Novel approaches to etiological diagnosis of central nervous system lesions in patients with HIV

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

Objective. To identify the spectrum of central nervous system (CNS) lesions, by determining the detection rate and quantitative characteristics of the DNA of the causative agents of neuroinfections and RNA of the human immunodeficiency virus (HIV) in the cerebrospinal fluid (CSF) of inpatients with HIV infection.

Subjects and methods. Clinical observations were conducted in 5485 inpatients with HIV infection and their case histories were analyzed. Of these, 3333 patients had Stage 4B AIDS; 1310 patients had CNS lesions. The patients underwent contrast-enhanced brain MRI and diagnostic lumbar puncture. A total of 1667 CSF samples were studied using real time RT-PCR with the qualitative or quantitative determination of secondary disease pathogen DNA and HIV RNA. The reagent kits made by the Central Research Institute of Epidemiology, Russian Federal Service for Supervision of Consumer Rights Protection and Human Well-Being, were used. The authors applied Statistica version 10.0 and SPSS version 20 statistical software packages, R was a programming language. Associations were examined by making a contingency table analysis using Pearson’s χ2 test. The significance level for the tested statistical hypotheses was taken equal to 0.05.

Results. The paper presents the quantitative measures of blood and CSF HIV RNA. Statistically significant associations were found between the blood and CSF HIV RNA levels. CNS lesions as encephalitis, meningoencephalitis, or meningitis were diagnosed in 1310 patients with HIV infection (23.8% of the total number of inpatients, 39.3% of those having Stage 4B AIDS, and 62.7% among the deceased). Among the patients with CNS lesions, there was a significant proportion (53.7%) of cases having encephalitis of unclear etiology. The presence of CSF neuroinfection pathogen DNA and HIV RNA were shown to have a high diagnostic sensitivity and the etiological role of the pathogen could be excluded in the absence of CSF. The qualitative detection of the DNAs of T. gondii, M. tuberculosis, C. neoformans, and human polyomavirus 2 (JCPyV) was shown to have a high diagnostic specificity. On the contrary, the fact of detecting the DNAs of cytomegalovirus, Epstein-Barr virus, human herpes virus type 6 (HHV-6 A/B type), fungi of the genus Candida, and HIV RNA was insufficient to confirm the etiological role of these pathogens in brain lesions. A wide CSF concentration range of these pathogens was established.in HIV-infected patients.

Conclusion. The absence of neuroinfection pathogen DNA and HIV RNA in the CSF excludes the corresponding etiology of brain damage. Detection of CSF T. gondii, M. tuberculosis, C. neoformans, or JCPyV DNAs confirms the nature of encephalitis. Quantitative determination should be used when examining CSF for EBV, CMV, HHV-6A/B, and Candida fungi DNAs and HIV RNA,

About the authors

Vasily I. Shakhgildyan

МоCentral Research Institute of Epidemiology, Russian Federal Service for Supervision of Consumer Rights Protection and Human Well-Being

Author for correspondence.
Email: vishakh@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-8686-0487

Cand. Med. Sci., Senior Researcher

Russian Federation, Moscow

Marina S. Yadrikhinskaya

Moscow City Center for AIDS Prevention and Control

Email: rusalo4ka_88@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-9649-8522

Resident

Russian Federation, Moscow

Elvira A. Domonova

Central Research Institute of Epidemiology, Russian Federal Service for Supervision of Consumer Rights Protection and Human Well-Being

Email: elvira.domonova@pcr.ms
ORCID iD: 0000-0001-8262-3938

Cand. Biol. Sci. Head, Scientific Group for Development of New Methods for Diagnosing Opportunistic and Papillomavirus Infections, Department for Molecular Diagnosis and Epidemiology

Russian Federation, Moscow

Aleksey A. Orlovsky

M.V. Lomonosov Moscow State University

Email: leha-orl@yandex.by
ORCID iD: 0000-0002-0794-4683

Laboratory Researcher, Laboratory for Monitoring Programs for Reduction of Mortality from Cardiovascular Diseases, National Medical Research Center of Cardiology, Ministry of Health of Russia

Russian Federation, Moscow

Oleg A. Tishkevich

Clinical Infectious Diseases Hospital Two

Email: tishol@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-0789-7709

Pathologist, Clinical Infectious Diseases Hospital Two, Moscow City Healthcare Department

Russian Federation, Moscow

Elena B. Yarovaya

M.V. Lomonosov Moscow State University

Email: yarovaya@mech.math.msu.su

Pathologist, Clinical Infectious Diseases Hospital Two, Moscow City Healthcare Department

Russian Federation, Moscow

References

  1. Покровский В.В., ред. ВИЧ-инфекция и СПИД: национальное руководство. 2-е изд., перераб. и доп. М.: ГЭОТАР-Медиа, 2021. 512 с. Pokrovsky V.V., ed. [HIV infection and AIDS: national guidelines]. 2nd ed., reprint. and add. Moscow: GEOTAR-Media, 2021. 512 p. (In Russ.).
  2. Ладная Н.Н., Покровский В.В., Соколова Е.В., Чекрыжова Л.Г., Киржанова В.В. Распространение инфекции, вызываемой вирусом иммунодефицита человека, на территориях Российской Федерации в 2021 г. Эпидемиол. инфекц. болезни. Актуал. вопр. 2022; 12(3): 12–8. DOI: https://dx.doi.org/10.18565/epidem.2022.12.3.12-8. Ladnaia N.N., Pokrovsky V.V., Sokolova E.V., Chekryzhova D.G., Kirzhanova V.V. [Prevalence of human immune deficiency virus infection in the territories of the Russian Federation in 2021]. Epidemiology and infectious diseases. Current items 2022; 12(3): 12–8 (In Russ.). DOI: https://dx.doi.org/10.18565/epidem.2022.12.3.12-8
  3. Перегудова А.Б., Ермак Т.Н., Шахгильдян В.И., Шипулина О.Ю., Гончаров Д.Б. Церебральный токсоплазмоз в структуре поражения центральной нервной системы у больных ВИЧ-инфекцией. Эпидемиол. инфекц. болезни. Актуал. вопр. 2013; (1): 26–30. Peregudova A.B., Ermak T.N., Shakhgildyan V.I., Shipulina О.Y., Goncharov D.B. [Cerebral toxoplasmosis in the structure of central nervous system lesions in patients with HIV infection]. Epidemiоlоgy and infectious diseases. Сurrent items 2013; (1): 26–30. (In Russ.).
  4. Langford T.D., Letendre S.L., Larrea G.J., Masliah E. Changing patterns in the neuropathogenesis of HIV during the HAART era. Brain Pathology. 2003; 13(2): 195–210. doi: 10.1111/j.1750-3639.20,03.tb00019.
  5. Jellinger K., Setinek U., Drlicek M., Böhm G., Steurer A., Lintner F. et al. Neuropathology and general autopsy findings in AIDS during the last 15 years. Acta Neuropathol. 2000; 100: 213–20. https://doi.org/10.1007/s004010000245
  6. Беляков Н.А., Рассохин В.В. Коморбидные состояния при ВИЧ-инфекции. Часть 1. Основы проблемы. СПб.: Балтийский медицинский образовательный центр, 2018. 184 с. Belyakov N.A., Rassokhin V.V. [Comorbid conditions in HIV infection. Part 1. The basics of the problem]. St. Petersburg: Baltic Medical Educational Center, 2018. 184 p. (In Russ.).
  7. Макаров А.Ю., Чикова Р.С., Улюкин И.М., Помников В.Г. Неврологические синдромы при ВИЧ-инфекции. Неврологический журнал 2004; (5): 45–52. Makarov A.Yu., Chikova R.S., Ulyukin I.M., Pomnikov V.G. [Neurological syndromes in HIV infection]. Neurological Journal 2004; (5): 45–52. (In Russ.).
  8. Tauber S.C., Staszewski O,. Prinz M., Wies J., Nolte K., Bunkowski А. et al.. HIV encephalopathy: glial activation and hippocampal neuronal apoptosis, but limited neural repair. HIV Med. 2016; 17(2): 143–51. doi: 10.1111/hiv.12288
  9. Masliah E., DeTeresa R.M., Mallory M.E., Hansen L.A. Changes in pathological findings at autopsy in AIDS cases for the last 15 years. AIDS 2000; 14: 69– 74.
  10. Вознесенский С.Л., Шахгильдян В.И., Петрова Е.В., Кожевникова Г.М., Ермак Т.Н., Тишкевич О.А. и др. Энцефалиты неясной этиологии у больных ВИЧ-инфекцией: клиническая и патологоанатомическая расшифровка. Терапевтический архив 2021; 93(11): 1278–82. https://doi.org/10.2644/00403660.2021.11.201197. Voznesenskiy S.L., Shakhgildyan V.I., Petrova E.V., Kozhevnikova G.M., Ermak T.N., Tishkevich O.A. et al. [Unspecified Encephalitis in HIV-Infected Patients: Clinical and Post Mortem Evaluation]. Therapeutic archive 2021; 93(11): 1278–82. (In Russ.). https://doi.org/10.2644/00403660.2021.11. 201197
  11. Кравченко А.В., Ладная Н.Н., Козырина Н.В., Покровский В.В., Юрин О.Г., Соколова Е.В., Дементьева Л.А. Причины летальных исходов среди лиц, инфицированных ВИЧ, в Российской Федерации в 2008–2018 гг. Эпидемиол. инфекц. болезни. Актуал. вопр. 2020; 10(3): 63–9. DOI: https://dx.doi.org/10.18565/epidem.2020.10.3.63-9. Kravchenko A.V., Ladnaia N.N., Kozyrina N.V., Pokrovsky V.V., Yurin O.G., Sokolova E.V. et al. [Causes of deaths among people infected with HIV in the Russian Federation in 2008–2018]. Epidemiоlоgy and infectious diseases. Сurrent items 2020; 10(3): 63–9. (In Russ.). DOI: https://dx.doi.org/10.18565/epidem.2020.10.3.63-9
  12. Шахгильдян В.И., Соколова Е.А., Юрин О.Г., Ладная Н.Н., Канестри В.Г. Определение случая СПИДа и причины летальных исходов у больных ВИЧ-инфекцией. Эпидемиол. инфекц. болезни. Актуал. вопр. 2020; 10(3): 70–8. DOI: https://dx.doi.org/10.18565/epidem.2020.10.3.70-8. Shakhgildyan V.I., Sokolova E.A., Yurin O.G., Ladnaia N.N., Kanestri V.G. [Case definition of AIDS and causes of death in patients with HIV infection]. Epidemiоlоgy and infectious diseases. Сurrent items 2020; 10(3): 70–8. (In Russ.). DOI: https://dx.doi.org/10.18565/epidem.2020.10.3.70-8
  13. Акимкин В.Г., Творогова М.Г. (ред.). Лабораторная диагностика инфекционных болезней. М., 2020. 480 с. Akimkin V.G., Tvorogova M.G. (eds.). [Laboratory diagnosis of infections diseases]. Moscow, 2020. 480 p. (In Russ.).
  14. Шахгильдян В.И., Ядрихинская М.С., Орловский А.А., Шипулина О.Ю., Домонова Э.А., Тишкевич О.А. и др. Концентрация ДНК ЦМВ в биологических материалах – ключ к диагностике цитомегаловирусной пневмонии у больных ВИЧ-инфекцией. Журнал инфектологии 2019; 11(3, приложение 1): 109–17. https://doi.org/10.22625/2072-6732-2019-11-3S1. Shakhgildyan V.I., Yandrikhinskaya M.S., Orlovsky А.А., Shipulina О.Y., Domonova E.A., Tishkevich О.А. et al. [Quantity of CMV DNA in biological samples – a key to CMV pneumonia diagnosis in HIV patients]. Journal Infectology 2019; 11(3, Suppl. 1): 109–17. (In Russ.). https://doi.org/ 10.22625/2072-6732-2019-11-3S1

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. The spectrum and frequency of diseases occurring eith CNS damage in 5485 patients with different stages of HIV infection

Download (239KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. The spectrum and frequency of diseases occurring eith CNS damage among 3333 patients with Stage 4B Infection (AIDS)

Download (242KB)
Indexing metadata
4. Fig. 3. The spectrum and frequency of diseases occurring with CNS disease among HIV-infected patients with CNS lesion

Download (243KB)
Indexing metadata

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».