Оценка и сравнение четырех количественных серологических анализов SARS-CoV-2 у пациентов с COVID-19 и иммунизированных здоровых людей, онкологических больных и пациентов, получающих иммуносупрессивную терапию

АБСТРАКТНЫЙ

Фон: Полуколичественные и количественные иммуноанализы являются наиболее часто используемым методом оценки иммунитета после иммунизации.

Цели: Сравнить четыре количественных серологических анализа SARS-CoV-2 у пациентов с COVID-19 и иммунизированных здоровых людей, больных раком и пациентов, получающих иммуносупрессивную терапию.

Дизайн исследования: 210 серологический образец из когорт инфекции и вакцинации COVID-19 был использован для создания хранилища серологических образцов. Серологические методы четырех производителей, а именно Euroimmun, Roche, Abbott и DiaSorin, были оценены для количественного, полуколичественного и качественного измерения антител. Все четыре метода измеряют антитела IgG против домена, связывающего спайковый рецептор SARS-CoV-2, и сообщают результаты в единицах связывающего антитела/мл (BAU/мл). Допустимая общая ошибка (TEa) ±25% была выбрана в качестве критерия для определения того, являются ли два метода клинически эквивалентными в количественном отношении. Полуколичественные результаты (титры) были получены путем деления числовой концентрации антител на пороговое значение для каждого метода. Результаты: Все парные количественные сравнения продемонстрировали неприемлемую эффективность. При ±25% в качестве TEa наилучшее согласие составило 74 (35,2% из 210 образцов) между Евроиммуном и Диасорином, тогда как самое низкое согласие составило 11 (5,2% из 210 образцов) между Евроиммуном и Рош. Титры антител при всех четырех методах достоверно различались (р <0,001). Самая высокая разница в титре одного и того же образца наблюдается между Рош и ДиаСорином, разница в 1392-крате. При качественном сравнении ни одно из парных сравнений не показало приемлемого сравнения (p <0,001).

Выводы: Между четырьмя оцененными анализами существует плохая корреляция, количественно, полуколичественно и качественно. Для достижения сопоставимых результатов необходима дальнейшая гармонизация методов анализа.

цистанхе трубчатой ​​– улучшает иммунную систему

1. История

Прошло более двух лет с момента начала глобальной пандемии инфекции SARS-CoV-2, и было введено более двенадцати миллиардов доз вакцины, при этом более 600 миллионов человек инфицированы COVID-19 во всем мире [1] . Министерство здравоохранения Канады (HC) и Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США (FDA) одобрили несколько вакцин для получения разрешения на экстренное использование (EUA), такие как Moderna SpikeVax (мРНК -1273) и Pfizer-BioNTech Comirnaty (BNT162b2) [2, 3]. Коронавирусы имеют четыре структурных белка: белок-шип (S), нуклеокапсид (N), белок оболочки (Е) и мембранный белок (М) [4]. Белок S, выступающий из оболочки вируса, является иммунодоминантным и состоит из двух субъединиц: белка S1, содержащего рецептор-связывающий домен (RBD), и белка S2, опосредующего слияние клеточных мембран [5]. Доступны многочисленные платформы серологического тестирования на различные антигены SARS-CoV-2, такие как шиповидный белок (S) и белок нуклеокапсида (N).

Польза цистанхе для мужчин – укрепление иммунной системы

Нажмите здесь, чтобы просмотреть продукты Cistanche Enhance Immunity

【Запросить дополнительную информацию】 Электронная почта:cindy.xue@wecistanche.com / Whats App: 0086 18599088692 / Wechat: 18599088692

Иммуноанализы, например иммуноферментный анализ (ИФА), являются наиболее часто используемым методом оценки иммунитета после иммунизации [6]. Для большинства других вакцин часто выбирают универсальное пороговое значение, основанное на полуколичественном или количественном иммуноанализе, чтобы отражать защиту и иммунитет [6]. Как показал опыт вакцины против краснухи, пороговое значение необходимо постоянно контролировать и корректировать с помощью крупных эпидемиологических исследований [7] и может различаться в разных странах [8]. Поэтому крайне важно, чтобы результаты на различных аналитических платформах были сопоставимы и могли правильно определить иммунитет после иммунизации и инфекции. Национальный комитет клинических лабораторных ученых (NCCLS) периодически публикует рекомендации для клинических лабораторий по правильному сообщению результатов тестирования на иммунитет после достижения высокого уровня согласованности между различными аналитическими платформами [7,9]. Известно, что у здоровых людей гуморальные реакции могут значительно усилиться при дополнительных бустерных дозах вакцинации против SARS-CoV-2 [10]. Более того, гуморальный ответ после иммунизации слабый у лиц с ослабленным иммунитетом [11]. В результате серологические методы, одобренные для клинического использования, должны обеспечивать точные результаты с широким динамическим диапазоном антител от низкого до высокого уровня.

Таблица 1. Характеристики исследуемой популяции.

2. Цели

Сравнить четыре количественных серологических анализа SARS-CoV-2 у пациентов с COVID-19 и иммунизированных здоровых людей, больных раком и пациентов, получающих иммуносупрессивную терапию, с использованием образцов, собранных с первой по четвертую дозу вакцинации. Мы оценили четыре серологических анализа, предназначенных для клинического использования, в расширенном динамическом (измеримом) диапазоне.

3. Дизайн исследования

3.1. Набор персонала, выборка и сбор данных

Было получено одобрение и согласие институционального комитета по этике участников. С мая 2021 г. по июль 2022 г. мы включали в исследование здоровых людей, больных раком и пациентов, получающих иммуносупрессивную терапию, после вакцинации от одной до четырех доз вакцины против COVID-19 в Кингстоне, Онтарио, Канада. Также были получены образцы сыворотки от госпитализированных пациентов с COVID-19, поступивших в Кингстонский центр медицинских наук в период с февраля 2021 года по апрель 2022 года. Всего было взято 210 образцов, в том числе 82 образца с положительным результатом на COVID-19-и 128 образцов от иммунизированных лиц. Последний включает 42 образца от здоровых людей, 44 от больных раком и 42 от пациентов, получающих иммуносупрессивную терапию (23 от пациентов, перенесших трансплантацию почки, и 19 от пациентов, получающих другую иммуносупрессивную терапию). Иммуносупрессивная терапия у пациентов с трансплантатом почки включала тройную терапию ингибитором кальциневрина (такролимус или циклоспорин), антипролиферативным средством (микофенолат, азатиоприн, сиролимус или эверолимус) и кортикостероидами. Иммунизированные участники получали BNT162b2, AZD1222, мРНК-1273 или смесь вакцин от нескольких производителей. Среди 128 образцов крови иммунизированных участников 35, 70, 22 и 1 были получены после первой, второй, третьей и четвертой доз иммунизации соответственно. Ни один из участников не получил бивалентную вакцину. У госпитализированных пациентов с COVID-19 инфекция была подтверждена с помощью полимеразной цепной реакции (ПЦР)/анализа генных мутаций, проведенного в Кингстонском центре медицинских наук в соответствии со стандартным протоколом. Как положительные, так и отрицательные результаты ПЦР были зарегистрированы в базе данных общественного здравоохранения Онтарио.

растение цистанхе, повышающее иммунную систему

3.2. Количественное, полуколичественное и качественное измерение антител

Были оценены четыре серологических метода, включая Euroimmun Anti-SARS-CoV-2 QuantiVac ELISA (IgG) (номер продукта: EI 2606- 9601-10 G), Abbott Architect AdviseDx SARS-CoV-2 IgG II ( номер продукта: 6S60), Roche Elecsys Anti-SARS-CoV-2 S (номер продукта: 09289267190) и DiaSorin LIAISON SARS-CoV-2 TrimericS IgG (номер продукта: 311510). Исследование 210 образцов было проведено в трех академических клинических лабораториях технологами медицинских лабораторий. Тестирование проводилось на инструментах каждого производителя серологических тестов, а именно EUROIMMUN Analyser 1, Abbott ARCHITECT, Roche Cobas e602 и DiaSorin LIAISON. Все результаты были представлены в единицах связывающего антитела/мл (BAU/мл). Все четыре метода позволяют измерить антитела IgG против домена, связывающего спайковый рецептор SARS-CoV-2 (S1). Полуколичественный титр антител IgG против домена, связывающего шиповый рецептор SARS-CoV-2 (S1), был получен в результате количественного измерения антител. Титр определяли путем деления количественных уровней антител на соответствующие пороговые значения от каждого производителя. Титры антител округляли до целого числа и в сравнение включали те, которые превышали 1. Количественные уровни антител для домена S1 SARS-CoV-2 сравнивались с соответствующим положительным пороговым значением для определения качественного результата теста, положительного или отрицательного. Тест EUROIMMUN имеет пограничный диапазон (от 25,6 до<35.2 BAU/mL); antibody results within the borderline range were excluded from the quantitative comparison. 

3.3. Представление данных и статистический анализ

Представление данных и сравнение количественных методов проводили с помощью программы EP Evaluator 12 (Data Innovations LLC, США). На основании общих нормативных требований к иммунологическим анализам в качестве критерия для определения того, являются ли два метода клинически эквивалентными, была выбрана допустимая общая ошибка (TEa) ±25%. Анализ полуколичественных и количественных сравнений проводили с помощью программы SPSSStatistics (IBM SPSSStatistics, США). Было установлено, что все группы не были нормально распределены (p< 0.001, Shapiro-Wilk normality test). The results were reported as medians and interquartile range (IQR). Friedman's and Pearson's Chi-Square tests were used to determine statistical significance between groups.

Таблица 2. Основные характеристики четырех оцененных иммуноанализов.

Рис. 1. Попарные сравнения количественного серологического тестирования.

4. Результаты

4.1. Характеристики исследуемой когорты

Демографические данные и количественные уровни антител у участников исследования обобщены в Таблице 1. Данные по вакцинной когорте дополнительно разделены на здоровых людей, больных раком и пациентов, получающих иммуносупрессивную терапию (ИСТ). Показан динамический диапазон количественных уровней антител IgG против SARS-CoV-2.

Рис. 2. Попарное сравнение согласия полуколичественного серологического тестирования.

4.2. Характеристика серологических методов исследования

Основные характеристики четырех серологических методов тестирования на IgG к белку S1 SARS-CoV-2 суммированы в таблице 2. Все четыре метода одобрены HC для клинического применения и FDA для EUA. Три производителя устанавливают единое пороговое значение, обозначающее сероконверсию, тогда как Euroimmun предоставляет пограничный диапазон (от 25,6 до<35.2 BAU/mL). 

4.3. Сравнение количественного измерения антител

На рис. 1 показано сравнение четырех серологических методов среди 210 образцов, которые включали как иммунизированные, так и COVID-19-положительные образцы. Все парные сравнения продемонстрировали неприемлемое согласие, используя в качестве критерия TEa ±25%. Наилучшее совпадение составило 74 (35,2% из 210 образцов) между Евроиммуном и Диасорином, тогда как самое низкое согласие составило 11 (5,2% из 210 образцов) между Евроиммуном и Рош. На рис. 1 также показана модель линейной регрессии (статистика регрессии Деминга) для каждого сравнения с наклоном от 1,3 до 7,6. Дальнейший анализ, основанный на иммунизированных и COVID-19-положительных образцах по отдельности, продемонстрировал аналогичные результаты, которые представлены в дополнительных данных.

цистанхе трубчатой ​​– улучшает иммунную систему

4.4. Сравнение полуколичественных измерений антител 

На рис. 2 представлены титры антител для четырех серологических методов, сравниваемые попарно с использованием 210 образцов. Титр антител в каждом образце рассчитывали путем деления числовой концентрации антител на пороговое значение для каждого метода. Титры антител при всех четырех методах значительно различались (р <0,001, критерий Фридмана). Самая высокая разница в титре в одном и том же образце была между Рош и ДиаСорином с разницей в 1392-крата. Дальнейший анализ, основанный на иммунизированных и COVID-19-положительных образцах по отдельности, продемонстрировал аналогичные результаты, которые представлены в дополнительных данных.

4.5. Сравнение качественных измерений антител

Качественное сравнение четырех серологических методов тестирования обобщено в Таблице 3. Из 173 образцов, в которых было полное совпадение всех четырех серологических методов, 148 результатов были положительными, а 25 - отрицательными. Был 31 образец, в котором наблюдались разногласия хотя бы между одним из четырех методов тестирования. Эти образцы разногласий были далее классифицированы в зависимости от того, какой тест дал отчетливый результат. Ни одно из парных сравнений, основанных на качественных результатах, не выявило согласия (p < 0,001, критерий Хи-квадрат Пирсона).

Таблица 3. Соглашение о качественном серологическом тестировании антител.

5. Обсуждение

Согласно данным других программ вакцинации, существует множество суррогатных маркеров для определения иммунитета. К ним относятся уровни антител, определяемые с помощью иммуноанализа, анализа вирусной и бактериальной нейтрализации, анализа интерферона и анализа гемагглютинации [6]. Мониторинг клеточного иммунного ответа на вирусный антиген в лабораторных условиях является трудоемкой процедурой. Его выполняют только в специализированных лабораториях, например, в современных лабораториях проточной цитометрии, и не используют рутинно в клинических целях. Напротив, обнаружение циркулирующих антител можно относительно легко выполнить с помощью высокопроизводительных серологических анализов. Поэтому полуколичественный (измерение титра антител) и количественный (измерение концентрации антител) иммуноанализ является наиболее часто используемым методом оценки иммунитета после иммунизации [6].

Серологическое тестирование необходимо для оценки эффективности вакцинации против SARS CoV-2 [12,13]. С момента начала пандемии COVID-19 и особенно после того, как вакцинация против SARS-CoV-2 стала доступна во всем мире, была опубликована обширная исследовательская литература по оценке гуморальных иммунных ответов с использованием различных иммуноанализов [12,13]. Результаты различных аналитических методов должны быть сопоставимы, чтобы правильно понять выводы различных публикаций. Кроме того, для надежной оценки эффективности иммунизации против SARS-CoV-2 в клинических целях крайне важно разработать надежные иммуноанализы и провести обширное сравнение и стандартизацию методов. После того, как требуется высокий уровень согласованности между различными методами, можно выбрать пороговое значение, основанное на полуколичественных или количественных анализах SARS-CoV-2, чтобы представить защиту и иммунитет.

Наше исследование продемонстрировало плохую согласованность между четырьмя серологическими методами, одобренными для клинического использования Министерством здравоохранения Канады и FDA и производимыми компаниями Euroimmun, Abbott, Roche и DiaSorin. Поскольку TEa для серологических ответов на SARS-CoV-2 пока неизвестен, мы произвольно выбрали ±25%, который обычно используется для других иммуноанализов. При использовании этого критерия плохие согласия наблюдались при всех сравнениях между любыми двумя методами. Хотя сравнение Евроиммуна и Диасорина превосходит любые другие сравнения, только 35,2% из 210 образцов были признаны приемлемыми. В полуколичественном виде после преобразования количественных результатов в титры путем деления количественных уровней антител на соответствующие пороговые значения от каждого производителя титры любых двух методов значительно различались (p < 0,001). Самая высокая разница в титрах была между Рош и ДиаСорином (разница в 1392-крата). Очевидно, что доступные в настоящее время серологические методы значительно различаются как количественно, так и полуколичественно и не могут обеспечить эффективность, необходимую для рутинного клинического использования. Более того, когда мы применили к результатам пороговые значения сероконверсии и определили частоту положительных результатов во всех четырех методах в 210 образцах, были обнаружены значительные статистические различия (p <0,001) в любых двух сравниваемых методах.

цистанхе трубчатой ​​– улучшает иммунную систему

В ноябре 2020 года Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) установила международный стандарт и эталонный материал для иммуноглобулина против SARSCoV-2 (код NIBSC 20/136) [14]. Целью данного справочного материала является гармонизация оценки гуморального иммунного ответа после естественной инфекции или вакцинации. Все оцениваемые четвертые методы соответствуют этому эталонному материалу, а их результаты могут быть представлены в единицах BAU/мл, рекомендованных ВОЗ. Euroimmun в своей инструкции предоставила корреляцию с этим эталонным материалом с R2=0.99. Непонятно, почему в нашем исследовании наблюдалось плохое согласие. В июле 2022 года ВОЗ предоставила второй международный стандарт иммуноглобулина против SARS-CoV-2 и эталонную панель антител к вызывающим обеспокоенность вариантам SARS-CoV-2 [15]. Вероятно, применение этого нового эталонного материала могло бы улучшить согласованность измерений антител, особенно для образцов,-19-положительных на COVID. В заключение мы обнаружили плохую корреляцию между всеми оцененными анализами, количественно, полуколичественно и качественно. Для достижения сопоставимых результатов необходима дальнейшая гармонизация методов анализа.

Рекомендации

[1] Статистика и исследования Коронавируса (COVID-19) Прививки. https://ourworldindata.org/covid-vaccinations (по состоянию на 3 августа 2022 г.).

[2] Министерство здравоохранения Канады, Одобренные вакцины против COVID-19 (по состоянию на 3 августа 2022 г.). https://www.canada.ca/en/health-canada/services/drugs-health-products/covid19-industry/drugs-vaccines-treatments/vaccines.html.

[3] Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США, «COVID-19 Vaccines» (по состоянию на 3 августа 2022 г.). https://www.fda.gov/emergency-preparedness-and-response/коронавирус-disease-2019-covid-19/covid-19-вакцины.

[4] Ж. Кюи, Ф. Ли, З.-Л. Ши, Происхождение и эволюция патогенных коронавирусов, Природ. Преподобный Микробиол. 17 (3) (2019) 181–192.

[5] Х. Бишт, А. Робертс, Л. Фогель, А. Букреев, П. Л. Коллинз, Б. Р. Мерфи, К. Суббарао, Б. Мосс, Шиповый белок коронавируса тяжелого острого респираторного синдрома, экспрессируемый аттенуированным вирусом осповакцины, защищает мышей, Proc. . Натл. акад. наук. США 101 (17) (2004) 6641–6646.

6. Плоткин С.А. Корреляты защиты, индуцированной вакцинацией, Клин. Вакцина Иммунол. 17 (7) (2010) 1055–1065.

[7] Национальный комитет клинических лабораторных ученых (NCCLS). Обнаружение и количественное определение антител IgG к краснухе в клинической лаборатории; Утвержденное руководство. 1997 Уэйн, Пенсильвания.

[8] З. Гао, Дж. Г. Вуд, М. А. Берджесс, Р. И. Мензис, П. Б. Макинтайр, К. Р. Макинтайр, Модели стратегий борьбы с краснухой и синдромом врожденной краснухи – 40--летний опыт из Австралии, Вакцина 31 (4) (2013) 691–697.

[9] Национальный комитет клинических лабораторных ученых (NCCLS). Критерии оценки и эффективности многокомпонентных тестовых продуктов, предназначенных для обнаружения и количественного определения антител IgG к краснухе, I/LA6-T, предварительное руководство. 1985 Уэйн, Пенсильвания.

[10] К. Макрэ, С.И. Гонг, П. Шет, Дж. Мартинес-Кахас, Ю. Гонг, Количественный анализ серологических реакций на SARS-CoV-2 после трех доз иммунизации и до вспышки COVID.{{4 }} инфекции, Вакцины 10 (10) (2022) стр., https://doi.org/10.3390/vaccines10101590.

[11] А. Робинсон, А. Мазурек, М. Сюй, Ю. Гонг, Количественный анализ статуса антител к SARS-CoV-2 у больных раком и здоровых людей с увеличенными интервалами дозирования вакцинации в Канаде, Curr. Онкол. 29 (1) (2022) 68–76, https://doi.org/10.3390/curroncol29010006.

[12] П.М. Фолегатти и др., Безопасность и иммуногенность вакцины ChAdOx1 nCoV-19 против SARS-CoV-2: предварительный отчет фазы 1/2, простого слепого рандомизированного контролируемого исследования. , Ланцет 396 (10249) (2020) 467–478.

[13] Л.А. Джексон, Э.Дж. Андерсон, Н.Г. Руфаэль, П.С. Робертс, М. Махен, Р.Н. Колер, М.П. Маккалоу, Дж.Д. Чаппелл, М.Р. Денисон, Л.Дж. Стивенс, А.Дж. Прюйссерс, А. Макдермотт, Б. Флах, Н.А. Дориа-Роуз, К.С. Корбетт, К.М. Морабито, С. О'Делл, С.Д. Шмидт, П.А. Суонсон, М. Падилья, Дж. Р. Маскола, К. М. Нойзил, Х. Беннетт, В. Сан, Э. Питерс, М. Маковски, Дж. Альберт, К. Кросс, В. Бьюкенен, Р. Пикаарт Таутжес, Дж. Э. Леджервуд, Б. С. Грэм, Дж. Х. Бейгель, предварительный отчет мРНК-вакцины против SARS-CoV-2 -, N. Engl. Дж. Мед. 383 (20) (2020) 1920–1931.

[14] Маттиуццо. и другие. Создание Международной группы ВОЗ по стандартам и эталонам для антител против SARS-CoV-2. 2020. (https://www.who.int/publications/m/ item/WHO-BS-2020. 2403).

[15] WHO/BS/2022.2427: Установление второго международного стандарта ВОЗ на иммуноглобулин против SARS-CoV-2 и эталонной группы для антител к вызывающим озабоченность вариантам SARS-CoV-2. https://www.who.int/publications/m/item/who-bs- 2022.2427 (по состоянию на 30 ноября 2022 г.).