Problems of VirologyProblems of VirologyВопросы вирусологии0507-40882411-2097Central Research Institute for Epidemiology1456910.36233/0507-4088-181mszoipORIGINAL RESEARCHESОРИГИНАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯResearch ArticleEpstein–Barr virus (Herpesviridae: Lymphocryptovirus) types 1 and 2 and other viral markers in patients with nasopharyngeal carcinoma in two geographically and ethnically distinct regions of RussiaВирус Эпштейна–Барр 1-го и 2-го типа (Herpesviridae: Lymphocryptovirus) и другие маркеры вируса у больных раком носоглотки в двух этнически и географически отличающихся регионах Россииhttps://orcid.org/0000-0001-6209-977XSmirnovaKsenia V.СмирноваКсения Валерьевна
Russian Federation

Candidate of Biological Sciences, Head of the Laboratory of Viral Carcinogenesis, Institute of Carcinogenesis

кандидат биологических наук, заведующая лабораторией вирусного канцерогенеза, Институт канцерогенеза

skv.lab@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0003-3953-7449LubenskayaAleksandra K.ЛубенскаяАлександра Кирилловна
Russian Federation

Researcher, Laboratory of Viral Carcinogenesis, Institute of Carcinogenesis

научный сотрудник, лаборатория вирусного канцерогенеза, Институт канцерогенеза

lubenskaya96@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0001-8915-8274SenyutaNatalya B.СенютаНаталья Борисовна
Russian Federation

Candidate of Medical Sciences, Scientific Consultant of the Laboratory of Viral Carcinogenesis, Institute of Carcinogenesis

кандидат медицинских наук, научный консультант лаборатории вирусного канцерогенеза, Институт канцерогенеза

nat.senyuta@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0001-8279-514XDushenkinaTatyana E.ДушенькинаТатьяна Егоровна
Russian Federation

research laboratory assistant, Laboratory of Viral Carcinogenesis, Institute of Carcinogenesis

лаборант-исследователь лаборатории вирусного канцерогенеза, Институт канцерогенеза

tatyana.dushenkina@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0003-1840-4364GurtsevitchVladimir E.ГурцевичВладимир Эдуардович
Russian Federation

Doctor of Medical Sciences, Professor, Chief Scientific Adviser of the Laboratory of Viral Carcinogenesis, Institute of Carcinogenesis

доктор медицинских наук, профессор, главный научный консультант лаборатории вирусного канцерогенеза, Институт канцерогенеза

gurtsevitch-vlad-88@yandex.ruN.N. Blokhin National Medical Research Center of OncologyФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр онкологии им. Н.Н. Блохина» Минздрава РоссииPeoples’ Friendship University of Russia named after Patrice LumumbaФГАОУ ВО "Росси́йский университет дружбы наро́дов им. Патриса ЛумумбыN.I. Pirogov National Research Medical UniversityФГАОУ ВО «Российский национальный исследовательский медицинский университет им. Н.И. Пирогова» Минздрава России2109202368429130125072023Copyright ©; 2023, Smirnova K.V., Lubenskaya A.K., Senyuta N.B., Dushenkina T.E., Gurtsevitch V.E.Copyright ©; 2023, Смирнова К.В., Лубенская А.К., Сенюта Н.Б., Душенькина Т.Е., Гурцевич В.Э.2023Smirnova K.V., Lubenskaya A.K., Senyuta N.B., Dushenkina T.E., Gurtsevitch V.E.Смирнова К.В., Лубенская А.К., Сенюта Н.Б., Душенькина Т.Е., Гурцевич В.Э.https://creativecommons.org/licenses/by/4.0https://virusjour.crie.ru/jour/article/view/14569

Introduction. The discovery of two types of Epstein–Barr virus (EBV) (EBV-1 and EBV-2) that have different biological properties stimulated the search for neoplasms associated with each type of the virus.

The aim of the work is to study the nature of the association of nasopharyngeal cancer (NPC) with EBV-1 and EBV-2, serological activity for each viral type and the concentration of EBV DNA in the blood plasma of two gender, age and ethnic groups of NPC patients that represent geographically and climatically different regions of Russia,.

Materials and methods. In the blood plasma of patients with NPC and other non- EBV associated tumors of oral cavity (OTOCEBV−) from the North Caucasian (NCFD) and Central (CFD) Federal Districts of Russia, the types of EBV and the concentration of viral DNA were determined using respectively «nested» and real time PCR; titers of IgG and IgA antibodies to viral capsid antigen (VCA) were measured in indirect immunofluorescence assay.

Results. The blood plasma samples testing showed that NPC and OTOCEBV− patients were infected with both types of EBV in approximately equal proportions. In two groups of NPC patients infected with one of the virus types only, EBV-1 or EBV-2, respectively, no statistically significant differences were found between the geometric mean values of IgG and IgA anti-EBV antibody titers and viral DNA concentrations in blood plasma. The distribution of virus types was not affected by either patient gender or ethnogeographic origin. The difference was found only between age groups: EBV-2 dominated in NPC patients up to 60 years, and EBV-1 was prevalent in patients over 60 years.

Conclusion. The lack of the predominance of one of EBV types in NPC patients that are the representatives of different ethnic groups from geographically and climatically different regions, suggests that none of these factors play an important role in the NPC carcinogenesis. Evidently, each type of EBV, EBV-1 or EBV-2, if the necessary conditions arise, are able to exhibit its oncogenic potential to initiate tumor development.

Введение. Открытие двух молекулярных типов вируса Эпштейна–Барр (ВЭБ): ВЭБ-1 и ВЭБ-2, обладающих разными биологическими свойствами, стимулировало поиски новообразований, ассоциированных с каждым типом вируса.

Цель работы – изучить у больных раком носоглотки (РНГ), представителей двух популяций из географически и климатически отличающихся регионов России, характер ассоциации с ВЭБ-1 и ВЭБ-2, серологическую активность к каждому типу вируса, а также концентрацию ДНК ВЭБ в плазме крови двух гендерных, возрастных и этнических групп больных.

Материалы и методы. В плазме крови больных РНГ и другими, не ассоциированными с ВЭБ опухолями полости рта (ДОПРВЭБ−) больных из Северо-Кавказского и Центрального федеральных округов России определяли типы ВЭБ и концентрацию вирусной ДНК с помощью «гнездной» ПЦР и ПЦР в режиме реального времени соответственно. Титры IgG- и IgA-антител к вирусному капсидному антигену определяли методом непрямой иммунофлуоресценции.

Результаты. Тестирование собранных образцов плазмы крови показало, что больные РНГ и ДОПРВЭБ− инфицированы обоими типами ВЭБ примерно в одинаковых соотношениях. У двух групп больных РНГ, инфицированных только одним из типов вируса, соответственно ВЭБ-1 или ВЭБ-2, не обнаружено статистически значимых различий между среднегеометрическими значениями титров IgG- и IgA-антител к ВЭБ и концентрациями вирусной ДНК в плазме крови. На распространенность типов ВЭБ не влияли ни пол, ни этногеографическая принадлежность больных РНГ. Различие выявлено только в возрастных группах: у больных РНГ до 60 лет преобладал ВЭБ-2, а старше 60 лет – ВЭБ-1.

Заключение. Отсутствие преобладания одного из типов ВЭБ у больных РНГ, представителей разных этносов из географически и климатически отличающихся регионов, позволяет предположить, что ни один из этих факторов не играет важной роли в канцерогенезе РНГ, но каждый тип ВЭБ (ВЭБ-1 или ВЭБ-2) при возникновении необходимых условий способен проявить свой онкогенный потенциал и инициировать развитие опухоли.

Epstein–Barr virus (EBV)EBV types (EBV-1 and EBV-2)nasopharyngeal carcinoma (NPC)other tumors of the oral cavity not associated with EBV (OTOCEBV−)«nested» PCRreal-time PCREBV DNA concentration in plasmaimmunofluorescence reactionIgG and IgA antibodies to the virus (EBV) capsid antigen (VCA)вирус Эпштейна–Барр (ВЭБ)типы ВЭБ (ВЭБ-1 и ВЭБ-2)рак носоглотки (РНГ)другие опухоли полости рта, не ассоциированные с ВЭБ (ДОПРВЭБ−)«гнездная» ПЦРПЦР в режиме реального временимедиана копий ДНК ВЭБ в плазме/млIgG- и IgA-антитела к вирусному (ВЭБ) капсидному антигену (ВКА)Российский научный фондRussian Scientific Foundation23-25-00435Higgins C.D., Swerdlow A.J., Macsween K.F., Harrison N., Williams H., McAulay K., et al. A study of risk factors for acquisition of Epstein-Barr virus and its subtypes. J. Infect. Dis. 2007; 195(4): 474–82. https://doi.org/10.1086/510854Chen C.J., You S.L., Hsu W.L., Yang H.I., Lee M.H., Chen H.C., et al. Epidemiology of virus infection and human cancer. Recent Results Cancer Res. 2021; 217: 13–45. https://doi.org/10.1007/978-3-030-57362-1_2Yu M.C., Yuan J.M. Epidemiology of nasopharyngeal carcinoma. Semin. Cancer Biol. 2002; 12(6): 421–9. https://doi.org/10.1016/s1044579x02000858Lo K.W., To K.F., Huang D.P. Focus on nasopharyngeal carcinoma. Cancer Cell. 2004; 5(5): 423–8. https://doi.org/10.1016/s1535-6108(04)00119-9Wei W.I., Kwong D.L. Current management strategy of nasopharyngeal carcinoma. Clin. Exp. Otorhinolaryngol. 2010; 3(1): 1–12. https://doi.org/10.3342/ceo.2010.3.1.1Borza C.M., Hutt-Fletcher L.M. Alternate replication in B cells and epithelial cells switches tropism of Epstein-Barr virus. Nat. Med. 2002; 8(6): 594–9. https://doi.org/10.1038/nm0602-594Hutt-Fletcher L.M. Epstein-Barr virus entry. J. Virol. 2007; 81(15): 7825–32. https://doi.org/10.1128/JVI.00445-07Tsang C.M., Zhang G., Seto E., Takada K., Deng W., Yip Y.L., et al. Epstein-Barr virus infection in immortalized nasopharyngeal epithelial cells: regulation of infection and phenotypic characterization. Int. J. Cancer. 2010; 127(7): 1570–83. https://doi.org/10.1002/ijc.25173Tsang C.M., Yip Y.L., Lo K.W., Deng W., To K.F., Hau P.M., et al. Cyclin D1 overexpression supports stable EBV infection in nasopharyngeal epithelial cells. Proc. Natl Acad. Sci. USA. 2012; 109(50): E3473–82. https://doi.org/10.1073/pnas.1202637109Yip Y.L., Lin W., Deng W., Jia L., Lo K.W., Busson P., et al. Establishment of a nasopharyngeal carcinoma cell line capable of undergoing lytic Epstein-Barr virus reactivation. Lab. Invest. 2018; 98(8): 1093–104. https://doi.org/10.1038/s41374-018-0034-7Twu C.W., Wang W.Y., Liang W.M., Jan J.S., Jiang R.S., Chao J., et al. Comparison of the prognostic impact of serum anti-EBV antibody and plasma EBV DNA assays in nasopharyngeal carcinoma. Int. J. Radiat. Oncol. Biol. Phys. 2007; 67(1): 130–7. https://doi.org/10.1016/j.ijrobp.2006.07.012Chiu S.H., Wu C.C., Fang C.Y., Yu S.L., Hsu H.Y., Chow Y.H., et al. Epstein-Barr virus BALF3 mediates genomic instability and progressive malignancy in nasopharyngeal carcinoma. Oncotarget. 2014; 5(18): 8583–601. https://doi.org/10.18632/oncotarget.2323Xu M., Zhang W.L., Zhu Q., Zhang S., Yao Y.Y., Xiang T., et al. Genome-wide profiling of Epstein-Barr virus integration by targeted sequencing in Epstein-Barr virus associated malignancies. Theranostics. 2019; 9(4): 1115–24. https://doi.org/10.7150/thno.29622Hong G.K., Kumar P., Wang L., Damania B., Gulley M.L., Delecluse H.J., et al. Epstein-Barr virus lytic infection is required for efficient production of the angiogenesis factor vascular endothelial growth factor in lymphoblastoid cell lines. J. Virol. 2005; 79(22): 13984–92. https://doi.org/10.1128/JVI.79.22.13984-13992.2005Li J.S.Z., Abbasi A., Kim D.H., Lippman S.M., Alexandrov L.B., Cleveland D.W. Chromosomal fragile site breakage by EBV-encoded EBNA1 at clustered repeats. Nature. 2023; 616(7957): 504–9. https://doi.org/10.1038/s41586-023-05923-xRowe M., Young L.S., Cadwallader K., Petti L., Kieff E., Rickinson A.B. Distinction between Epstein-Barr virus type A (EBNA 2A) and type B (EBNA 2B) isolates extends to the EBNA 3 family of nuclear proteins. J. Virol. 1989; 63(3): 1031–9. https://doi.org/10.1128/JVI.63.3.1031-1039.1989Sample J., Young L., Martin B., Chatman T., Kieff E., Rickinson A., et al. Epstein-Barr virus types 1 and 2 differ in their EBNA-3A, EBNA-3B, and EBNA-3C genes. J. Virol. 1990; 64(9): 4084–92. https://doi.org/10.1128/JVI.64.9.4084-4092.1990Feederle R., Klinke O., Kutikhin A., Poirey R., Tsai M.H., Delecluse H.J. Epstein-Barr virus: from the detection of sequence polymorphisms to the recognition of viral types. Curr. Top. Microbiol. Immunol. 2015; 90(Pt. 1): 119–48. https://doi.org/10.1007/978-3-319-22822-8_7Palser A.L., Grayson N.E., White R.E., Corton C., Correia S., Ba Abdullah M.M., et al. Genome diversity of Epstein-Barr virus from multiple tumor types and normal infection. J. Virol. 2015; 89(10): 5222–37. https://doi.org/10.1128/JVI.03614-14Rickinson A.B., Young L.S., Rowe M. Influence of the Epstein-Barr virus nuclear antigen EBNA 2 on the growth phenotype of virus-transformed B cells. J. Virol. 1987; 61(5): 1310–7. doi: 10.1128/JVI.61.5.1310-1317.1987Coleman C.B., Wohlford E.M., Smith N.A., King C.A., Ritchie J.A., Baresel P.C., et al. Epstein-Barr virus type 2 latently infects T cells, inducing an atypical activation characterized by expression of lymphotactic cytokines. J. Virol. 2015; 89(4): 2301–12. https://doi.org/10.1128/JVI.03001-14Young L.S., Yao Q.Y., Rooney C.M., Sculley T.B., Moss D.J., Rupani H., et al. New type B isolates of Epstein-Barr virus from Burkitt’s lymphoma and from normal individuals in endemic areas. J. Gen. Virol. 1987; 68(Pt. 11): 2853–62. https://doi.org/10.1099/0022-1317-68-11-2853Coleman C.B., Lang J., Sweet L.A., Smith N.A., Freed B.M., Pan Z., et al. Epstein-Barr virus type 2 infects T cells and induces B cell lymphomagenesis in humanized mice. J. Virol. 2018; 92(21): e00813-18. https://doi.org/10.1128/JVI.00813-18Neves M., Marinho-Dias J., Ribeiro J., Sousa H. Epstein-Barr virus strains and variations: Geographic or disease-specific variants? J. Med. Virol. 2017; 89(3): 373–87. https://doi.org/10.1002/jmv.24633Klumb C.E., Hassan R., De Oliveira D.E., De Resende L.M., Carriço M.K., de Almeida Dobbin J., et al. Geographic variation in Epstein-Barr virus-associated Burkitt’s lymphoma in children from Brazil. Int. J. Cancer. 2004; 108(1): 66–70. https://doi.org/10.1002/ijc.11443Wu S.J., Lay J.D., Chen C.L., Chen J.Y., Liu M.Y., Su I.J. Genomic analysis of Epstein-Barr virus in nasal and peripheral T-cell lymphoma: a comparison with nasopharyngeal carcinoma in an endemic area. J. Med. Virol. 1996; 50(4): 314–21. https://doi.org/10.1002/(SICI)1096-9071(199612)50:4<314::AID-JMV6>3.0.CO;2-BGledhill S., Gallagher A., Jones D.B., Krajewski A.S., Alexander F.E., Klee E., et al. Viral involvement in Hodgkin’s disease: detection of clonal type A Epstein-Barr virus genomes in tumour samples. Br. J. Cancer. 1991; 64(2): 227–32. https://doi.org/10.1038/bjc.1991.281Boyle M.J., Sewell W.A., Sculley T.B., Apolloni A., Turner J.J., Swanson C.E., et al. Subtypes of Epstein-Barr virus in human immunodeficiency virus-associated non-Hodgkin lymphoma. Blood. 1991; 78(11): 3004–11.Smirnova K.V., Senyuta N.B., Botezatu I.V., Dushen’kina T.E., Lubenskaya A.K., Frolovskaya A.A., et al. Epstein-Barr virus in the ethnic Tatars population: the infection and sequence variants of LMP1 oncogene. Uspekhi molekulyarnoy onkologii. 2018; 5(3): 65–74. https://doi.org/10.17650/2313-805X-2018-5-3-65-74 https://elibrary.ru/vloxpu (in Russian)Смирнова К.В., Сенюта Н.Б., Ботезату И.В., Душенькина Т.Е., Лубенская А.К., Фроловская А.А. и др. Вирус Эпштейна–Барр у этнических татар: инфицированность и сиквенсные варианты онкогена LMP1. Успехи молекулярной онкологии. 2018; 5(3): 65–74. https://doi.org/10.17650/2313-805X-2018-5-3-65-74 https://elibrary.ru/vloxpuGurtsevich V.E., Lubenskaya A.K., Senyuta N.B., Dushen’kina T.E., Smirnova K.V. Epstein-Barr virus (Herpesviridae: Gammaherpesvirinae: Lymphocryptovirus: Human gammaherpesvirus 4) in Kalmyks and Slavs living in Russia: virus types, LMP1 oncogene variants, and malignancies. Voprosy virusologii. 2022; 67(3): 246–57. https://doi.org/10.36233/0507-4088-120 https://elibrary.ru/rhfiij (in Russian)Гурцевич В.Э., Лубенская А.К., Сенюта Н.Б., Душенькина Т.Е., Смирнова К.В. Вирус Эпштейна–Барр (Herpesviridae: Gammaherpesvirinae: Lymphocryptovirus: Human gammaherpesvirus 4) у калмыков и славян, проживающих на территории России: типы вируса, варианты онкогена LMP1 и злокачественные опухоли. Вопросы вирусологии. 2022; 67(3): 246–57. https://doi.org/10.36233/0507-4088-120 https://elibrary.ru/rhfiijSmirnova K.V., Senyuta N.B., Lubenskaya A.K., Botezatu I.V., Dushen’kina T.E., Likhtenshteyn A.V., et al. Epstein-Barr virus in Adygeans and Slavs in Russia: virus types, LMP1 variants, and malignant tumors. Uspekhi molekulyarnoy onkologii. 2022; 9(3): 49–59. https://doi.org/10.17650/2313-805X-2022-9-3-49-59 https://elibrary.ru/cqausz (in Russian)Смирнова К.В., Сенюта Н.Б., Лубенская А.К., Ботезату И.В., Душенькина Т.Е., Лихтенштейн А.В. и др. Вирус Эпштейна–Барр у адыгейцев и славян в России: типы вируса, варианты LMP1 и злокачественные новообразования. Успехи молекулярной онкологии. 2022; 9(3): 49–59. https://doi.org/10.17650/2313-805X-2022-9-3-49-59 https://elibrary.ru/cqauszChang C.M., Yu K.J., Mbulaiteye S.M., Hildesheim A., Bhatia K. The extent of genetic diversity of Epstein-Barr virus and its geographic and disease patterns: a need for reappraisal. Virus Res. 2009; 143(2): 209–21. https://doi.org/10.1016/j.virusres.2009.07.005Hassan R., White L.R., Stefanoff C.G., de Oliveira D.E., Felisbino F.E., Klumb C.E., et al. Epstein-Barr virus (EBV) detection and typing by PCR: a contribution to diagnostic screening of EBV-positive Burkitt’s lymphoma. Diagn. Pathol. 2006; 1: 17. https://doi.org/10.1186/1746-1596-1-17Salahuddin S., Khan J., Azhar J., Whitehurst B., Qadri I., Shackelford J., et al. Prevalence of Epstein-Barr virus genotypes in Pakistani lymphoma patients. Asian Pac. J. Cancer Prev. 2018; 19(11): 3153–9. https://doi.org/10.31557/APJCP.2018.19.11.3153Gurtsevitch V.E., Senyuta N.B., Ignatova A.V., Lomaya M.V., Kondratova V.N., Pavlovskaya A.I., et al. Epstein-Barr virus biomarkers for nasopharyngeal carcinoma in non-endemic regions. J. Gen. Virol. 2017; 98(8): 2118–27. https://doi.org/10.1099/jgv.0.000889Gurtsevitch V., Ruiz R., Stepina V., Plachov I., Le Riverend E., Glazkova T., 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. https://doi.org/10.1002/ijc.2910370308Tsai M.H., Raykova A., Klinke O., Bernhardt K., Gartner K., Leung C.S., et al. Spontaneous lytic replication and epitheliotropism define an Epstein-Barr virus strain found in carcinomas. Cell Rep. 2013; 5(2): 458–70. https://doi.org/10.1016/j.celrep.2013.09.012Burrows J.M., Bromham L., Woolfit M., Piganeau G., Tellam J., Connolly G., et al. Selection pressure-driven evolution of the Epstein-Barr virus-encoded oncogene LMP1 in virus isolates from Southeast Asia. J. Virol. 2004; 78(13): 7131–7. https://doi.org/10.1128/JVI.78.13.7131-7137.2004