis auftreten oder können durch Infiltration in sekundäre Infektionsherde wie Organe, Muskeln oder das zentrale Nervensystem (ZNS) schwerwiegendere Krankheiten verursachen und zu Myokarditis, Perikarditis, Enzephalitis, Meningitis, Pankreatitis, Lähmung und Tod (75).

Die ZNS-Regulierung der Ausgabe des autonomen Nervensystems erfolgt durch multisynaptische Verbindungen, die vom Hypothalamus und Mittelhirn zu präganglionären Neuronen im Hirnstamm und im Rückenmark absteigen. Das zentrale autonome System besteht ferner aus Verbindungen zwischen einer Vielzahl von Strukturen des limbischen Systems, wie der Amygdala und dem Hippocampus, um den Ausfluss des autonomen Nervensystems (ANS) kollektiv zu regulieren (76). Das ANS ist unterteilt in sympathisches, parasympathisches und enterisches Nervensystem, die zur Steuerung innerer Körperprozesse wie Blutdruck, Herz- und Atemfrequenz, Körpertemperatur, Verdauung, Stoffwechsel, Flüssigkeitsretention, Produktion von Körperflüssigkeiten, Wasserlassen, Stuhlgang, und sexuelle Reaktion (77).

ME/CFS-Patienten weisen eine Reihe von pathophysiologischen Merkmalen auf, die auf Anomalien im ANS hinweisen, darunter beeinträchtigte Blutdruckvariabilität, orthostatische Intoleranz, hohe Prävalenz und Schwere des posturalorthostatischen Tachykardie-Syndroms (POTS), verzögerte Magenentleerung, gestörte Thermoregulation bei jugendlichen Patienten, Verlust der Fähigkeit, sich von einer Azidose bei wiederholtem Training zu erholen, anormalem Herzzeitvolumen und veränderten Gehirneigenschaften in einer Vielzahl von Gehirnregionen, einschließlich der Strukturen des limbischen Systems, die das ANS steuern (1, 78–81). Diese veränderten Eigenschaften des Gehirns umfassen einen reduzierten Blutfluss in Gehirn, Hirnstamm und Großhirnrinde; beeinträchtigte reziproke Konnektivität zwischen dem vasomotorischen Zentrum, dem Mittelhirn und den Hypothalamusregionen; erhöhte Neuroinflammation über weit verteilte Hirnareale, einschließlich, aber nicht beschränkt auf Hippocampus, Thalamus, Mittelhirn und Pons; reduzierter zerebraler Glukosestoffwechsel und niedrigeres Glutathion im Gehirn (1, 82–86). Viele der veränderten Gehirneigenschaften, die bei ME/CFS-Patienten beobachtet wurden, werden in ähnlicher Weise in klinischen Fällen berichtet, die mit neurotropen Enteroviren in Zusammenhang stehen. Zum Beispiel ist eine durch Coxsackievirus A3 verursachte fokale Enterovirus-Enzephalitis mit einer fokalen Hypoperfusion im rechten Frontallappen verbunden, die nach der Genesung des Patienten von der neurotropen enteroviralen Infektion verschwindet. Dieser Fallbeispiel ähnelt weitgehend mehreren SPECT-Studien, die darauf hindeuten, dass ME/CFS-Patienten eine signifikante Minderdurchblutung in Hirnregionen aufweisen, die mit ihren patientenspezifischen Symptomen übereinstimmen (87–92).

Für jedes Enterovirus gibt es ein vielfältiges Spektrum von Tropismen; einige EVs sind neurotroper Natur, während andere myotrop sein können. Unter den humanen Enterovirus-Familien A–D existiert eine Untergruppe von EVs, von denen bekannt ist, dass sie neurotrop sind; dazu gehören unter anderem EV71, multiple Coxsackievirus-Gruppe A-Mitglieder, alle Coxsackievirus-Gruppe B-Mitglieder, Poliovirus und EVD68. Es überrascht nicht, dass verschiedene neurotrope Enteroviren über alternative Strategien Zugang zum ZNS erhalten und somit einen ausgeprägten ZNS-Gewebetropismus aufweisen. Poliovirus infiziert und repliziert beispielsweise hauptsächlich Motoneuronen im Vorderhorn des Rückenmarks, während EV71 hauptsächlich auf neuronale Vorläuferzellen (NPSCs) und Astrozyten abzielt (75). Eine NPSC-Infektion ist besonders vorteilhaft für die Verbreitung, Übertragung, Replikation und Persistenz des Virus. Zum Beispiel kann eine NPSC-Infektion die ZNS-Präsenz erweitern, da sich die infizierten NPSCs in neuronale, Astrozyten- und Oligodendrozyten-Linien differenzieren. Darüber hinaus ermöglicht die NPSC-Migration nach der Differenzierung den Zugang zu neuen ZNS-Orten, und schließlich kann eine EV-Infektion von NPSCs EV-spezifische genomische Veränderungen auslösen, die es dem Virus ermöglichen, aufgrund der ruhenden zellulären Umgebung von nicht aktivierten NPSCs oder NPSCs in einem latenten Zustand zu verbleiben die zu einem neuronalen Zellschicksal übergegangen sind (93).

EVs erhalten Zugang zum ZNS durch eine Reihe von Eintrittsmechanismen, einschließlich der direkten Infektion von mikrovaskulären Endothelzellen des Gehirns, des retrograden axonalen Transports nach einer Muskelinfektion, des exosomalen Transports über die Blut-Hirn-Schranke (BBB) ​​und des Trampens innerhalb von wandernden infizierten Immunzellen mit BBB-Privileg (75). Die Infektionsergebnisse können den erwarteten Veränderungen folgen, wie dem Stoppen von kappenabhängigen translationalen Ereignissen der Wirtszelle und der Erzeugung von zytopathischen Wirkungen, die Gewebeläsionen verursachen. EVs können jedoch auch eine persistierende/chronische Infektion mit atypischen klinischen Ergebnissen begründen, wie dies bei ME/CFS der Fall sein kann (75).

Mehrere bekannte EV-ZNS-Infektionen weisen Symptome einer autonomen Dysfunktion auf, die an die bei ME/CFS-Patienten beschriebenen erinnern. Eine Schädigung des ANS ist nach einer Poliovirus-Infektion gut dokumentiert; Die postmortale Histopathologie zeigt routinemäßig eine Schädigung der Region der Formatio reticularis des Hirnstamms, unabhängig davon, ob der Patient eine Rückenmarksschädigung oder Lähmung aufwies (94). Die Formatio reticularis, ein Netzwerk von Neuronen im Hirnstamm, das in den Hypothalamus, Thalamus und den Kortex hineinragt, spielt eine Rolle als Kardiodepressor, der die kardiovaskuläre Leistung senkt. Patienten mit Post-Polio-Syndrom (PPS) weisen eine hohe Prävalenz von Hypertonie und Tachykardie auf, während ME/CFS-Patienten hohe POTS-Raten aufweisen, die von einem Blutdruckabfall begleitet werden. Der Unterschied in den Ergebnissen der autonomen Dysfunktion zwischen ME/CFS- und PPS-Patienten kann möglicherweise auf eine Infektion mit genetisch unterschiedlichen EV-Serotypen mit unterschiedlichem Neurotropismus und damit unterschiedlichen klinischen Manifestationen zurückzuführen sein. Allerdings teilen sich Patienten mit PPS und Patienten mit ME/CFS Läsionen der weißen Substanz des Gehirns bei der MRT, Verlangsamung der Elektroenzephalographie-Ausgabe, klinische Beeinträchtigung der Aufmerksamkeit und abnormale Hypothalamus-Hypophysen-Nebennieren-Achsen-Funktion (95). Nichtsdestotrotz gibt es eine Kontroverse darüber, ob die Berichte über übermäßige Läsionen der weißen Substanz bei ME/CFS-Patienten stattdessen auf das Alter, eine Fehldiagnose einer neurologischen Störung oder auf eine schwere Depression zurückzuführen sind. Eine quantitative Zusammenfassung rigoroser Daten zu Läsionen der weißen Substanz bei ME/CFS zeigte keine signifikante Zunahme der Läsionen (96), aber es sind Studien erforderlich, die fortschrittlichere Neuroimaging-Methoden verwenden.

Drei ME/CFS-Post-Mortem-Gehirnautopsiestudien fanden enterovirale genomische RNA und VP1-Capsid-Protein im Hypothalamus, Hirnstamm, Großhirnrinde, medialen Temporallappen, lateralen Frontalkortex, Okzipitallappen und Kleinhirn (97–99). Diese Ergebnisse unterstützen zusätzlich, dass eine persistierende EV-Infektion im limbischen und extralimbischen Gewebe des Patienten möglich ist und die bei ME/CFS-Patienten beobachtete ANS-Dysfunktion treiben könnte.

ZNS-Infektionen durch andere EVs wie EV71 und Coxsackieviren der Gruppe B führen zu ANS-Dysfunktionen, die an die ME/CFS-Pathophysiologie erinnern. Die EV71-Hirnstammenzephalitis induziert gelegentlich Symptome einer ANS-Beteiligung, einschließlich Blutdruckschwankungen, Tachykardie oder Bradykardie, Hypertonie oder Hypotonie und Atemnot. Zu den ZNS-spezifischen klinischen Manifestationen von EV71 zählen myoklonischer Ruck, polioähnliches Syndrom, Lethargie, Gliedmaßenschwäche, veränderter mentaler Status, Enzephalomyelitis, Enzephalitis, aseptische Meningitis und Rhombencephalitis (100, 101). Von diesen EV71-bezogenen klinischen Manifestationen des ANS/ZNS werden bei ME/CFS-Patienten veränderte Blutdruckregulation, veränderte Herzfrequenzregulation, myoklonischer Zucken, Lethargie, Gliedmaßenschwäche und veränderter mentaler Status berichtet, was auf eine große Überlappung der Symptomkonstellationen zwischen ME/CNS hindeutet. CFS-Patienten und neurotrope EV-Infektionen (102, 103).

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass einige Serotypen von EVs einen ZNS-Tropismus aufweisen und die Fähigkeit haben, persistierende Virusinfektionen zu produzieren, die zu atypischen und unterschiedlichen chronischen klinischen Ergebnissen führen. Ein weiterer erschwerender Faktor ist die Produktion von EV-Quasispezies, einer Population von EVs mit Subpopulationen, die aus spezifischen genotypischen Varianten bestehen, jede mit genotypisch abhängigen funktionellen Merkmalen. Der Anteil der verschiedenen Quasispezies an der Gesamtpopulation bestimmt die Initiierung, das Fortschreiten und die Dynamik der klinischen Präsentation (93).

 

Nachweis von Enteroviren

Richtlinien zur Überwachung von Elektrofahrzeugen der Weltgesundheitsorganisation

Die Weltgesundheitsorganisation hat in Zusammenarbeit mit den US-amerikanischen Centers for Disease Control Richtlinien für die Enterovirus-Überwachung veröffentlicht, die empfohlene Verfahren zur Probenkonservierung sowie optimale Methoden zum Nachweis und zur Charakterisierung von Enteroviren detailliert beschreiben. Obwohl nicht alle humanen Enteroviren in Zellkulturen vermehrt werden können, besagen die Richtlinien, dass mehrere Versuche über eine Vielzahl von Zelllinien unternommen werden sollten, darunter: primäre African Green-, Cynomolgus- oder Rhesusaffen-Nierenzellen (AGMK, CMK, RMK), Rhesusaffenniere (LLC-MK2), Afrikanische Grünmeerkatzenniere (Vero, BGMK, GMK), Madin Darby Hundeniere (MDCK), humane diploide Zelllinien (MRC-5, WI-38, SF), humane embryonale Niere (HEK), human embryonaler Fibroblast (HEF), humanes Epithelkarzinom (HEp-2) und humane Rhabdomyosarkom (RD)-Zellen (104).

Die Leitlinien geben außerdem die bevorzugten und alternativen Probentypen für die Verwendung bei der Zellkultur-Inokulation in Abhängigkeit von dem bei den Patienten festgestellten klinischen Syndrom an. Basierend auf dem Auftreten von Enzephalitis und respiratorischen klinischen Syndromen in einem großen Teil der ME/CFS-Kohorten umfassen bevorzugte Probentypen Hirngewebe und bronchoalveoläre Lavage, mit alternativ zugelassenen Probentypen, einschließlich Liquor (CSF), Kot, Rachenabstrich, oropharyngealer Tupfer, nasopharyngealer Tupfer und rektaler Tupfer (104).

 

Ansätze und Grenzen von EV-Erkennungsstrategien in ME/CFS-Studien

In der gesamten Enterovirus- und Virusliteratur wird eine Reihe von Methoden verwendet, um das Vorliegen einer enteroviralen Infektion bei Patienten nachzuweisen. In den frühen Jahren des Virusnachweises wurden biologische Ansätze wie serologische Tests und Zellkulturmethoden eingesetzt. Die Isolierung über Zellkultur erfordert, dass Patientenproben in enterovirus-empfindliche Zelllinien inokuliert und dann regelmäßig auf das Vorhandensein viraler Veränderungen wie den zytopathischen Effekt (CPE) untersucht werden, der als abgerundet, refraktil und schrumpfend beschrieben wird, bevor sie sich von den Zellen lösen die Zelloberfläche. Die Identität des isolierten Virus wurde dann durch Tests wie Neutralisation der Infektiosität mit serotypspezifischen Antiseren oder Immunchemie unter Verwendung fluoreszierender Antikörper bestätigt/typisiert. Die Hauptnachteile der Zellkultur bestehen darin, dass die Inokulation von der Qualität der Patientenprobe abhängt und variable und manchmal längere Zeiträume benötigt, um einen Nachweis zu ermöglichen (105, 106). Einige Enteroviren, insbesondere persistente Enterovirus-Varianten, produzieren in Zellkulturen kein CPE. Ohne CPE wäre ein Screening auf virale Nukleinsäure oder Protein erforderlich.

Serologische Tests werden durch mehrere Faktoren verwechselt. Erstens erzeugen Enteroviren häufig eine klinische Erkrankung, bevor Antikörper auftreten, was ihren Nachweis retrospektiv macht. Darüber hinaus weisen Enteroviren und Rhinoviren eine weitgehende antigene Heterogenität auf und es fehlen kreuzreagierende Antigene, so dass viele verschiedene Antigene benötigt würden, um Anti-EV-Antikörper nachzuweisen (105–107). Der Virus-Antigen-Nachweis kann sowohl durch immunhistochemischen Nachweis als auch durch ELISA erreicht werden. Virale Antigene wie VP1 weisen Sequenzähnlichkeit zwischen Serotypen auf, was ein Vorteil beim Nachweis von Enteroviren ist, aber auch bedeutet, dass eine Serotypidentifizierung allein durch Reaktion mit einem VP1-Antigen nicht möglich ist. Kommerzielle Labore mit serologischen Tests für Elektrofahrzeuge sind alles andere als umfassend. Die über Virotech Diagnostics vertriebenen Enterovirus IgG/IgA/IgM ELISA-Kits weisen beispielsweise 14 (CVA9, CVA16, CVB2, CVB4, CVB5 und Echo 5, 11, 15, 17, 22, 23, 25, 33) der rund 120 bekannte EV-Serotypen (108). Der von ARUP Laboratories bereitgestellte Enterovirus-Antikörper-Panel-Labortest weist in ähnlicher Weise 14 EV-Serotypen nach (CVA9, CVB1-6, Echo 6, 7, 9, 11 und 30, Poliovirus-Typen 1 und 3), obwohl sich die Serotypen geringfügig unterscheiden (109). Ein negativer Nachweis von EVs durch diese kommerziell erhältlichen serologischen Tests schließt die Möglichkeit einer EV-Infektion nicht endgültig aus. Andere Unternehmen wie SERION Diagnostics und Immuno-Biological Laboratories verkaufen ebenfalls Enterovirus-spezifische ELISA-Kits, jedoch mit dem zusätzlichen Vorteil der Verwendung rekombinanter Antigene. Die rekombinanten Antigene werden aus konservierten und subtypspezifischen Domänen über eine Untergruppe menschlicher Enteroviren hergestellt und zeigen daher wahrscheinlich Antigene für alle bekannten menschlichen Enteroviren. Diese Kits haben einen erhöhten umfassenden Charakter, aber ein positiver Nachweis kann nicht genau aufdecken, welcher EV-Serotyp der Schuldige ist.

Eine serologische Methode zum Nachweis von Antikörpern gegen Enteroviren, die bei ME/CFS noch nicht eingesetzt wurde, ist das Peptidarray, das aus gekachelten Peptiden besteht, die einer Virusfamilie entsprechen. Ein solches Array, das entworfen wurde, um humane Herpesviren zu untersuchen, wurde verwendet, um ME/CFS-Patienten mit gesunden Kontrollen und Individuen mit anderen Krankheiten zu vergleichen (110). Ein Enterovirus-Peptid-Array wurde erfolgreich zum Nachweis von Antikörpern gegen EV-68 in einigen Liquor- und Serumproben von Patienten mit akuter schlaffer Myelitis verwendet (111).

Die beliebteste Nachweismethode zur Identifizierung von Enteroviren ist die RT-PCR, wobei die Amplifikation auf konservierte Regionen des Enterovirus-Genoms gerichtet ist, einschließlich jener, die für 5′UTR, 3Dpol und VP1 kodieren. VP1 ist die Region der Wahl, um eine Enterovirus-Typisierung durchzuführen. Die geringe Sequenzähnlichkeit unter den ungefähr 120 Enterovirus-Serotypen bedeutet jedoch, dass kein Primer-Set robust umfassend ist, so dass RT-PCR-Methoden eine geringere Chance hätten, neue EV-Serotypen zu identifizieren als eine unverzerrte Sequenzierung. RT-PCR-Experimente, die Primer verwenden, die auf die 5'UTR von Enteroviren gerichtet sind, können problematisch sein, wenn das Enterovirus Mutationen innerhalb der Primer-Bindungsregion enthält, wie dies bei anhaltender Infektion bekannt ist. Herkömmliche RT-PCR-Ansätze haben eine reduzierte Fähigkeit, neue Enteroviren zu identifizieren, die bei neuen Krankheiten ätiologische Agenzien sein könnten.

Northern Blots, die Sequenzen verwenden, die komplementär zu EV-Genomregionen sind, um virale RNA in einem Gel nachzuweisen, werden in ähnlicher Weise durch einen Mangel an Vollständigkeit verwechselt, da die Sondensequenz möglicherweise nicht an EV-Serotypen hybridisiert, die eine ausreichende Variation in den Zielsequenzen aufweisen. Für eine größere Sensitivität und Breite haben viele Forscher stattdessen einen unverzerrten RNAseq-Ansatz verwendet, um Enterovirus-Nukleinsäuren in Patientenproben nachzuweisen. Hinsichtlich der Nachteile ist RNAseq teuer und erfordert eine beträchtliche Lesetiefe bei der Sequenzierung, um Transkripte mit geringer Kopienzahl unter dem Meer von Nukleinsäuren zu identifizieren, die sequenziert werden. Capture-Ansätze wurden entwickelt, um die Sensitivität und die Breite des Virusnachweises zu erhöhen (112–114)

 

(Tabelle 1). Table 1. Compilation of enterovirus-specific ME/CFS studies listed by tissue type and sub-grouped based on EV detection methodology.

Kritische Überprüfung der EV-Erkennung bei ME/CFS nach verwendeter Methode

Gewebekulturberichte

Bisher wurden in ME/CFS-Studien, die über die Verwendung von Gewebekulturen zum Nachweis von EV berichteten, Liquor und Kot in 1 bzw. 4 Studien verwendet (115–118). Die einzelne Liquorstudie berichtete über zwei EV-Infektionen in einer Kohorte von 4 Patienten, während die 4 fäkalen Studien in 2 von 4 Studien eine erhöhte EV-Infektionsprävalenz zeigten, wobei die Kohorten zwischen 22 und 25 % der Patientenkohorten lagen (Tabelle 1).

Obwohl die Prävalenz von EV-Infektionen in diesen Studien im Allgemeinen im Vergleich zu gesunden Kontrollkohorten signifikant erhöht war, könnten Einschränkungen bei den Patientenprobentypen und Zellkulturmodellen zu Ergebnissen geführt haben, die die Prävalenz von EV-Infektionen in Patientenkohorten unterrepräsentieren. Von den fünf Zellkulturstudien verwendete eine Studie nur einen Zelltyp (115), 3 Studien verwendeten zwei Zelltypen (115–117) und eine Studie verwendete drei Zelltypen (118).

Die umfassendste Studie, bei der drei Zellkulturtypen verwendet wurden, umfasste Nierenzellen der grünen Meerkatze, RD-Zellen und HeLa-Zellen, die zusammen eine Vielfalt von Enterovirus-Rezeptoren einschließlich CAR, CD155 und DAF liefern. Diese Kulturen weisen daher eine große Vielfalt von Enteroviren nach, obwohl das System noch nicht vollständig umfassend ist. In einer Kohorte von 12 ME/CFS-Patienten (118) wurden bei Anwendung der Dreifachzellkultur-Methode keine Enterovirus-positiven Stuhlproben gefunden. EVs können bei diesen Patienten fehlen, aber der fehlende Nachweis könnte auch auf das Vorhandensein eines Enterovirus, das einen alternativen Rezeptor verwendet, sowie auf die geringe Wahrscheinlichkeit des Nachweises von EV-Infektionen in den Stuhlproben von chronisch kranken Patienten mit persistierenden Infektionen in sekundären zurückgeführt werden Stellen wie Muskel- und Hirngewebe. Darüber hinaus suchten die Forscher nach CPE, und EVs, die bei chronischen Infektionen vorhanden sind, unterliegen häufig genetischen Veränderungen, die CPE reduzieren. Ein Beispiel für die Unzulänglichkeit von CPE ist ein Bericht, dass inokulierte Zellkulturen in humanen fötalen Lungenfibroblasten- und tertiären Affennierenzellkulturen für die CPE-Produktion negativ waren, aber dennoch positiv auf RT-PCR waren (119).

In zwei Studien wurden Hep-2-, VERO- und Affennierengewebekulturen zur Identifizierung von Enterovirus aus Liquor und Kot von 4 bzw. 76 Patienten verwendet. Innes (115) identifizierte Enterovirus in 2 von 4 Liquorproben und einer von 4 Kotproben (115). Yousef et al. (116) fanden heraus, dass 17/76 Patienten positiv auf eine Enterovirus-Infektion getestet wurden, während nur 2/30 Kontrollen positiv getestet wurden (116).

Studien, die das Fehlen von Enterovirus-Infektionen in ME/CFS-Patientenkohorten unter Verwendung von Gewebekulturansätzen berichteten, hatten kleine Probengrößen und unverständliche Zellkultursysteme. Kleine Stichprobengrößen zusammen mit der Tatsache, dass EVs mit 5′UTR-Deletionen kein CPE produzieren, bedeutet, dass aus den Daten in diesen Studien keine definitive Schlussfolgerung über das Fehlen von EVs gezogen werden kann. Darüber hinaus identifizieren Stuhlproben normalerweise nur akute Enterovirusinfektionen und keine chronischen Infektionen, die an sekundären Infektionsstellen auftreten könnten. Dennoch fanden einige Studien, die suboptimale Probentypen mit Kulturmethoden untersuchten, eine erhöhte Prävalenz von EV-Infektionen, die möglicherweise auf die Einbeziehung von Patienten zurückzuführen war, die sich noch in der akuten Krankheitsphase befanden.

 

Serologische Tests für EVs

Es wurde eine Vielzahl von serologischen Tests zum Nachweis von EVs entwickelt. Studien zwischen den 1970er und späten 1990er Jahren, die bei ME/CFS-Patienten auf EV-Infektionen untersuchten, konzentrierten sich größtenteils auf serologische Tests. Die Testvielfalt, die in insgesamt 20 serologisch basierten ME/CFS-Studien eingesetzt wurde, umfasste Neutralisation, Komplementfixierung, mikrometabolische Hemmung, ELISA, indirekte Immunfluoreszenz und VP1-Antigennachweistests. Insgesamt fanden 16 der 20 Studien eine erhöhte Prävalenz von CVB-Signalen in ME/CFS-Kohorten mit positiven Befunden von 8 bis 90 % im Vergleich zu den positiven Befunden in gesunden Kontrollkohorten von 0 bis 65 % (Tabelle 1) ( 115–118, 120–135).

Die überwiegende Mehrheit der Studien untersuchte das Vorhandensein von Antikörpern, die nur gegen CVB-Enteroviren gerichtet waren, mit wenigen Ausnahmen, in denen echo30- und echo9-gerichtete IgG-Antikörper mittels ELISA gescreent wurden (118). 1997 wurde eine bemerkenswerte Studie durchgeführt, in der Neutralisationstests für 11 Enteroviren (CVB1-6 und Echo 6, 7, 9, 11, 30) ergaben, dass 100 von 200 getesteten Patienten erhöhte enterovirale Titer aufwiesen (136).

Obwohl serologische Tests in ME/CFS-Kohorten im Allgemeinen eine Zunahme der Prävalenz von EV-Antikörpern zeigen, fehlt es den Befunden oft an klinischer Spezifität, da eine hohe Prävalenz von EV-Antikörpern in der Allgemeinbevölkerung nach vorheriger Exposition gefunden wird. In einer retrospektiven Studie kann nicht festgestellt werden, ob die Enterovirusinfektion vor oder nach Ausbruch der ME/CFS-Erkrankung auftrat, ohne dass Seren aus beiden Zeiträumen gepaart wurden.

 

Immunhistochemie zum Nachweis von EV-Kapsidproteinen und dsRNA

Das enterovirale Kapsidprotein VP1 wird häufig zur Identifizierung enteroviraler Virionen in ME/CFS-Patientengeweben verwendet. Insgesamt haben 5 Studien diese Technik an einer Vielzahl von Patientenprobentypen verwendet, einschließlich Muskel-, Magen-Darm- und Hirngewebe (Tabelle 1, ergänzende Tabelle 1) (20, 54, 98, 99, 137). Davon identifizierten 4 von 5 Studien das Vorhandensein von VP1-Kapsidproteinen im Patientengewebe. Die Muskelgewebestudie wies in Proben einer Kohorte von 30 ME/CFS-Patienten keine VP1-Färbung nach, trotz RT-PCR-Signalen, die das Vorhandensein von EV-RNA bei 13 der gleichen 30 Patienten anzeigten. Die Autoren schlugen vor, dass der Unterschied in der PCR- und VPI-Immunchemie auf eine anhaltende, aber latente enterovirale Infektion im Muskelgewebe der Patienten zurückzuführen ist, in der keine nachweisbare Menge an Virion-Partikeln produziert wurde (137).

Die verbleibenden 4 Studien zeigten eine positive VP1-Färbung sowohl im Magen-Darm- als auch im Hirngewebe (20, 54, 98, 99). Gastrointestinale Proben zeigten in zwei Patientenkohorten (n = 165, n = 416) eine positive Färbungsrate von 82 %. Vergleichskohorten für diese beiden Studien waren gesunde Kontrollpersonen (n = 34) und Patienten mit funktioneller Dyspepsie (FD) (n = 66), die eine positive VP1-Färbungsrate von 20 bzw. 83 % aufwiesen (20, 99). Sowohl die ME/CFS- als auch die FD-Patientenkohorte zeigten bei 64 bzw. 63 % der Patienten eine dsRNA-Färbung (54). Da persistierende/chronische EV-Infektionen mit reduziertem CPE und Virusreplikation typischerweise ein 1:1-Verhältnis zwischen enteroviralen positiven und negativen RNA-Strängen aufweisen, weist der Nachweis einer hohen dsRNA-Rate im Patientengewebe auf das wahrscheinliche Vorliegen persistierender enteroviraler Infektionen hin. Eine Studie fand VP1 in Fibroblasten kleiner Blutgefäße in der Großhirnrinde und in einem kleinen Teil von Gliazellen im Gehirn (98), während eine andere VP1 stattdessen in der pontomedullaren Verbindung, dem medialen Temporallappen, dem lateralen Frontalkortex, dem Okzipitallappen, dem Kleinhirn nachwies und Mittelhirn (99).

 

Molekulare Ansätze zur Erkennung von EV-Infektionen

Wir identifizierten 24 Berichte über die Verwendung von entweder Northern Blot (n = 4) (52, 138–140), RT-PCR (n = 18) (20, 53, 97, 99, 117, 118, 132, 134, 137 , 141–145) oder RNAseq (n = 2) (146, 147) über mehrere Probentypen hinweg, einschließlich Blut, Kot, Muskeln, Gehirn, Herz, Magen-Darm-Gewebe und Rachenabstriche. In einigen Fällen wurde in einer einzigen Veröffentlichung RT-PCR an mehreren Probentypen verwendet; somit befinden sich unter den 24 Berichten 20 unabhängige Studien. Siebzehn der zwanzig Publikationen berichten über den Nachweis von EVs in Patientenproben oder weisen auf eine erhöhte Prävalenz von EV-Infektionen im Vergleich zu Kontrollkohorten hin (Tabelle 1, Ergänzungstabelle 1).

Die 4 Northern-Blot-Studien verwendeten Muskelgewebebiopsien und waren alle positiv für virale RNA, was auf eine EV-Prävalenz zwischen 21 und 50 % bei ME/CFS mit Kontrollkohorten mit einer Prävalenz zwischen 0 und 1 % hinweist (52, 138–140). Die beiden RNAseq-Studien waren für das Vorliegen von EV im Blut negativ, unabhängig davon, ob Blut vor oder nach einem Belastungsstress abgenommen wurde, der die Symptome der Probanden verschlimmerte (146, 147). Obwohl RNAseq ein umfassenderer Ansatz zum Nachweis von Enteroviren ist als Northern Blots, können diese Studien nicht direkt verglichen werden, da eine Studie Muskelgewebe verwendete und die andere Blutproben untersuchte.

In Bezug auf EV-Studien, die RT-PCR-Methoden anwendeten, zeigten 5 der 17 Berichte keinen signifikanten Unterschied in der EV-Prävalenz zwischen ME/CFS- und Kontrollkohorten. Die 5 Berichte wurden an peripheren Blutleukozyten (132), Muskelgewebe (118, 141, 142) und Kot (119) durchgeführt. Zunächst wurde eine Liste aller 8 PCR-Ansätze/-Methoden mit Angabe der in RT-PCR-Experimenten eingesetzten Primer-Sets erstellt und anschließend jedes PCR-Set auf seine Wirksamkeit zum Nachweis aller 117 bekannten EV-Serotypen untersucht (Tabelle 2, Ergänzungstabellen 2 , 3). In-silico-PCR wurde mit konservativen Toleranzen (1 Fehlpaarung und keine Fehlpaarungen innerhalb von 2 Basenpaaren des 3. Endes) sowie weniger konservativen Toleranzen (4 Fehlpaarungen mit zulässigen Fehlpaarungen am 3. Ende) durchgeführt, um eine Reihe möglicher experimentelle Ergebnisse, da ein In-silico-PCR-Experiment wahrscheinlich nicht die wahren In-vitro-PCR-Ergebnisse repräsentiert. Die weniger konservativen In-silico-Experimente führten zu einer vorhergesagten Bindung an mehrere Stellen, manchmal über 15 Stellen entlang eines EV-Genoms, und stellten daher wahrscheinlich keine Ergebnisse dar, die aus einem tatsächlichen Experiment gewonnen werden würden. Untersuchung der konservativen in-silico-PCR-Experimente, bei denen 1 Fehlpaarung und 0 zulässige Fehlpaarungen innerhalb des 3′-Endes des Primers verwendet wurden (Ergänzungstabelle 2 zeigte, dass die Methoden 1, 3, 5, 7 und 8 in ihrer umfassenden Natur mit 52, 50 gering sind , 21/0, 39 bzw. 65 EVs amplifiziert von 117. Interessanterweise weisen vier (118, 119, 132, 141) der fünf (118, 119, 132, 141, 142) Studien auf einen Mangel an EV . hin Anwesenheit durch RT-PCR verwendet Primer-Sets der Methoden 1, 7 und 8, die 44, 33 bzw. 56% der bekannten humanen Enteroviren amplifizieren Eine Studie berichtete, dass 20,8% (n = 48) der ME/CFS-Kohorte nachweisbare EVs aufwiesen, verglichen mit 0% (n = 29) der Kontrollen, obwohl Methode 5 verwendet wurde, in der Runde 2 PCR-Primer 0% amplifizieren der EVs unter konservativen PCR-Parametern und 3% der EVs unter weniger konservativen Parametern Entweder funktioniert die angegebene Primersequenz nicht als exp in der in-silico-PCR oder das bestimmte EV, das bei diesen Patienten nachgewiesen wurde, ist eines der wenigen, die mit Methode 5-Primern beobachtet werden können. Eine schlechte in-silico-PCR-Amplifikation unter Verwendung von Methode 5 wurde durch den Primer OL253 (5'-GATACTYTGAGCNCCCAT-3') verursacht, der in der zweiten PCR-Runde verwendet wurde. Die Primer der ersten Runde, OL252 und OL68, sowie der Primer der zweiten Runde OL24 hatten Bindungsraten an die EV-Serotypen, wobei nur OL253 eine In-Silico-Hybridisierung fehlte. Insgesamt korrelieren RT-PCR-Experimente mit niedrigen Raten positiver in-silico-PCR-Amplifikation stark mit Veröffentlichungen, die auf unbedeutende Unterschiede in der EV-Prävalenz zwischen Kontrollen und Patienten hinweisen

(Tabelle 2, ergänzende Tabellen 2, 3).

 

Table 2. In-silico PCR amplification results using primers reported throughout enterovirus-specific ME/CFS publications.

Wie bereits erwähnt, ist bekannt, dass EVs Mutationen in der 5′UTR aufweisen, sterben zu Replikationsdefiziten führen. Interessanterweise verwendet alle 8 PCR-Methoden Primerpaare, die auf die 5′UTR abzielten, mit Ausnahme von Methode 5, deren reverse Primer auf die genomischen Regionen von VP4 und VP2 abzielten (siehe Abbildung 2). Dies ist eine wichtige Überlegung, da Patienten, sterben mit EV-Varianten infiziert sind, sterben 5'UTR-Deletionen aufweisen, möglicherweise nicht erfolgreich von den Primer-Sets angegriffen Werden, sterben bei diesen PCR-Methoden used Werden. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass PCR-Studien, die darauf abzielten, EVs bei ME/CFS zu identifizieren, durch die Verwendung unverständlicher Primer-Sets, sterben auf potenziell gelöschte Teile des viralen Genoms abzielten, lahmgelegt wurden.

Figure 2. Schematic showing primer binding sites across an enteroviral genome. 5′UTR domains are indicated by roman numerals. Numbers on top of the representative genome indicate nucleotide position. Forward and reverse primers as well as probes (if applicable) are indicated across all 8 PCR methodologies used across enterovirus-related ME/CFS studies. Dark blue arrows indicate forward primers, dark green arrows indicated reverse primers, second round primers used in nested PCR approaches are indicated by light blue (forward) and light green (reverse) arrows. Red bars indicate probes and the one gray arrow indicates a primer used in the primary reverse transcription step.

Diskussion

Mehrere Aspekte der ME/CFS-Pathophysiologie, insbesondere im Zusammenhang mit autonomer Dysfunktion, erinnern an chronische neurotrope Enterovirus-assoziierte Erkrankungen und klinische Ergebnisse. Diese Tatsache in Verbindung mit der Enterovirus-ähnlichen Saisonalität von ME/CFS-Epidemien, die häufig in raumzeitlicher Inzidenz bei bekannten Poliomyelitis-Epidemien der damaligen Zeit auftreten, rechtfertigt stark die Schlussfolgerung, dass Enteroviren ätiologische Erreger bei ME/CFS-Ausbrüchen waren.

Viele ME/CFS-Patienten weisen in einer Vielzahl von Studien auf eine virusähnliche Erkrankung unmittelbar vor ihren ME/CFS-Symptomen hin. Umfragen deuten jedoch auch darauf hin, dass Patienten ihre Erkrankung auf eine Vielzahl anderer Gründe zurückführen, darunter emotionaler Stress, Lebensereignisse, kürzliche Reisen, Unfälle, toxische Substanzen oder Schimmel (148, 149). Einige dieser Ereignisse und Expositionen könnten jedoch nur zufällig sein und tatsächlich auf eine unbemerkte oder sehr milde enterovirale Infektion zurückzuführen sein, da viele enterovirale Infektionen asymptomatisch sind (150). Die COVID19-Pandemie hat deutlich gemacht, dass aus leichten oder asymptomatischen Infektionen persistierende Symptome entstehen können (151). Wäre die Existenz von SARS CoV-2 nicht bekannt, hätten viele der Personen mit lang anhaltenden Symptomen von COVID-19 ihre mysteriöse Krankheit ohne weiteres auf einen anderen Faktor als eine Virusinfektion zurückgeführt.

Postakute Virussyndrome erfüllen möglicherweise nicht alle die diagnostischen Kriterien, die vom U.S. Institute of Medicine (IOM) für ME/CFS (152) empfohlen werden, da die Opfer einer Reihe von Virusinfektionen über lange Zeiträume nicht gründlich untersucht wurden. Darüber hinaus kann sogar die Definition von ME/CFS oder SEID selbst unterschiedliche Phänomene in einen Topf werfen (153). Der letzte Bericht über Patienten mit SARS-Ausbruch im Jahr 2003, die Langzeitsymptome aufwiesen, folgte ihnen bis zu nur 2 Jahre später (154). Zum jetzigen Zeitpunkt waren Personen, die sich mit SARS-CoV-2 infiziert hatten und sich nicht vollständig erholten, nicht länger als 14 Monate krank, und viele zeigen nicht nur Symptome, die für die IOM-Definition von ME/CFS erforderlich sind, sondern weitere, was darauf hindeutet, dass weitere Studie kann sie auf molekularer/biochemischer Ebene von Personen mit ME/CFS vor 2020 unterscheiden. Neue Informationen aus laufenden Studien zu den Folgen von COVID19 könnten darauf hindeuten, dass die Definition von ME/CFS verfeinert werden muss, um es vom postakuten SARS-CoV-2-Syndrom zu unterscheiden, auch wenn sich eine Reihe von Symptomen überschneiden. Insbesondere haben Opfer von Golfkriegskrankheiten Symptome, die sich mit ME/CFS überschneiden, aber eine Reihe von Studien können sie von Personen mit ME/CFS unterscheiden, die nicht an militärischen Aktivitäten aus der Zeit des Golfkriegs teilgenommen haben (155–158).

Eine relativ kleine Anzahl von Viren wurde als mögliche Auslöser für ME/CFS identifiziert, wodurch das Konzept, das von einigen vertreten wird, dass „jeder Virus“ zu ME/CFS führen kann, nicht durch Beweise gestützt wird. Eine der wenigen Studien zu viralen Auslösern von Erschöpfungssyndromen wird in Australien durchgeführt, nämlich die Dubbo-Studie über postinfektiöse Erschöpfungssyndrome, die Personen mit diagnostiziertem Ross-River-Virus, Epstein-Barr-Virus (EBV) sowie Q . verfolgt Fieber (eine eher bakterielle als eine virale Infektion) (9, 159–161). Angesichts der geografischen Beschränkung der Exposition gegenüber dem Ross-River-Virus ist es unwahrscheinlich, dass es weltweit eine der Hauptursachen für ME/CFS ist.

Es scheint eine besondere Beziehung zwischen einer Herpesvirusinfektion und ME/CFS zu geben, wie kürzlich überprüft wurde (8, 162). Ob es sich tatsächlich um einen Zusammenhang zwischen enteroviraler und herpesviraler Infektion handelt, ist nicht bekannt. Mehrere Studien haben dokumentiert, dass ein bestimmter Prozentsatz der Menschen, die sich durch eine Epstein-Barr-Virusinfektion an Mononukleose erkranken, noch 6 Monate oder länger krank ist und Symptome zeigt, die für ME/CFS diagnostisch sind (163, 164). Umfragen weisen häufig darauf hin, dass ein Teil der Patienten glaubt, dass ihr ME/CFS einem akuten Fall von Mononukleose oder einer anderen Art von Herpesvirus-Infektion gefolgt ist (149, 164, 165). Da jedoch bekannt ist, dass Enteroviren häufig leichte oder asymptomatische Infektionen verursachen, ist es möglich, dass Personen, die ME/CFS nach Mononukleose oder anderen Herpesvirusinfektionen melden, auch vor oder nach der Herpesvirusinfektion eine auslösende Enterovirusinfektion hatten. Tatsächlich kann man spekulieren, dass eine unentdeckte enterovirale Infektion ein Individuum anfälliger für beispielsweise symptomatische Fälle einer EBV-Infektion machen könnte. Die meisten Personen sind als Kinder mit EBV infiziert, doch eine Reihe von Patienten haben berichtet, dass eine EBV-Infektion im Erwachsenenalter ihr ME/CFS auslöst. Vielleicht handelt es sich bei diesen erwachsenen Fällen tatsächlich um falsch diagnostizierte reaktivierte Infektionen. Tatsächlich gibt es mehrere Berichte über reaktivierte Herpesvirusinfektionen bei ME/CFS-Patienten (166, 167). Darüber hinaus haben einige Studien eine beeinträchtigte immunologische Reaktion auf EBV bei ME/CFS-Patienten entdeckt (168, 169). Ist diese beeinträchtigte Reaktion auf eine frühere oder andauernde enterovirale Infektion zurückzuführen? Unabhängig davon, ob Herpesviren ME/CFS auslösen oder lediglich Immunstörungen durch enterovirale Infektionen ausnutzen können, können sie zu den Symptomen der Krankheit beitragen und die Genesung verhindern, wie durch eine Untergruppe veranschaulicht, die eine medikamentöse Behandlung gegen Herpesviren verbessert ( 170–172).

Unser Review betont, dass die EV-bezogene ME/CFS-Literatur darauf hinweist, dass einige Patienten eine chronische enterovirale Infektion aufweisen. Darüber hinaus hebt unser Review eine Reihe von experimentellen Schwächen (Kohortengröße, untersuchter Gewebetyp, methodischer Ansatz usw.) . gesunde Kontrollen. Diejenigen Studien, die eine erhöhte Prävalenz von EV-Infektionen in ME/CFS-Patientenkohorten mit RT-PCR nicht unterstützen, sind insbesondere mit Problemen im Zusammenhang mit einem unverständlichen RT-PCR-Primerdesign verwechselt. In Anbetracht der Tatsache, dass die Mehrheit der befragten Patientenproben von Patienten im chronischen Krankheitsstadium stammt, wurden zu wenige Studien auf geeignetere Gewebestellen für Sekundärinfektionen gerichtet, die einen Einblick in die Möglichkeit persistierender myotroper oder neurotroper Enteroviren geben würden. Tatsächlich haben die meisten Studien zur Untersuchung von Muskelgewebe und alle von uns identifizierten Studien zur Untersuchung von Hirngewebe oder Liquor über PCR oder Gewebekultur nachweisbare Anzeichen einer EV-Infektion gefunden. Es ist offensichtlich, dass mehr Forschung betrieben werden muss, um festzustellen, ob die Mehrheit der ME/CFS-Fälle vor 2020 auf eine EV-Infektion zurückzuführen ist oder nicht. Zum Zeitpunkt der Veröffentlichung dieses Artikels gab es eine Reihe von Einzelberichten über Personen, bei denen nach Erhalt von Anti-SARS-COV2-Impfstoffen eine Remission der langfristigen COVID19-Symptome aufgetreten ist. Eine solche Therapie ist bei ME/CFS-Patienten, deren Erkrankung auf eine chronische Infektion zurückzuführen ist, nicht möglich, es sei denn, das persistente Virus wird identifiziert.

In Zukunft müssen Studien, die auf die Identifizierung chronischer EV-Infektionen bei ME/CFS-Patienten abzielen, Qualität und Art der zu untersuchenden Proben sowie methodische Ansätze berücksichtigen. Zu den wichtigsten Proben, die für eine weitere Befragung vorgeschlagen werden, gehören Hirngewebe, Liquor und Muskelbiopsien. Bis jetzt konnten wir nur 5 Studien identifizieren, die über die Beurteilung von entweder Gehirn (n = 3) oder Liquor (n = 2) berichten, und diese Studien beziehen sich entweder auf einzelne Patienten oder Kohorten von bis zu 7. Muskelbiopsien wurden ausgewählt als Quelle für Patientengewebeproben in insgesamt 11 identifizierten Studien, aber Probleme beim RT-PCR-Primerdesign, kleine Kohorten und wenige biologische Gewebereplikate bedeuten, dass die Schlussfolgerungen der 8 Studien, die eine erhöhte EV-Prävalenz in ME/CFS-Kohorten berichten, sein können die wahre Prävalenz unterrepräsentiert. Darüber hinaus konnten die 3 Studien, die auf eine fehlende Prävalenz hinweisen, möglicherweise nicht in der Lage gewesen sein, den fraglichen EV-Serotyp zu identifizieren.

Hinsichtlich der methodischen Ansätze sollte RT-PCR mit optimalen Primer-Sets und oder RNAseq mit Target-Capture-Anreicherung als Methode der Wahl speziell für den EV-Nachweis verwendet werden. Beide experimentellen Ansätze können modifiziert werden, um den Nachweis von viralen Transkripten sowohl des positiven als auch des negativen Strangs zu ermöglichen, und sind auch in ihrer Fähigkeit, Transkripte mit niedriger Kopienzahl nachzuweisen, vorteilhaft. Gezielte RNAseq hat den zusätzlichen Vorteil, dass sie für die enterovirale Familie vollständig umfassend ist und eine vollständige Genomsequenzierung sowie eine erhöhte Wahrscheinlichkeit der Identifizierung neuer EV-Serotypen ermöglicht, die möglicherweise bei einer Krankheit wie ME/CFS eine Rolle spielen, deren auslösender Erreger nicht identifiziert wurde.

Autorenbeiträge

AO'N: untersuchte Wirksamkeit von veröffentlichten Primern in silico. AO'N und MH: überprüften die Literatur und schrieben die Arbeit. Beide Autoren haben zu dem Artikel beigetragen und die eingereichte Version genehmigt.

Finanzierung

 

Die Finanzierung durch die Cornell University an das Center for Enervating Neuroimmune Disease ermöglichte den Abschluss dieser Überprüfung. MH bestätigt die Finanzierung durch NIH NINDS U54NS105541.

Interessenkonflikt

Die Autoren erklären, dass die Forschung ohne kommerzielle oder finanzielle Beziehungen durchgeführt wurde, die als potenzieller Interessenkonflikt ausgelegt werden könnten.

Danksagung

Einen besonderen Dank möchten wir Drs. John Chia und Byron Hyde für ihre hilfreichen Diskussionen, Einblicke in die in ihren Studien verwendeten Methoden und ihre persönlichen Überlegungen zur Enterovirus-Infektion von ME/CFS-Patienten.

Ergänzungsmaterial

Das ergänzende Material zu diesem Artikel finden Sie online unter: https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fmed.2021.688486/full#supplementary-material

Verweise: https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fmed.2021.688486/full