Інформація призначена тільки для фахівців сфери охорони здоров'я, осіб,
які мають вищу або середню спеціальну медичну освіту.

Підтвердіть, що Ви є фахівцем у сфері охорони здоров'я.

Мобильная версия

Регистрация Забыли пароль?

Журнал «Актуальная инфектология» Том 9, №1, 2021

Вернуться к номеру

Особливості гуморальної імунної відповіді при коронавірусній хворобі (COVID-19)

Особливості гуморальної імунної відповіді при коронавірусній хворобі (COVID-19)

Авторы: Зінчук О.М.(1), Петрух А.В.(2), Гринчишин Н.І.(2), Шваєвська К.К.(2)
(1) — Львівський національний медичний університет імені Данила Галицького, м. Львів, Україна
(2) — Діагностичний центр «МеДІС», м. Львів, Україна

Рубрики: Инфекционные заболевания

Разделы: Справочник специалиста

Версия для печати


Резюме

Проаналізовані дані наукової літератури за останні 12 місяців щодо особливостей гуморального імунітету при коронавірусній хворобі (COVID-19). Досліджена концентрація імуноглобулінів класу G (IgG) до SARS-CoV-2 у 65 осіб, яким було проведене лабораторне дослідження в діагностичному центрі «МеДІС» у 2020 році і в яких був виявлений діагностичний рівень специфічних антитіл. Встановлено, що через 3 місяці після первинного дослідження сироватки крові в імуноферментному аналізі високий рівень IgG до SARS-CoV-2 (КС > 7) спостерігається у 60 % обстежених. Вищий рівень IgG до SARS-CoV-2 через 3 місяці після первинного дослідження виявляється в осіб із високим початковим рівнем антитіл до вірусу.

Проведен анализ данных научной литературы за последние 12 месяцев относительно особенностей гуморального иммунитета при коронавирусной болезни (COVID-19). Исследована концентрация иммуноглобулинов класса G (IgG) к SARS-СoV-2 у 65 обследованных в диагностическом центре «МеДИС» в 2020 году, у которых был выявлен диагностический титр специфических антител. Установлено, что через 3 месяца после первичного исследования сыворотки крови в иммуноферментном анализе высокий уровень IgG к SARS-CoV-2 (КС > 7) наблюдается у 60 % обследованных. Более высокий уровень IgG к SARS-CoV-2 через 3 месяца после первичного исследования определяется у лиц с высоким начальным уровнем антител к вирусу.

We reviewed scientific data published during the recent 12 months about peculiarities of a humoral immune response in coronavirus infection (COVID-19). We also examined the concentration of immunoglobulin G against SARS-CoV-2 in 65 people in the Diagnostic Center “MeDIS” in 2020 with the diagnostic titer of specific antibodies. We established that in 3 months after primary examination of serum 60 % of examined patients presented high titers of IgG against SARS-CoV-2 (seropositivity rate > 7) in ELISA test. The highest level of IgG against SARS-CoV-2 in 3 months after the primary examination was revealed in those with a high initial level of antibodies against this virus.


Ключевые слова

коронавірус; COVID-19; імуноглобуліни; імуноферментний аналіз

коронавирус; COVID-19; иммуноглобулины; иммуноферментный анализ

coronavirus; COVID-19; immunoglobulin; enzyme-linked immunosorbent assay

doi: http://dx.doi.org/https://doi.org/10.22141/2312-413X.9.1.2021.228825

Вступ

Характер гуморальної імунної відповіді при коронавірусній хворобі (COVID-19) становить неабиякий інтерес для дослідників з огляду на важливість індикації рівня антитіл до SARS-CoV-2 з метою проведення специфічної лабораторної діагностики. Триває вивчення інформативності різних методів дослідження та тест-систем і доцільності їх застосування. Важливим є вивчення протективного значення гуморального імунітету і тривалості його напруженості для запобігання повторним випадкам хвороби.
Після зараження SARS-CoV-2 у більшості пацієнтів протягом 1–3 тижнів виявляються сироваткові антитіла до рецепторзв’язуючого домену шипоподібного білка вірусу [1–4]. Синтезуються імуноглобуліни (Ig) різних класів — M, A та G. За даними метааналізу, у якому оцінювалась чутливість тест-систем при дослідженні сироваток крові пацієнтів після перенесеного COVID-19 за часом з моменту появи симптомів, IgM на першому тижні хвороби виявлений у 23 % осіб, на другому — у 58 % і на третьому — у 75 %. Відповідно IgG виявлений у 30, 66 та 88 % пацієнтів. Водночас чутливість тест-систем за визначенням комбінації IgM/IgG на першому тижні становила 30,1 %, на другому — 72,2 % і на третьому — 91,4 % [2].
Активність синтезу протикоронавірусних антитіл прямо пропорційна інтенсивності інфекційного процесу, а тому в тяжких випадках хвороби антитілоутворення знаходиться на вищому рівні і антитіла визначаються в сироватці крові довше, тоді як у легких випадках і при безсимптомному перебігу інфекційного процесу антитіла до SARS-CoV-2 частіше мають мінімальний рівень або взагалі не визначаються [1, 5, 6]. Рівень протикоронавірусних антитіл зазвичай знижується протягом декількох місяців після зараження, і нейтралізуюча активність антитіл після симптоматичних випадків COVID-19 у більшості пацієнтів зберігається протягом 6–8 місяців [7–15]. Окрім тяжкості хвороби, тривалість гуморального імунітету, ймовірно, залежить від початкового рівня антитіл [16].
За даними Центрів з контролю і профілактики захворювань США (Centers for Disease Control and Prevention — CDC), особливістю COVID-19 є те, що після початку захворювання IgM та IgG можуть виявлятися в сироватці крові майже одночасно, і виявлення IgM без IgG є рідкістю [1]. Описані випадки, коли сероконверсія антитіл IgG наставала раніше, ніж IgМ [11, 17], а тому більшість дослідників рекомендують використовувати тест-системи для визначення протикоронавірусних антитіл тільки класу IgG або загальних антитіл і не проводити детекцію окремо антитіл класу IgM та IgA, що підвищує чутливість, специфічність і загальну точність дослідження [1, 18].
Серологічне дослідження не можна застосовувати як єдиний діагностичний метод у разі гострої інфекції SARS-CoV-2. Тим паче що основним методом специфічного лабораторного підтвердження COVID-19 є метод полімеразної ланцюгової реакції (ПЛР), чутливість і специфічність якого є порівняно високими, особливо в перший тиждень хвороби. Крім того, застосування ПЛР дозволяє не тільки верифікувати діагноз, але й оцінити пацієнта як потенційне джерело збудника [19]. 
Товариство інфекційних хвороб Америки рекомендує проводити серологічне дослідження у таких випадках [18]:
— оцінювання пацієнтів із високою клінічною підозрою на COVID-19, коли результати ПЛР негативні та пройшло щонайменше 2 тижні від початку хвороби;
— виявлення запального мультисистемного синдрому в дітей;
— сероепідеміологічні дослідження. 
Оскільки у частки інфікованих SARS-CoV-2 осіб антитіла починають з’являтись в кінці першого тижня хвороби (23–63 % залежно від тест-системи), то у разі негативного результату ПЛР дослідження в імуноферментному аналізі (ІФА) в кінці першого тижня може бути інформативним, якщо буде виявлений діагностичний титр антитіл [18].
ВООЗ рекомендує досліджувати парні сироватки в пацієнтів із чіткою клінікою COVID-19, коли результат ПЛР негативний. У цих випадках доцільно перший забір крові проводити в активній фазі, а другий — через 2–4 тижні [19]. CDC рекомендує індикацію рівня антитіл у сироватці крові як допоміжний метод діагностики COVID-19 у пацієнтів, які пізно звертаються за медичною допомогою (через 9–14 днів від початку хвороби), або в осіб, які звертаються з пізніми ускладненнями, характерними для коронавірусної хвороби [1]
Дослідження рівня сироваткових антитіл до SARS-CoV-2 доцільно проводити також і для визначення кола реконвалесцентів із високим рівнем антитіл з метою виробництва гіперімунної плазми для лікування тяжких форм COVID-19 [1].
Деякі тести можуть виявляти перехресну реактивність з іншими коронавірусами, які давно відомі як збудники гострої респіраторної вірусної інфекції, що може бути причиною хибнопозитивних результатів, а тому для серологічних досліджень необхідно використовувати тільки тест-системи з високою специфічністю (не менше 99,5 %) [1, 18]. За умов високої поширеності інфікування населення SARS-CoV-2 прогнозована цінність позитивного результату дослідження антитіл зростає, тобто більш імовірно, що пацієнти, в яких виявлено діагностичний рівень антитіл, справді є серопозитивними до SARS-CoV-2. І навпаки, за підрахунками спеціалістів CDC, у популяціях із низьким рівнем інфікування населення COVID-19 прогнозована цінність позитивного результату різко знижується (при інфікуванні популяції 5 % тест-система з чутливістю 90 % та специфічністю 95 % продемонструє хибнопозитивні результати в половині випадків) [1]. Тобто при проведенні серологічних досліджень необхідно враховувати, що чим вища інфікованість населення регіону SARS-CoV-2, тим вищий відсоток хибнонегативних результатів, і чим нижча інфікованість, тим вищий відсоток хибнопозитивних результатів [1, 18].
Сьогодні вчені всіх країн проводять наукові дослідження, щоб з’ясувати, чи має позитивний рівень антитіл до SARS-CoV-2 після перенесеної хвороби протективне значення для запобігання повторному інфікуванню. Загальновживані ІФА тест-системи встановлюють лише наявність і титр зв’язуючих антитіл і не оцінюють нейтралізуючу здатність цих антитіл. Ефективна гуморальна відповідь залежить не тільки (або не стільки) від титру протикоронавірусних антитіл, але й від їх афінітету. У листопаді 2020 року Управління з санітарного нагляду за якістю харчових продуктів та медикаментів (США) затвердило першу тест-систему для визначення нейтралізуючої здатності антитіл проти SARS-CoV-2, що дозволить точніше визначати імунний статус перехворілих [20]. Крім того, стійкість і тривалість імунітету залежить не тільки від гуморальної, але й від клітинної ланки імунітету, методи оцінки якої є набагато складнішими і практично не застосовуються у клінічній практиці [1, 7].
Поки не будуть встановлені стійкість і тривалість імунітету до COVID-19, не можна вважати, що особи, які мають позитивний рівень антитіл до SARS-CoV-2, захищені від повторної хвороби [19]. Рівень антитіл не може бути критерієм для групування осіб за імунним статусом у приміщеннях або на робочих місцях, а тим більше бути підставою для припинення дотримання соціальної дистанції або невикористання засобів індивідуального захисту [1]. За даними МОЗ України, станом на першу декаду лютого 2021 року в Україні зареєстровано 600 випадків повторного захворювання на COVID-19, що виникли через 3–6 місяців після первинної хвороби [21].
Мета дослідження: з’ясувати динаміку імуноглобулінів класу IgG до SARS-CoV-2 після інфікування.

Матеріали та методи

Проаналізовані дані наукової літератури за останні 12 місяців щодо особливостей гуморального імунітету при коронавірусній хворобі. Досліджено концентрацію імуноглобулінів класу IgG до SARS-CoV-2 у 65 осіб, яким було проведене лабораторне дослідження в діагностичному центрі «МеДІС» у 2020 році і в яких був виявлений діагностичний рівень специфічних антитіл. Серед обстежених було 26 чоловіків (40 %) і 39 жінок (60 %). Середній вік становив 38,90 ± 1,49 року. Мінімальний вік становив 21 рік, а максимальний — 69 років. Тільки в 13 осіб із 65 (20 %) обстеженню передувала симптоматика гострої респіраторної хвороби. Обстеження таких пацієнтів проводилося після завершення періоду ізоляції. У решти 52 обстежених (80 %) обстеження проводилося з огляду на контакт із хворим на COVID-19, що відбувся за 10–21 день до обстеження.
Залежно від величини коефіцієнта серопозитивності (КС) при первинному досліджені всі обстежені були розділені на групи: I група — КС 1,1–3, II група — КС 3,1–5, III група — КС 5,1–7 і IV група — КС > 7.
Специфічна лабораторна діагностика проводилась за допомогою тест-системи ІФА вітчизняного виробництва для якісного та напівкількісного визначення антитіл класу IgG до SARS-CoV-2 фірми Vitrotest® SARS-CoV-2 IgG. Дослідження проводились за допомогою імуноферментного аналізатора BioTek Elx800TS (Китай).
Статистичну обробку й аналіз отриманих даних проводили з використанням загальноприйнятих методів варіаційної статистики. Використовували пакет програм Statistica for Windows 8.0 (Statsoft, США). Дані наводились як середнє арифметичне M ± m (стандартна похибка). Відмінності відносних величин аналізували за допомогою двостороннього критерію Фішера.

Результати та обговорення

При первинному дослідженні 65 пацієнтів КС у межах 1,1–3 виявлено в 5 осіб (7,7 %), у межах 3,1–5 — у 2 (3,1 %), у межах 5,1–7 — у 2 (3,1 %) і більше 7 — у 56 осіб (86,1 %) (табл. 1). Тобто у переважної більшості обстежених (86,1 %) виявлено високий рівень протикоронавірусних антитіл, що виходив за межі кількісної індикації. Нами не виявлено статистично вагомої відмінності рівня IgG до SARS-CoV-2 серед хворих (n = 13) та осіб із безсимптомним перебігом інфекційного процесу (n = 52).
Повторне обстеження рівня протикоронавірусних антитіл проведене в середньому через 3 місяці (2,98 ± 0,11 міс.). Встановлено, що серед 65 обстежених через 3 місяці в 8 осіб (12,2 %) не виявлено протикоронавірусних антитіл у сироватці крові (КС < 1). У решти обстежених КС у межах 1,1–3 виявлено в 9 осіб (13,9 %), у межах 3,1–5 — у 9 (13,9 %), у межах 5,1–7 — у жодного і більше 7 — у 39 осіб (60 %).
Таким чином, із 65 обстежених пацієнтів через 3 місяці в 39 осіб (60 %) виявлено високий захисний рівень антитіл (КС > 7). При цьому найчастіше високий КС через 3 місяці зустрічався саме в тих обстежених, у яких при первинному дослідженні виявлений високий рівень IgG до SARS-CoV-2 (КС > 7). Так, якщо у IV групі (n = 56) через 3 місяці КС > 7 відзначався у 66,1 % обстежених, то у I групі (n = 5) через 3 місяці КС > 7 був у 0 % (р < 0,001).
У подальших планах — дослідження рівня IgG до SARS-CoV-2 через 6 і 12 місяців після первинного інфікування, що дозволить повніше оцінити тривалість гуморального імунітету при коронавірусній хворобі (COVID-19).

Висновки

1. Через 3 місяці після первинного дослідження сироватки крові в ІФА високий рівень IgG до SARS-CoV-2 (КС > 7) спостерігається у 60 % обстежених.
2. Вищий рівень IgG до SARS-CoV-2 через 3 місяці після первинного дослідження виявляється в осіб із високим початковим рівнем антитіл до вірусу. 
Конфлікт інтересів. Автори заявляють про відсутність конфлікту інтересів і власної фінансової зацікавленості при підготовці даної статті.

Список литературы

  1. Centers for Disease Control and Prevention. Interim Guidelines for COVID-19 Antibody Testing in Clinical and Public Health –Settings. https://www.cdc.gov/coronavirus/2019-ncov/lab/resources/antibody-tests-guidelines.html
  2. Deeks J.J., Dinnes J., Takwoingi Y. et al. Antibody tests for identification of current and past infection with SARS-CoV-2. Cochrane Database Syst. Rev. 2020. 6. CD013652.
  3. To K.K., Tsang O.T., Leung W.S. et al. Temporal profiles of viral load in posterior oropharyngeal saliva samples and serum antibody responses during infection by SARS-CoV-2: an observational cohort study. Lancet Infect. Dis. 2020. 20. 565.
  4. Wölfel R., Corman V.M., Guggemos W. et al. Virological assessment of hospitalized patients with COVID-2019. Nature. 2020. 581. 465.
  5. Lynch K.L., Whitman J.D., Lacanienta N.P. et al. Magnitude and kinetics of anti-SARS-CoV-2 antibody responses and their relationship to disease severity. Clin. Infect. Dis. 2020.
  6. Rijkers G., Murk J.L., Wintermans B. et al. Differences in Antibody Kinetics and Functionality Between Severe and Mild Severe Acute Respiratory Syndrome Coronavirus 2 Infections. J. Infect. Dis. 2020. 222. 1265.
  7. Dan J.M., Mateus J., Kato Y. et al. Immunological memory to SARS-CoV-2 assessed for up to 8 months after infection. Science. 2021.
  8. Isho B., Abe K.T., Zuo M. et al. Persistence of serum and saliva antibody responses to SARS-CoV-2 spike antigens in COVID-19 patients. Sci Immunol. 2020. 5.
  9. Iyer A.S., Jones F.K., Nodoushani A. et al. Persistence and decay of human antibody responses to the receptor binding domain of SARS-CoV-2 spike protein in COVID-19 patients. Sci Immunol. 2020. 5.
  10. Gudbjartsson D.F., Norddahl G.L., Melsted P. et al. Humoral Immune Response to SARS-CoV-2 in Iceland. N. Engl. J. Med. 2020. 383. 1724.
  11. Long Q.X., Tang X.J., Shi Q.L. et al. Clinical and immunological assessment of asymptomatic SARS-CoV-2 infections. Nat. Med. 2020. 26. 1200.
  12. Lumley S.F., O’Donnell D., Stoesser N.E. et al. Antibody Status and Incidence of SARS-CoV-2 Infection in Health Care Workers. N. Engl. J. Med. 2020.
  13. Robbiani D.F., Gaebler C., Muecksch F. et al. Convergent antibody responses to SARS-CoV-2 in convalescent individuals. Nature. 2020. 584. 437.
  14. Wajnberg A., Amanat F., Firpo A. et al.. Robust neutralizing antibodies to SARS-CoV-2 infection persist for months. Science. 2020.
  15. Wang K., Long Q.X., Deng H.J. et al. Longitudinal dynamics of the neutralizing antibody response to SARS-CoV-2 infection. Clin. Infect. Dis. 2020.
  16. Self W.H., Tenforde M.W., Stubblefield W.B. et al. Decline in SARS-CoV-2 Antibodies After Mild Infection Among Frontline Health Care Personnel in a Multistate Hospital Network — 12 States, April — August 2020. MMWR Morb. Mortal. Wkly Rep. 2020. 69. 1762.
  17. Qu J., Wu C., Li X. et al. Profile of IgG and IgM antibodies against severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2). Clin. Infect. Dis. 2020 Apr 27.
  18. Hansen K.E., Caliendo A.M., Arias C.A. et al. Infectious Diseases Society of America Guidelines on the Diagnosis of COVID-19: Serologic Testing. Auguest 18, 2020. https://www.idsociety.org/practice-guideline/covid-19-guideline-serology
  19. World Health Organization. Diagnostic testing for SARS-CoV-2: interim guidance. 2020. https://www.who.int/publications/i/item/diagnostic-testing-for-sarscov-2
  20. Coronavirus (COVID-19) Update: FDA Authorizes First Test that Detects Neutralizing Antibodies from Recent or Prior SARS-CoV-2 Infection. November 06, 2020. https://www.fda.gov/news-events/press-announcements/coronavirus-covid-19-update-fda-authorizes-first-test-detects-neutralizing-antibodies-recent-or
  21. В Україні зареєстровано майже 600 випадків повторних заражень COVID-19. МОЗ України, лютий 2021 року. https://ua.interfax.com.ua/news/general/721590.html

Вернуться к номеру