Urine excreted antibodies significance in the hemorrhagic fever with renal syndrome specific diagnosis

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

Relevance. Hemorrhagic fever with renal syndrome (HFRS) is an acute viral zoonosis. Being widespread in Eurasia, it holds a leading place in Russia among natural focal human diseases. The vast majority of HFRS cases in Russia, about 98%, are associated with Puumala virus. The disease is characterized by a wide range of clinical manifestations. Early specific diagnostics appears to be of a great importance for starting timely pathogenic therapy. The aim of the study was to clarify the diagnostic value of detecting hantavirus antibodies in the HFRS suspected patient urine. Materials and methods. Blood sera and urine samples from 68 patients at the Infectious Diseases Hospital in the city of Ufa, obtained with a 2-day interval, as well as urine and blood serum samples from 15 convalescents 1, 2, 3 and 6 months after disease onset were examined for hantavirus antibodies. 53 blood sera and urine samples from patients residing in Moscow, Moscow and Samara regions collected at different time points during the disease course were investigated in parallel. Antibodies were detected by the indirect immunofluorescence method. Results. On day 3, 4, 5 and 6 of disease, while specific antibodies were detected in the blood serum, antibodies in the urine were found in 85.7%, 89.4%, 93.1% and 100% of patients, respectively. The peak quantity of antibodies was excreted in the urine from days 5 to 11, which corresponds to the oliguric stage of the disease. In the convalescent period, antibodies were still detected in urine 1, 2 and 3 months afterwards in 86.7%, 46% and 20% of cases, respectively, but not detected 6 months later, which probably reflects the process of long-term restoration of the kidneys function. A moderate positive correlation between specific antibodies in serum and urine was observed only in the oliguric period of the disease. Conclusions. Detection of hantavirus antibodies simultaneously in blood serum and urine of febrile patients instead of paired blood sera allows to conduct HFRS diagnostics within the very first days of hospitalization and prevent severe complications due to timely pathogenic therapy.

About the authors

T. K. Dzagurova

Chumakov Federal Scientific Center for Research and Development of Immune-and-Biological Products of Russian Academy of Sciences (Institute of Poliomyelitis)

Author for correspondence.
Email: centrglps@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-6656-1682
SPIN-code: 8373-2503

PhD, MD (Medicine), Head of the Laboratory of Hemorrhagic Fevers

Russian Federation, Moscow

R. T. Murzabaeva

Bashkir State Medical University, Ministry of Health of Russia

Email: rmurzabaeva@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-9132-4697

PhD, MD (Medicine), Professor

Russian Federation, Ufa

F. G. Kutluguzhina

Republic Clinical Diseases Hospital

Email: fagilya1974@gnail.com
ORCID iD: 0000-0002-7908-802X

Head of the Diagnostic Department

Russian Federation, Ufa

V. G. Morozov

Medical Company “Hepatolog”

Email: viacheslavmorozov@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-4451-7891

PhD, MD (Medicine), Professor, Director of the Medical Company “Hepatolog”

Russian Federation, Samara

E. V. Volnyh

Novokuibyshevsk Central City Hospital

Email: e.volnykh@bk.ru

Head of the Infectious Diseases Department

Russian Federation, Novokuibyshevsk, Samara Region

S. S. Kurashova

Chumakov Federal Scientific Center for Research and Development of Immune-and-Biological Products of Russian Academy of Sciences (Institute of Poliomyelitis)

Email: svetlanak886@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0001-9934-699X

PhD (Medicine), Leading Researcher, Laboratory of Hemorrhagic Fevers

Russian Federation, Moscow

M. V. Balovneva

Chumakov Federal Scientific Center for Research and Development of Immune-and-Biological Products of Russian Academy of Sciences’’ (Institute of Poliomyelitis)

Email: machasm@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0003-2198-7521

PhD (Biology), Leading Researcher, Laboratory of Hemorrhagic Fevers

Russian Federation, Moscow

P. E. Tkachenko

Sechenov First Moscow State Medical University

Email: dr.ptk@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-0605-323X

PhD (Medicine), Assistant Professor, Department of Internal Diseases Propaedeutics

Russian Federation, Moscow

A. A. Ishmukhametov

Chumakov Federal Scientific Center for Research and Development of Immune-and-Biological Products of Russian Academy of Sciences (Institute of Poliomyelitis); Sechenov First Moscow State Medical University

Email: aishmukhametov@gmail.com
ORCID iD: 0000-0001-6130-4145

RAS Full Member, PhD, MD (Medicine), Professor, General Director, Chumakov Federal Scientific Center for Research and Development of Immune-and-Biological Products of Russian Academy of Sciences (Institute of Poliomyelitis); Head of the Department of Organization and Research of Immunobiological Technologies

Russian Federation, Moscow; Moscow

A. V. Belyakova

Chumakov Federal Scientific Center for Research and Development of Immune-and-Biological Products of Russian Academy of Sciences (Institute of Poliomyelitis)

Email: belyakowa.all@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0003-4363-6394

PhD (Biology), Senior Researcher, Laboratory of Hemorrhagic Fevers

Russian Federation, Moscow

E. A. Tkachenko

Chumakov Federal Scientific Center for Research and Development of Immune-and-Biological Products of Russian Academy of Sciences (Institute of Poliomyelitis)

Email: evgeniytkach@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-6829-1241

PhD, MD (Medicine), Professor, Scientific Supervisor

Russian Federation, Moscow

References

  1. Дзагурова Т.К., Лещинская Е.В., Ткаченко Е.А., Мясников Ю.А., Загидуллин И.М. Серологическое обследование больных геморрагической лихорадкой с почечным синдромом в Европейской части СССР // Вопросы вирусологии. 1983. № 6. С. 676–680. [Dzagurova T.K., Leshchinskaya E.V., Tkachenko E.A., Miasnikov Iu.A., Zagidullin I.M. Serological investigation of hemorrhagic fever with renal syndrome patients in the European part of the USSR. Voprosy Virusologii = Problems of Virology, 1983, no. 6, pp. 676–680. (In Russ.)]
  2. Дзагурова Т.К., Ткаченко Е.А., Петров В.А. Эффективность применения культуральных антигенов для серодиагностики ГЛПС с помощью метода иммунофлюоресценции // Вопросы вирусологии. 1988. № 1. С. 71–75. [Dzagurova T.K., Tkachenko E.A., Petrov V.A. The effectiveness of culture antigens for HFRS serodiagnostics by means of the immunofluorescence method. Voprosy Virusologii = Problems of Virology, 1988, no. 1, pp. 71–75. (In Russ.)]
  3. Мясников Ю.А., Дзагурова Т.К., Ткаченко Е.А., Резапкин Г.В., Савельева Р.А., Степаненко А.Г., Нургалеева Р.Г., Игнатов В.Я. О сроках сохранения антител у реконвалесцентов после геморрагической лихорадки с почечным синдромом в европейских очагах инфекции // Журнал микробиологии, эпидемиологии и иммунобиологии. 1986. № 6. С. 78–80. [Myasnikov Yu.A., Dzagurova T.K., Tkachenko E.A., Rezapkin G.V., Savelyeva R.A., Stepanenko A.G., Nurgaleeva R.G., Ignatov V.Ya. On the time of preservation of the antibody in convalescents after hemorrhagic fever with the renal syndrome in European foci of infection. Zhurnal mikrobiologii, epidemiologii i immunobiologii = Journal of Microbiology, Epidemiology and Immunobiology, 1986, no. 6, pp. 78–80. (In Russ.)]
  4. Федеральная служба по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека. Инфекционная заболеваемость в Российской Федерации. [Federal Service for Supervision of Consumer Rights Protection and Human Welfare. Infectious morbidity in the Russian Federation]. URL: https://www.rospotrebnadzor.ru/activities/statistics-materials
  5. Шутов А.М., Потрашкова К.И., Прокаева П.К., Лесников И.Р. Диагностическое значение определения в моче антител к вирусу геморрагической лихорадки с почечным синдромом // Терапевтический архив. 1996. Т. 68, № 11. С. 35–37. [Shutov A.M., Potrashkova K.I., Prokaeva P.K., Lesnikov I.R. Diagnostic value of antibodies determination in the urine of hemorrhagic fever with renal syndrome patients. Terapevticheskii arkhiv = Therapeutic Archive, 1996, vol. 68, no. 11, pp. 35–37. (In Russ.)]
  6. Brummer-Korvenkontio M., Vaheri A., Hovi T., Bonsdorff C.H., Vuorimies J., Manni T., Penttinen K., Oker-Blom N., Lähdevirta J. Nephropathia epidemica: detection of antigen in bank voles and serologic diagnosis of human infection. J. Infect. Dis., 1980, no. 41, pp. 131–134. doi: 10.1093/infdis/141.2.131
  7. Ivanov A., Vapalahti O., Lankinen H., Tkachenko E., Vaheri A., Niklasson B., Lundkvist Å. Biotin-labeled antigen: a novel approach for detection of Puumala virus-specific IgM. J. Virol. Methods, 1996, no. 62, pp. 87–92. doi: 10.1016/0166-0934(96) 02090-3
  8. Hujakka H., Koistinen V., Eerikainen P., Kuronen I., Laatikainen A., Kauppinen J., Vaheri A., Vapalahti O., Närvänen A. Comparison of a new immunochromatographic rapid test with a commercial EIA for the detection of Puumala virus specific IgM antibodies. J. Clin. Virol., 2001, no. 23, pp. 79–85. doi: 10.1016/s1386-6532(01)00191-3
  9. Kruger D.H., Figueiredo L.T.M., Song J.-W., Klempa B. Hantaviruses — globally emerging pathogens. J. Clin. Virol., 2014, no. 64, pp. 128–136. doi: 10.1016/j.jcv.2014.08.033
  10. Lee H.W., Lee P.W., Johnson K.M. Isolation of the etiologic agent of Korean hemorrhagic fever. J. Infect. Dis., 1978, vol. 137, no. 3, pp. 298–308. doi: 10.1093/infdis/137.3.298
  11. Meisel H., Wolbert A., Razanskiene A., Marg A., Kazaks A., Sasnauskas K., Pauli G., Ulrich R., Krüger D.H. Development of novel immunoglobulin G (IgG), IgA, and IgM enzyme immunoassays based on recombinant Puumala and Dobrava hantavirus nucleocapsid proteins. Clin. Vaccine Immunol., 2006, no. 3, pp. 1349–1357. doi: 10.1128/CVI.00208-06
  12. Schmaljohn C.S., Chu Y.K., Schmaljohn A.L., Dalrymple J.M. Antigenic subunits of Hantaan virus expressed by Baculovirus and vaccinia virus recombinants. J. Virol., 1990, vol. 64, no. 7, pp. 3162–3170. doi: 10.1128/JVI.64.7.3162-3170.1990
  13. Schubert J., Tollmann F., Weissbrich B. Evaluation of a pan-reactive hantavirus enzyme immunoassay and of a hantavirus immunoblot for the diagnosis of nephropathia epidemica. J. Clin. Virol., 2001, no. 21, pp. 63–74. doi: 10.1016/s1386-6532(00)00187-6
  14. Sjolander K.B., Elgh F., Kallio-Kokko H., Vapalahti O., Hägglund M., Palmcrantz V., Juto P., Vaheri A., Niklasson B., Lundkvist Å. Evaluation of serological methods for diagnosis of Puumala hantavirus infection (nephropathia epidemica). J. Clin. Microbiol., 1997. vol. 35, no. 2, pp. 3264–3268. doi: 10.1128/JCM.35.12.3264-3268.1997
  15. Sonnenberg K., Stoecker W., Lundkvist Å., Vaheri A., Vapalahti O., Chan P.K., Feldmann H., Dick D., Schmidt-Chanasit J., Padula P., Vial P.A., Panculescu-Gatej R., Ceianu C., Heyman P., Avšič-Županc T., Niedrig M. Immunofluorescence assay for the simultaneous detection of antibodies against clinically important old and new world hantaviruses. PLoS Negl. Trop. Dis., 2013, vol. 7, no. 4: e2157. doi: 10.1371/journal.pntd.0002157
  16. Tkachenko E.A., Ishmukhametov A.A., Dzagurova T.K., Bernshtein A.D., Morozov V.G., Siniugina A.A., Kurashova S.S., Balkina A.S., Tkachenko P.E., Kruger D.H., Klempa B. Hemorrhagic fever with renal syndrome, Russia. Emerg. Infect. Dis., 2019, vol. 25, no. 12, pp. 2325–2328. doi: 10.3201/eid2512.181649
  17. Waller K.V., Ward K.M., Mahan J.D., Wismatt D.K. Current concepts in proteinuria. Clin. Chem., 1989, vol. 35, no. 5, pp. 755–765.
  18. Zoller L.G., Yang S., Got P., Darai G. A novel mu-capture enzyme-linked immunosorbent assay based on recombinant proteins for sensitive and specific diagnosis of hemorrhagic fever with renal syndrome. J. Clin. Microbiol., 1993, vol. 31, no. 5, pp. 1194–1199. doi: 10.1128/JCM.31.5.1194-1199.1993

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Figure 1. Hantavirus antibodies detection in the urine of HFRS patients and convalescents

Download (67KB)
Indexing metadata
3. Figure 2. Dependence of the urine excreted antibodies on the disease onset

Download (59KB)
Indexing metadata
4. Figure 3. Correlation of the antibodies quantity detected in the blood serum and urine (n = 46) during the disease oliguric period (from 5 to 12 days)

Download (49KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2022 Dzagurova T.K., Murzabaeva R.T., Kutluguzhina F.G., Morozov V.G., Volnyh E.V., Kurashova S.S., Balovneva M.V., Tkachenko P.E., Ishmukhametov A.A., Belyakova A.V., Tkachenko E.A.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

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».