Wykrycie specyficznych przeciwciał przeciwko SARS-CoV-2 umożliwia potwierdzenie kontaktu z nowym koronawirusem. Jakie badania serologiczne wykonać w kierunku COVID-19? Przy wyborze testu serologicznego do diagnostyki zakażeń SARS-CoV-2 należy zwrócić uwagę na zastosowany antygen. To właśnie on determinuje czułość i specyficzność badania. Należy przy tym pamiętać, że istotne jest nie tylko wykrycie przeciwciał, ale także różnicowanie ich klas. Wpływ na wynik badania laboratoryjnego mają również niektóre właściwości materiału pobranego od pacjenta.

1:17 Kiedy wykonać testy w kierunku przeciwciał anty-SARS-CoV-2?

2:34 Jakie znaczenie ma różnicowanie klas przeciwciał anty-SARS-CoV-2?

6:44 Od czego zależy specyficzność testu do wykrywania przeciwciał?

8:51 Co może wpływać na wynik badania przeciwciał?

10:17 Podsumowanie

Informacje przedstawione w filmie pochodzą z artykułów:

1. World Health Organization. Laboratory testing for coronavirus disease (‎‎‎‎COVID-19)‎‎‎‎ in suspected human cases: interim guidance. 19 March 2020. https://apps.who.int/iris/handle/10665/331501.
2. Zhao J. i wsp. Antibody responses to SARS-CoV-2 in patients of novel coronavirus disease 2019. Clinical Infectious Diseases. 28 March 2020. https://doi.org/10.1093/cid/ciaa344.
3. Liu L. i wsp. A preliminary study on serological assay for severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2) in 238 admitted hospital patients. medRxiv (Preprint). 8 March 2020. https://doi.org/10.1101/2020.03.06.20031856.
4. Amanat F. i wsp. A serological assay to detect SARS-CoV-2 seroconversion in humans. Nature Medicine. 2020. https://doi.org/10.1038/s41591-020-0913-5.
5. Padoan A. i wsp. IgA-Ab response to spike glycoprotein of SARS-CoV-2 in patients with COVID-19: A longitudinal study. Clinica Chimica Acta. 2020, 507: 164–166. https://doi.org/10.1016/j.cca.2020.04.026.
6. Okba N.M.A. i wsp. Severe Acute Respiratory Syndrome Coronavirus 2 − Specific Antibody Responses in Coronavirus Disease 2019 Patients. Emerging Infectious Diseases. 2020, 26 (7). https://doi.org/10.3201/eid2607.200841.
7. Bao L. i wsp. Lack of Reinfection in Rhesus Macaques Infected with SARS-CoV-2. bioRxiv (Preprint). 1 May 2020. https://doi.org/10.1101/2020.03.13.990226.
8. Jiang S. i wsp. Neutralizing Antibodies against SARS-CoV-2 and Other Human Coronaviruses. Trends in Immunology. 2020, 41 (5): 355–359. https://doi.org/10.1016/j.it.2020.03.007.
9. Zhou G., Zhao Q. Perspectives on therapeutic neutralizing antibodies against the Novel Coronavirus SARS-CoV-2. International Journal of Biological Sciences. 2020, 16 (10): 1718–1723.
10. Lu R. i wsp. Genomic characterisation and epidemiology of 2019 novel coronavirus: implications for virus origins and receptor binding. Lancet. 2020, 395 (10224): 565–574.
11. Streeck H. i wsp. Infection fatality rate of SARS-CoV-2 infection in a German community with a super-spreading event. medRxiv (Preprint). 8 May 2020. https://doi.org/10.1101/2020.05.04.20090076.

Kiedy wykonać testy w kierunku przeciwciał anty-SARS-CoV-2?

Podobnie jak w przypadku innych infekcji dróg oddechowych, u chorych na COVID-19 występują 3 klasy przeciwciał: IgA, IgM i IgG. Oczywiście, specyficzne przeciwciała pojawiają się w organizmie po kontakcie z patogenem z pewnym opóźnieniem.

Z dotychczasowych badań naukowych wynika, że wykrycie przeciwciał anty-SARS-CoV-2 w klasie IgG we krwi pacjenta jest możliwe od około 10. dnia od czasu wystąpienia pierwszych objawów klinicznych. Natomiast specyficzne przeciwciała w klasie IgA oraz IgM są zwykle wykrywalne nawet kilka dni wcześniej.

Wykrycie specyficznych przeciwciał przeciwko SARS-CoV-2 umożliwia potwierdzenie kontaktu z nowym koronawirusem. Ponadto testy serologiczne wykonywane w interwałach czasu pozwalają wychwycić ewentualną serokonwersję. Jest to szczególnie istotne w przypadku bezobjawowych nosicieli SARS-CoV-2 lub chorych na łagodną postać COVID-19 przypominającą przeziębienie.

Jakie znaczenie ma różnicowanie klas przeciwciał anty-SARS-CoV-2?

Wykrycie specyficznych przeciwciał przeciwko SARS-CoV-2 umożliwia potwierdzenie kontaktu z nowym koronawirusem. Jednak istotne jest nie tylko wykrycie przeciwciał, ale także różnicowanie klas tych przeciwciał. Dlaczego?

Dzięki różnicowaniu klas przeciwciał wykrywanych w przebiegu zakażeń można z dużym prawdopodobieństwem określić fazę infekcji.

Przeciwciała klasy IgA są wykrywane w wysokich mianach w przypadku wielu zakażeń układu oddechowego i są uznawane za cenny marker diagnostyczny. Przeciwciała klasy IgA uważane są za pierwszą linię obrony przed patogenami w błonach śluzowych organizmu. Odpowiadają m.in. za neutralizację wirusów wywołujących infekcje dróg oddechowych. Natomiast we krwi przeciwciała IgA pełnią rolę uzupełniającą. Biorą udział m.in. w neutralizowaniu tych antygenów, które przekroczyły barierę śluzówkową i przedostały się do krwioobiegu.

Intensywna produkcja przeciwciał klasy IgA została już opisana u chorych na COVID-19. Co więcej, wykazano, że w odpowiedzi na SARS-CoV-2 produkcja przeciwciał klasy IgA jest znacznie bardziej nasilona i przeciwciała tej klasy utrzymują się dłużej niż przeciwciała klasy IgM. U pacjentów z COVID-19 przeciwciała klasy IgA są produkowane wcześniej niż immunoglobuliny klasy G. Dlatego też detekcja swoistych przeciwciał anty-SARS-CoV-2 w klasie IgA może być dodatkowym narzędziem diagnostycznym już we wczesnej fazie infekcji nowym koronawirusem.

Diagnostyka serologiczna większości świeżych zakażeń opiera się na oznaczaniu przeciwciał klasy IgM. Przeciwciała IgM stanowią około 5–10% całej puli immunoglobulin u dorosłych i występują niemal wyłącznie w odpowiedzi pierwotnej na patogen. W przypadku infekcji wywoływanych przez koronawirusy przeciwciała w klasie IgM są w większości skierowane przeciwko białku N. U chorych na COVID-19 zarówno przeciwciała klasy IgM, jak i IgA są wykrywalne od około 6. dnia od wystąpienia pierwszych objawów klinicznych.

Jakie znaczenie ma wykrywanie przeciwciał w klasie IgG? Detekcja wyłącznie przeciwciał tej klasy pozwala przypuszczać, że pacjent przebył infekcję w przeszłości. Przeciwciała tej klasy są elementami pamięci immunologicznej. Oznacza to, że w przypadku wielu zakażeń pełnią funkcję ochronną przed ponowną infekcją. W ostatnim czasie opublikowano wyniki wstępnych badań naukowych nad odpowiedzią układu immunologicznego na SARS-CoV-2. Wskazują one, że obecność przeciwciał wytworzonych w wyniku pierwotnego zakażenia w przypadku reinfekcji może pełnić funkcję ochronną.

Korzyści płynących z oznaczania specyficznych przeciwciał w klasie IgG jest znacznie więcej! Umożliwiają one identyfikację osób o wysokim stężeniu przeciwciał anty-SARS-CoV-2, które mogą być potencjalnymi dawcami osocza. W wielu krajach, w tym również w Polsce, w leczeniu chorych na COVID-19 w ciężkim stanie klinicznym stosuje się już osocze pozyskane od ozdrowieńców.

Podsumowując, testy wykrywające równolegle przeciwciała wielu klas wydają się mieć ograniczone zastosowanie. Wynik takiego badania świadczy jedynie o kontakcie z nowym koronawirusem. Nie może być natomiast podstawą do oceny potencjalnej odporności pacjenta na SARS-CoV-2 czy identyfikacji dawców osocza. W tym celu należy wykonać testy wykrywające wyłącznie przeciwciała klasy IgG.

Ponadto, powszechnie wiadomo, że przeciwciała należące do poszczególnych klas różnią się między sobą siłą wiązania antygenu. Immunoglobuliny klasy A oraz M pojawiają się na wczesnym etapie zakażenia. Cechuje je niższe powinowactwo do antygenu w porównaniu do syntezowanych w późniejszej fazie infekcji przeciwciał klasy IgG. Z tego względu testy wykrywające wyłącznie przeciwciała klasy IgG są bardziej swoiste niż testy służące do jednoczesnej detekcji przeciwciał różnych klas.

Od czego zależy specyficzność testu do wykrywania przeciwciał?

Przy wyborze testu serologicznego do diagnostyki zakażeń koronawirusem SARS-CoV-2 należy zwrócić uwagę na zastosowany antygen. To właśnie on determinuje czułość i specyficzność badania.

Koronawirusy zbudowane są z czterech białek strukturalnych, ale wyłącznie białka S oraz N posiadają właściwości immunomodulujące. Genom SARS-CoV-2 został już szczegółowo poznany. Wykazano, że podjednostka S1 białka S nowego koronawirusa cechuje się najniższą homologią z analogicznymi regionami innych chorobotwórczych koronawirusów. Z kolei białko N i podjednostka S2 białka S są regionami wysoce konserwatywnymi, przez co ich zastosowanie w testach serologicznych może powodować wysoki odsetek reakcji krzyżowych.

Zastosowanie jako antygenu wyłącznie podjednostki S1 białka S skutkuje wysoką specyficznością testu serologicznego.

Co jeszcze wiemy o podjednostce S1 białka S nowego koronawirusa? Wykazano, że w przypadku zakażeń SARS-CoV-2 wniknięcie wirusa do komórki docelowej odbywa się poprzez domenę wiążącą receptor, która jest obecna na podjednostce S1 białka S.

Łączy się ona z docelowym receptorem znajdującym się na komórkach nabłonka pęcherzyków płucnych. Wydaje się więc, że przeciwciała skierowane przeciwko białku S mogą pełnić kluczową rolę w mechanizmach odporności przeciwko COVID-19.

Co może wpływać na wynik badania przeciwciał?

Wpływ na wynik badania laboratoryjnego mają również niektóre właściwości materiału pobranego od pacjenta. Nieprawidłowe rezultaty mogą być spowodowane m.in. przez hiperlipemię, hiperbilirubinemię czy hemolizę próbki.

W przypadku testów EUROIMMUN Anty-SARS-CoV-2 ELISA wpływ tych czynników na wynik badania jest znikomy.

Co jeszcze może być czynnikiem interferującym? Nieprawidłowości w wynikach badań diagnostycznych mogą być skutkiem właściwości farmakologicznych wielu leków czy suplementów diety, które są obecnie wyjątkowo popularne.

Uwaga na suplementy diety zawierające biotynę!

Przykładowo, w powszechnie stosowanych systemach testowych, wykorzystujących układ streptawidyna–biotyna, może dochodzić do interferencji na skutek spożywanych przez pacjenta suplementów zawierających biotynę. Suplementacja diety skutkuje w tym przypadku wzrostem stężenia biotyny w surowicy. Egzogenna biotyna obecna w analizowanej próbce może powodować wysycenie miejsc wiążących na streptawidynie, prowadząc do otrzymania wyników fałszywie ujemnych. Suplementacja biotyną nie wpływa natomiast na wynik testu ELISA wykorzystującego koniugat enzymatyczny oparty o peroksydazę, czyli np. testu EUROIMMUN Anty-SARS-CoV-2 ELISA.

Test EUROIMMUN Anty-SARS-CoV-2 ELISA jest testem opartym o wysokospecyficzną podjednostkę S1 białka S nowego koronawirusa. Niedawno przedstawiono wyniki badań naukowców z Uniwersytetu w Bonn, w których potwierdzono bardzo dobrą korelację testu EUROIMMUN z testem neutralizacji PRNT (ang. plaque reduction neutralization test). Korelacja ta wyniosła 91%. Test PRNT uważa się za „złoty standard” pomiaru skuteczności przeciwciał w neutralizowaniu wirusów chorobotwórczych.