Advances in Molecular OncologyAdvances in Molecular OncologyУспехи молекулярной онкологии2313-805X2413-3787Publishing House ABV Press37610.17650/2313-805X-2021-8-3-14-24RESEARCH ARTICLESЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ СТАТЬИMarkers of Epstein–Barr virus in clinical assessment of Russian patients with nasopharyngeal cancerМаркеры вируса Эпштейна–Барр в оценке клинического состояния российских больных раком носоглоткиhttps://orcid.org/0000-0001-6209-977XSmirnovaK. V.СмирноваК. В.
Russian Federation

24 Kashirskoe Shosse, Moscow 115478

1 Ostrovityanova St., Moscow 117997

115478 Москва, Каширское шоссе, 24

117997 Москва, ул. Островитянова, 1

https://orcid.org/0000-0001-8915-8274SenutaN. B.СенютаН. Б.
Russian Federation

24 Kashirskoe Shosse, Moscow 115478

115478 Москва, Каширское шоссе, 24

https://orcid.org/0000-0002-0297-4963BotezatuI. V.БотезатуИ. В.
Russian Federation

24 Kashirskoe Shosse, Moscow 115478

115478 Москва, Каширское шоссе, 24

IgnatovaA. V.ИгнатоваА. В.
Russian Federation

Bld. 1, 1/2 Barrikadnaya St., Moscow 125993

6 Miklukho-Maklaya St., Moscow 117198

125993 Москва, ул. Баррикадная, 2/1, стр. 1;

117198 Москва, ул. Миклухо-Маклая, 6

https://orcid.org/0000-0001-8279-514XDushenkinaT. E.ДушенькинаТ. Е.
Russian Federation

24 Kashirskoe Shosse, Moscow 115478

115478 Москва, Каширское шоссе, 24

ZolotarevA. A.ЗолотаревА. А.
Russian Federation

Bld. 1, 1/2 Barrikadnaya St., Moscow 125993

125993 Москва, ул. Баррикадная, 2/1, стр. 1

https://orcid.org/0000-0002-0190-5069LichtensteinA. V.ЛихтенштейнА. В.
Russian Federation

24 Kashirskoe Shosse, Moscow 115478

15478 Москва, Каширское шоссе, 24

https://orcid.org/0000-0003-1840-4364GurtsevichV. E.ГурцевичВ. Э.
Russian Federation

24 Kashirskoe Shosse, Moscow 115478

15478 Москва, Каширское шоссе, 24

Research Institute of Carcinogenesis N.N. Blokhin National Medical Research Center of Oncology оf the Ministry of Health of the Russian FederationНаучно-исследовательский институт канцерогенеза ФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр онкологии им. Н.Н. Блохина» Минздрава РоссииN.I. Pirogov Russian National Research Medical UniversityФГАОУ ВО «Российский национальный исследовательский медицинский университет им. Н.И. Пирогова» Минздрава РоссииRussian Medical Academy of Continuing Professional Education, Ministry of Health of RussiaФГБОУ ДПО «Российская медицинская академия непрерывного образования» Минздрава РоссииPeoples’ Friendship University of RussiaФГАОУ ВО «Российский университет дружбы народов»Россия, 117198 Москва, ул. Миклухо-Маклая, 6Research Institute of Carcinogenesis N.N. Blokhin National Medical Research Center of Oncology оf the Ministry of Health of the Russian FederationНаучно-исследовательский институт канцерогенеза ФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр онкологии им. Н.Н. Блохина» Минздрава РоссииRussian Medical Academy of Continuing Professional Education, Ministry of Health of RussiaФГБОУ ДПО «Российская медицинская академия непрерывного образования» Минздрава РоссииResearch Institute of Carcinogenesis N.N. Blokhin National Medical Research Center of Oncology оf the Ministry of Health of the Russian FederationНаучно-исследовательский институт канцерогенеза ФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр онкологии им. Н.Н. Блохина» Минздрава России1509202183142405112021Copyright ©; 2021, Smirnova K.V., Senuta N.B., Botezatu I.V., Ignatova A.V., Dushenkina T.E., Zolotarev A.A., Lichtenstein A.V., Gurtsevich V.E.Copyright ©; 2021, Смирнова К.В., Сенюта Н.Б., Ботезату И.В., Игнатова А.В., Душенькина Т.Е., Золотарев А.А., Лихтенштейн А.В., Гурцевич В.Э.2021Smirnova K.V., Senuta N.B., Botezatu I.V., Ignatova A.V., Dushenkina T.E., Zolotarev A.A., Lichtenstein A.V., Gurtsevich V.E.Смирнова К.В., Сенюта Н.Б., Ботезату И.В., Игнатова А.В., Душенькина Т.Е., Золотарев А.А., Лихтенштейн А.В., Гурцевич В.Э.https://creativecommons.org/licenses/by/4.0https://umo.abvpress.ru/jour/article/view/376

Introduction. Epstein–Barr virus (EBV) is equally widespread in the endemic and non-endemic world regions for nasopharyngeal cancer (NPC). High incidence of NPC in endemic countries and low in non-endemic countries suggest there are different mechanisms and conditions for tumor occurrence and, possibly, different clinical significance of EBV-associated markers. However, significance of these markers for determining NPC in non-endemic regions is still poorly understood. Objective – to determine clinical significance of titers of IgG/IgA antibodies to EBV capsid antigen and concentrations of the viral DNA in patients’ blood plasma as diagnostic and monitoring markers for NPC in a non-endemic region of Russia. Materials and methods. Titers of EB-specific antibodies were determined by indirect immunofluorescence, and concentration of the viral DNA in plasma was measured using a quantitative polymerase chain reaction in real time. Study group included patients with NPC (n = 96), and control group – blood donors (n = 171) and patients with other head and neck tumors (n = 33).Results. Titers of IgG/IgA antibodies to EBV capsid antigen, being an important diagnostic marker of nasopharyngeal cancer, did not always correlate with patients’ clinical condition. Humoral response to emerging events often delayed due to inertia of the immune system. Concentration of EBV DNA in patients’ blood plasma clearly reflected the dynamics of the pathological process: it decreased to background values in remission and increased while the disease progressed. In contrast to endemic regions, we did not find any correlation between the studied EBV markers and clinical manifestations of the disease, evaluated in accordance with the TNM classification (Tumor, Nodus and Metastasis).Conclusion. In non-endemic countries, such as Russia, serological and molecular markers of EBV can be successfully used for the primary diagnosis of NPC. However, for the disease monitoring, it is preferable to use the value of the concentrations of circulating EBV DNA, which, in contrast to the values of IgG/IgA antibody titers to VCA EBV, more accurately reflect the patient’s clinical condition.

Введение. В эндемичных и неэндемичных по раку носоглотки (РНГ) регионах мира в одинаковой степени широко распространено инфицирование населения вирусом Эпштейна–Барр (ВЭБ). Высокие показатели заболеваемости РНГ в эндемичных странах и низкие в неэндемичных предполагают наличие различных механизмов и условий возникновения опухоли и, возможно, различную клиническую значимость ВЭБ-ассоциированных маркеров для данного новообразования. Однако значимость этих маркеров для определения РНГ в неэндемичных регионах до сих пор остается малоизученной.

Цель исследования – определить клиническую значимость титров IgG/IgA-антител к капсидному антигену ВЭБ и концентраций ДНК этого вируса в плазме крови больных в качестве диагностических и мониторинговых маркеров РНГ в неэндемичном регионе России.

Материалы и методы. титры ВЭБ-специфических антител определяли методом непрямой иммунофлуоресценции, а концентрацию вирусной ДНК в плазме измеряли с помощью количественной полимеразной цепной реакции в реальном времени. Объектами исследования стали больные РНГ (n = 96), а в группы контроля вошли доноры крови (n = 171) и пациенты с другими опухолями головы и шеи (n = 33).

Результаты. титры IgG/IgA-антител к капсидному антигену ВЭБ, являясь важным диагностическим маркером рака носоглотки, не всегда коррелировали с клиническим состоянием больных. Гуморальный ответ на возникающие события часто запаздывал из-за инерции иммунной системы. показатели же концентрации ДНК ВЭБ в плазме крови пациентов четко отражали динамику патологического процесса, снижались до фоновых значений в состоянии ремиссии и возрастали при прогрессировании заболевания. В отличие от эндемичных регионов корреляция между изучаемыми маркерами ВЭБ и клиническими проявлениями болезни, оцениваемыми в соответствии с классификацией TNM (Tumor, Nodus and Metastasis), нами не обнаружена.

Заключение. В неэндемичных странах, таких как Россия, серологические и молекулярные маркеры ВЭБ могут быть с успехом использованы для первичной диагностики РНГ. Однако для мониторинга заболевания лучше применять показатели концентрации циркулирующей ДНК ВЭБ, которые в отличие от значений титров IgG/IgA-антител к капсидному антигену ВЭБ более точно отражают клиническое состояние пациентов.

Epstein–Barr virusnasopharyngeal cancerIgG/IgA antibody titers to viral capsid antigenpolymerase chain reaction in real timeplasma Epstein–Barr virus DNA concentration in patients and healthy individualsвирус Эпштейна–Барррак носоглоткититры IgG/IgA-антител к вирусному капсидному антигенуполимеразная цепная реакция в реальном времениконцентрация ДНК вируса Эпштейна–Барр в плазме кровиKlein G. The biology and serology of Epstein–Barr virus (EBV) infections. Bull Cancer 1976;63(3):399–410.Low W.K., Leong J.L., Goh Y.H. et al. Diagnostic value of Epstein–Barr viral serology in nasopharyngeal carcinoma. Otolaryngol Head Neck Surg 2000;123(4):505–7. DOI: 10.1067/mhn.2000.108201.Cao S.M., Liu Z., Jia W.H. et al. Fluctuations of Epstein–Barr virus serological antibodies and risk for nasopharyngeal carcinoma: a prospective screening study with a 20-year follow-up. PLoS One 2011;6(4):e19100. DOI: 10.1371/journal.pone.0019100.Chien Y.C., Chen J.Y., Liu M.Y. et al. Serologic markers of Epstein–Barr virus infection and nasopharyngeal carcinoma in Taiwanese men. N Engl J Med 2001;345(26):1877–82. DOI: 10.1056/NEJMoa011610.Ji M.F., Wang D.K., Yu Y.L. et al. Sustained elevation of Epstein–Barr virus antibody levels preceding clinical onset of nasopharyngeal carcinoma. Br J Cancer 2007;96(4):623–30. DOI: 10.1038/sj.bjc.6603609.Zhao F.P., Liu X., Zhong Z.M. et al. Positivity of both plasma Epstein–Barr virus DNA and serum Epstein-Barr virus capsid specific immunoglobulin A is a better prognostic biomarker for nasopharyngeal carcinoma. BBA Clin 2014;2:88–93. DOI: 10.1016/j.bbacli.2014.10.003.Fan H., Nicholls J., Chua D. et al. Laboratory markers of tumor burden in nasopharyngeal carcinoma: a comparison of viral load and serologic tests for Epstein–Barr virus. Int J Cancer 2004;112(6): 1036–41. DOI: 10.1002/ijc.20520.Tan G.W., Sivanesan V.M., Abdul Rahman F.I. et al. A novel and non-invasive approach utilising nasal washings for the detection of nasopharyngeal carcinoma. Int J Cancer 2019;145(8):2260–6. DOI: 10.1002/ijc.32173.Fachiroh J., Paramita D.K., Hariwiyanto B. et al. Single-assay combination of Epstein–Barr virus (EBV) EBNA1and viral capsid antigen-p18-derived synthetic peptides for measuring anti-EBV immunoglobulin G (IgG) and IgA antibody levels in sera from nasopharyngeal carcinoma patients: options for field screening. J Clin Microbiol 2006;44(4):1459–67. DOI: 10.1128/JCM.44.4.1459-1467.2006.Wyatt D.E., Brooker D.S., Connolly J.H. et al. Prognostic value of Epstein–Barr virus serology in patients with nasopharyngeal carcinoma. J Infect 1993;26:171–5. DOI: 10.1016/0163-4453(93)92842-k.Liu W., Chen G., Gong X. et al. The diagnostic value of EBV-DNA and EBV-related antibodies detection for nasopharyngeal carcinoma: a meta-analysis. Cancer Cell Int 2021;21(1):164. DOI: 10.1186/s12935-021-01862-7.Fahraeus R., Fu H.L., Ernberg I. et al. Expression of Epstein–Barr virus-encoded proteins in nasopharyngeal carcinoma. Int J Cancer 1988;42(3):329–38. DOI: 10.1002/ijc.2910420305.Tsang R.K., Vlantis A.C., Ho R.W. et al. Sensitivity and specificity of Epstein–Barr virus IGA titer in the diagnosis of nasopharyngeal carcinoma: a three-year institutional review. Head Neck 2004;2697):598–602. DOI: 10.1002/hed.20022.Lo Y.M., Chan L.Y., Lo K.W. et al. Quantitative analysis of cell-free Epstein–Barr virus DNA in plasma of patients with nasopharyngeal carcinoma. Cancer Res 1999;59(6):1188–91.Lo Y.M., Chan A.T., Chan L.Y. et al. Molecular prognostication of nasopharyngeal carcinoma by quantitative analysis of circulating Epstein-–Barr virus DNA. Cancer Res. 2000; 60(24):6878–81.Lo Y.M., Leung S.F., Chan L.Y. et al. Plasma cell-free Epstein–Barr virus DNA quantitation in patients with nasopharyngeal carcinoma. Correlation with clinical staging. Ann N Y Acad Sci 2000;906:99–101. DOI: 10.1111/j.1749-6632.2000.tb06597.x.Hong R.L., Lin C.Y., Ting L.L. et al. Comparison of clinical and molecular surveillance in patients with advanced nasopharyngeal carcinoma after primary therapy: the potential role of quantitative analysis of circulating Epstein–Barr virus DNA. Cancer 2004;100(7):1429–37. DOI: 10.1002/CNCR.20129.Hsu C.L., Chang K.P., Lin C.Y. et al. Plasma Epstein–Barr virus DNA concentration and clearance rate as novel prognostic factors for metastatic nasopharyngeal carcinoma. Head Neck 2012;34(8):1064–70. DOI: 10.1002/hed.21890.Chan J.Y., Wong S.T. The role of plasma Epstein–Barr virus DNA in the management of recurrent nasopharyngeal carcinoma. Laryngoscope 2014;124(1):126–30. DOI: 10.1002/lary.24193.Ferrari D., Codeca C., Bertuzzi C. et al. Role of plasma EBV DNA levels in predicting recurrence of nasopharyngeal carcinoma in a Western population. BMC Cancer 2012;12:208. DOI: 10.1186/1471-2407-12-208.Leung S.F., Chan A.T., Zee B. et al. Pretherapy quantitative measurement of circulating Epstein–Barr virus DNA is predictive of posttherapy distant failure in patients with early-stage nasopharyngeal carcinoma of undifferentiated type. Cancer 2003; 98(2):288–91.DOI: 10.1002/cncr.11496.Stevens S.J., Verkuijlen S.A., Hariwiyanto B. et al. Diagnostic value of measuring Epstein–Barr virus(EBV) DNA load, and carcinoma-specific viral mRNA in relation to anti-EBV immunoglobulin A (IgA) and IgG antibody levels in blood of nasopharyngeal carcinoma patients from Indonesia. J Clin Microbiol 2005;43(7):3066–73. DOI: 10.1128/JCM.43.7.3066-3073.2005.Nicholls J.M., Lee V.H., Chan S.K. et al. Negative plasma Epstein–Barr virus DNA nasopharyngeal carcinoma in an endemic region and its influence on liquid biopsy screening programmes. Br J Cancer 2019;121(8):690–8. DOI: 10.1038/s41416-019-0575-6.Shanmugaratnam K. Histological typing of nasopharyngeal carcinoma. IARC Sci Publ 1978;20:3–12.Beahrs O.H. Clinical staging of cancer of the head and neck. Surg Clin North Am 1977;57(4):831–6. DOI: 10.1016/S0039-6109(16)41292-2.Gurtsevitch V., Ruiz R., Stepina V. et al. Epstein–Barr viral serology in nasopharyngeal carcinoma patients in the USSR and Cuba, and its value for differential diagnosis of the disease. Int J Cancer 1986;37(3):375–81. DOI: 10.1002/IJC.2910370308.Gurtsevitch V.E., Senyuta N.B., Ignatova A.V. et al. Epstein–Barr virus biomarkers for nasopharyngeal carcinoma in non-endemic regions. J Gen Virol 2017;98(8):2118–27. DOI: 10.1099/JGV.0.000889.Chan K.C., Chan A.T., Leung S.F. et al. Investigation into the origin and tumoral mass correlation of plasma Epstein–Barr virus DNA in nasopharyngeal carcinoma. Clin Chem 2005;51(11):2192–5. DOI: 10.1373/CLINCHEM.2005.054783.Leung S.F., Tam J.S., Chan A.T. et al. Improved accuracy of detection of nasopharyngeal carcinoma by combined application of circulating Epstein–Barr virus DNA and anti-Epstein–Barr viral capsid antigen IgA antibody. Clin Chem 2004;50(2):339–45. DOI: 10.1373/CLINCHEM.2003.022426.Liu Y., Huang Q., Liu W. et al. Establishment of VCA and EBNA1 IgA-based combination by enzyme-linked immunosorbent assay as preferred screening method for nasopharyngeal carcinoma: a two-stage design with a preliminary performance study and a mass screening in southern. China Int J Cancer 2012;131(2):406–16. DOI: 10.1002/ijc.26380.Yip T.T., Ngan R.K., Fong A.H. et al. Application of circulating plasma/serum EBV DNA in the clinical management of nasopharyngeal carcinoma. Oral Oncol 2014;50(6):527–38. DOI: 10.1016/J.ORALONCOLOGY. 2013.12.011.Tan E.L., Looi L.M., Sam C.K. Evaluation of plasma Epstein–Barr virus DNA load as a prognostic marker for nasopharyngeal carcinoma. Singapore Med J 2006;47(9):803–7.Chaigne-Delalande B., Li F.Y., O’Connor G.M. et al. Mg2+ regulates cytotoxic functions of NK and CD8 T cells in chronic EBV infection through NKG2D. Science 2013; 341(6142):186–91. DOI: 10.1126/SCIENCE.1240094.Li F.Y., Chaigne-Delalande B., Kanellopoulou C. et al. Second messenger role for Mg2+ revealed by human T-cell immunodeficiency. Nature 2011;475(7357):471–6. DOI: 10.1038/NATURE10246.Yu G., Hsu W.L., Coghill A.E. et al. Whole-exome sequencing of nasopharyngeal carcinoma families reveals novel variants potentially involved in nasopharyngeal carcinoma. Sci Rep 2019;9(1):9916. DOI: 10.1038/S41598-019-46137-4.