Characterisation of herpesviruses in KORA cohort and association with type 2 diabetes

Wölfle, Tim (2021): Characterisation of herpesviruses in KORA cohort and association with type 2 diabetes. Dissertation, LMU München: Medizinische Fakultät

Abstract

Introduction: Herpesviruses are a class of highly prevalent and contagious DNA viruses with low pathogenicity. Type 2 diabetes is among the most important metabolic diseases with increasing worldwide prevalence and is one of the major risk factors for cardiovascular disease, including myocardial infarction and stroke. This study examines the association of serostatus of 7 human herpesviruses with type 2 diabetes, namely herpes simplex virus 1 & 2, varicella–zoster virus, Epstein–Barr virus, cytomegalovirus and human herpesvirus 6 & 7. Methods: Two timepoints of the population cohort KORA were used: “F4” with 2,950 participants examined between 2006–2008 and “FF4” with 2,129 participants examined in 2013/2014, with an overlap of 1,967 participants. All of them have undergone both oral glucose tolerance tests and viral multiplex serology twice. Logistic regression models were used for comparison of binary viral serostatus with (pre)diabetes prevalence and incidence, generalised estimating equations were applied to combine both timepoints for analyses on (pre)diabetes prevalence, and linear regression was used for comparison with HbA1c, always adjusting for age and sex. Results: All human herpesviruses except varicella–zoster virus were significantly more prevalent in women than in men. Serostatus and antibody reactivity of herpes simplex virus 1 & 2, Epstein–Barr virus and cytomegalovirus were significantly and consistently associated with older age. Weak evidence of increased antibody reactivity in the colder compared to the warmer months has been found for all herpesviruses except for herpes simplex virus 2 and human herpesvirus 6. Herpes simplex virus 2 and cytomegalovirus were significantly associated with (pre)diabetes incidence, after adjustment for age and sex. Herpes simplex virus 2 was also significantly associated with HbA1c, an important laboratory marker of long–term blood sugar, after adjustment for both sex, age and even diabetes status. No dose effects of viral antibody reactivities with prevalence or incidence of (pre)diabetes were found. Discussion: Associations of cytomegalovirus with diabetes prevalence have been reported multiple times for the past 20 years. This work’s novel finding of an association of cytomegalovirus serostatus with (pre)diabetes incidence confirms a 2019 Korean study by Yoo and colleagues demonstrating an association of history of cytomegalovirus disease with diabetes incidence. Herpes simplex virus 2 has thus far not been associated with (pre)diabetes incidence, making this the first study to provide such evidence. These results highlight the need for further research, more efforts in viral prevention strategies and the development of effective vaccines against herpesviruses.

Abstract

Einleitung: Herpesviren sind eine Klasse hochansteckender DNA–Viren mit hoher Prävalenz und geringer Pathogenität. Diabetes mellitus Typ 2 ist eine der häufigsten Stoffwechselerkrankungen mit weltweit steigender Prävalenz und ist ein Hauptrisikofaktor für kardiovaskuläre Erkrankungen, darunter Myokardinfarkt und Schlaganfall. Diese Studie untersucht die Assoziation des Serostatus‘ von 7 humanen Herpesviren mit Diabetes mellitus Typ 2: Herpes–Simplex–Virus 1 & 2, Varizella–Zoster–Virus, Epstein–Barr–Virus, Cytomegalovirus und Humanes Herpesvirus 6 & 7. Methoden: Zwei Zeitpunkte der bayrischen KORA Kohortenstudie werden verwendet: „F4“ mit 2‘950 TeilnehmerInnen, die zwischen 2006–2008 untersucht wurden, und „FF4“ mit 2‘129 TeilnehmerInnen, die 2013/2014 untersucht wurden. Beide haben eine Überschneidung von 1‘967 TeilnehmerInnen. Alle von ihnen haben zweimalige Testungen des oralen Glukose Toleranztests und einer viralen Multiplex–Serologie erhalten. Logistische Regressionsmodelle wurden verwendet, um den binären Serostatus mit Prävalenz und Inzidenz von (Prä)Diabetes zu vergleichen, generalisierte Schätzmodelle, um die beiden Zeitpunkte für die Prävalenzanalysen zu kombinieren, und lineare Regressionsmodelle für Vergleiche mit HbA1c, jeweils korrigiert für Alter und Geschlecht. Ergebnisse: Alle humanen Herpesviren außer das Varizella–Zoster–Virus zeigten eine höhere Prävalenz in Frauen als in Männern. Serostatus und Antikörperreaktivität von Herpes–Simplex–Virus 1 & 2, Epstein–Barr–Virus und Cytomegalovirus waren signifikant und konsistent mit höherem Alter assoziiert. Schwache Evidenz für erhöhte Antikörperreaktivität in den kalten als in den warmen Monaten wurde für alle Herpesviren außer für das Herpes–Simplex–Virus 2 und das Humane Herpesvirus 6 gefunden. Das Herpes–Simplex–Virus 2 und das Cytomegalovirus waren signifikant mit Inzidenz von (Prä)Diabetes assoziiert, korrigiert für Alter und Geschlecht. Das Herpes–Simplex–Virus 2 war ebenfalls signifikant mit HbA1c assoziiert, einem wichtigen Labormarker für Langzeitblutzucker, korrigiert sowohl für Alter und Geschlecht, als auch für Diabetes–Status. Keine Dosiseffekte von viraler Antikörperreaktivität auf Prävalenz oder Inzidenz von (Prä)Diabetes wurden gefunden. Diskussion: Assoziationen des Cytomegalovirus mit Diabetes–Prävalenz wurden in den letzten 20 Jahren mehrfach berichtet. Eine neue Erkenntnis dieser Arbeit ist ein Zusammenhang des Cytomegalovirus–Serostatus’ mit der (Prä)Diabetes–Inzidenz. Dies bestätigt die Ergebnisse von Yoo und Kollegen, die 2019 eine Assoziation von durchgemachter Cytomegalovirus–Erkrankung mit Diabetes–Inzidenz zeigten, jedoch nicht von dessen Serostatus. Für Herpes–Simplex–Virus 2 wurde bisher noch keine Assoziation mit der Inzidenz von (Prä)Diabetes gezeigt, wofür die vorliegende Arbeit erste Hinweise liefert. Diese Ergebnisse unterstreichen die Notwendigkeit weiterer Forschung und verstärkter Anstrengung bei viralen Präventionsmaßnahmen und bei der Entwicklung von Impfstoffen gegen Herpesviren.

• Dokumententyp: Dissertationen (Dissertation, LMU München)
• Themengebiete: 600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften ; 600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften > 610 Medizin und Gesundheit
• Fakultäten: Medizinische Fakultät
• Sprache der Hochschulschrift: Englisch
• Datum der mündlichen Prüfung: 25. Oktober 2021
• 1. Bericht­erstatter:in: Peters, Annette