Imunitātes novērtēšana, kvantitatīvi mērot SARS-CoV-2 IgG antivielas pirkstu kātu paraugos

Abstrakts

COVID{0}} ir tieši vai netieši skārusi miljardiem cilvēku visā pasaulē. Reakcija uz pandēmiju ir vērsta uz slimības izplatības novēršanu un ārstēšanas iespēju uzlabošanu. Diagnostikas tehnoloģijām ir bijusi galvenā loma šajā atbildē kopš pandēmijas sākuma. Tā kā vakcīnas un citas ārstēšanas metodes ir izstrādātas un ieviestas, ir palielinājusies interese par individuālā imūnās aizsardzības līmeņa izpratni un mērīšanu. Vēsturiski antivielu titru izmantošanu sistēmiskās imunitātes mērīšanai ierobežoja nepilnīga izpratne par saistību starp antivielām un imunitāti, starptautisku standartu trūkums antivielu koncentrācijai, kas ļautu veikt savstarpēju pētījumu salīdzinājumus, un nepietiekami klīniskie dati, kas ļautu attīstīties. robustiem antivielu imunitātes modeļiem.

Tomēr šie ierobežojumi nesen ir mainījušies. Ar dziļāku izpratni par antivielām, PVO antivielu standartu izsludināšanu un imunitātes modeļu izstrādi, izmantojot datu kopas no vairākiem Covid{0}} vakcīnas izmēģinājumiem, noteikti kvantitatīvo antivielu testu veidi tagad var nodrošināt veidu, kā uzraudzīt individuālo vai kopienas imunitāti. pret COVID-19. Konkrēti, testi, kas kvantitatīvi nosaka anti-RBD IgG antivielu koncentrāciju, kas ir vērsta pret SARS-CoV-2 vīrusa S1 smaile proteīna komponenta receptoru saistošo domēnu, liecina par noderīgu un mērogojamu COVID mērauklu. {6}} gan indivīdu, gan kopienu imunitāte. Tomēr, lai izpildītu šo solījumu, ir nepieciešams ātrs un viegli administrējams tests.

Lai risinātu šo svarīgo klīnisko vajadzību, Brevitest izvietoja savu aprūpes punktā spējīgu tehnoloģiju platformu, kas var nodrošināt ātru (<15 minute), quantitative antibody test with a sample of 10 µl of whole blood from a fingerstick. The test we validated on this platform measures the concentration of anti-RBD IgG in Binding Antibody Units per milliliter (BAU/mL) per WHO Reference Standard NIBSC 20/136.

Šajā rakstā mēs iepazīstinām ar pētījumiem, kas izmantoti, lai raksturotu Brevitest anti-RBD IgG testu un novērtētu tā klīnisko veiktspēju, zemākās mērījumu robežas, precizitāti, linearitāti, traucējumus un krustenisko reaktivitāti. Rezultāti parāda šī testa spēju izmērīt pacienta anti-RBD IgG koncentrāciju. Šī informācija kopā ar modeļiem, kas izstrādāti no nesenajiem Covid-19 vakcīnas klīniskajiem pētījumiem, var nodrošināt līdzekli, lai novērtētu indivīda vai kopienas pašreizējo imūnās aizsardzības līmeni pret COVID-19 infekciju.

Tāpēc ikdienā mums ir aktīvi jāuzlabo imunitāte un jāievēro veselīgs dzīvesveids: pietiekams miegs, veselīgs uzturs, mērens vingrinājums un izvairīšanās no sliktiem ieradumiem, piemēram, smēķēšanas, ir pamatnosacījumi imunitātes uzlabošanai un pareizas fiziskās aktivitātes. Turklāt mēs atklājām, ka Cistanche var arī uzlabot imunitāti, un Cistanche sastāvā esošie feniletanoīdu glikozīdi var kavēt imūnsupresīvu faktoru veidošanos un iedarbību, tādējādi uzlabojot ķermeņa imunitāti.

Noklikšķiniet, kur iegādāties cistanche

Ievads

Smags akūts elpceļu koronavīruss 2 (SARS-CoV-2) ir jauns koronavīruss, kas kļuva par smagas elpceļu slimības (COVID-19) cēloni 2019. gada decembrī Ķīnā un ātri izplatījās, izraisot pasaules mēroga pandēmiju. . SARS-CoV-2 vīruss ir daļa no Coronaviridae dzimtas Betacoronavirus ģints. Citu dalībnieku vidū ir smaga akūta respiratorā sindroma koronavīruss 1 (SARS-CoV-1) un Tuvo Austrumu respiratorā sindroma koronavīruss (MERS-CoV).1 Augstā vīrusa pārnēsājamība izraisīja tā strauju izplatīšanos visā pasaulē, neskatoties uz nepieredzētiem centieniem. sabiedrības veselības iestādes, lai palēninātu pandēmijas progresu, tostarp bloķēšanu, masku mandātu, sabiedrības higiēnas veicināšanas pasākumus, valsts ieguldījumus ātrā vakcīnu un terapijas attīstībā un citus pasākumus.

Diagnostikas testēšanai, lai noteiktu aktīvo vīrusa infekciju un novērtētu organisma imūnās atbildes reakciju uz vīrusu izraisītu izaicinājumu, ir bijusi izšķiroša nozīme centienos reaģēt uz pandēmiju, kā arī izprast slimību un tās ietekmi uz organismu. Vīrusa tiešai noteikšanai elpceļos ir izstrādāti daudzi nukleīnskābju amplifikācijas testi (tostarp PCR testi) un vīrusu antigēnu testi. Šie testi ir izrādījušies svarīgi klīniskās diagnostikas un slimību pārvaldības stratēģiju elementi. Tomēr vīrusu noteikšanas un kvantitatīvās noteikšanas testi nesniedz informāciju par organisma imūno vēsturi, reakciju vai statusu, kā arī neliecina par turpmākas infekcijas vai atkārtotas inficēšanās risku.

Lai saprastu, kā pacienta imūnsistēma reaģē uz vīrusu, mums ir nepieciešami seroloģiskie testi. Pirms plašās molekulārās testēšanas un vakcinācijas šīs pārbaudes dažkārt tika izmantotas arī SARS-CoV infekcijas diagnosticēšanai-2. Šīs pieejas pamatojums bija tāds, ka antivielu klātbūtni pret jaunu vīrusu, īpaši IgM antivielām, bez iepriekšējas infekcijas anamnēzes, var izmantot, lai diagnosticētu pašreizējo infekciju, ja tā ir saistīta ar atbilstošiem klīniskiem simptomiem. Tomēr šī diagnostikas pieeja lielā mērā tika atmesta pandēmijas sākumā, strauji pieaugot un viegli sasniedzot antigēnu un nukleīnskābju testēšanu (NAT). Neskatoties uz to, seroloģiskajā testēšanā joprojām tika atrasti daži pielietojumi epidemioloģiskai uzraudzībai un uzliesmojumu kontrolei noteiktās populācijās.

Pandēmijai progresējot, valdību, akadēmisko aprindu un farmācijas nozares sadarbības rezultātā tika izstrādāti un pārbaudīti vairāki vakcīnu kandidāti, kas beidzās ar virkni apstiprinājumu, ko veselības aizsardzības iestādes visā pasaulē sāka 2020. gada beigās. Lai gan vakcinācija būtiski ietekmēja infekciju apjoma un smaguma pakāpes vairumā gadījumu, pamatojoties uz iepriekšējo pieredzi ar vakcīnām, bija paredzams šīs aizsardzības neizbēgama samazināšanās. Tomēr šīs samazināšanās raksturs un efektīvais aizsardzības ilgums dažādās vakcīnās un indivīdos ļoti atšķiras, un aizsardzības zaudēšanas ietekme uz sabiedrību joprojām nav zināma. Attiecīgi notiek diskusijas par vakcīnu revakcinācijas devu lietderību, nepieciešamību un laiku, lai saglabātu imūno aizsardzību pret vīrusu, un šīs debates ir pastiprinājušās, parādoties dažādiem sākotnējā celma variantiem.

Lai saprastu un precīzi attēlotu indivīda reakciju uz vakcināciju, lai palīdzētu pieņemt individuālus lēmumus, izmantojot vislabākās pieejamās zināšanas, ir nepieciešami kvantitatīvi antivielu testi, kas var jutīgi izmērīt vakcīnas, dabiskas infekcijas vai abu kombinācijas radīto antivielu līmeni. Bet, lai gan jutīgums, specifiskums un atkārtojamība ir būtiski, ātri rezultāti un ievadīšanas vienkāršība (ieskaitot gan parauga matricu, gan testēšanas vietu) ir arī vēlamas jebkura testa, ko paredzēts plaši izmantot, īpašības.

Vairāki ražotāji ir izveidojuši un tirgojuši seroloģiskos testus. Tehnoloģiju, kas ir pamatā vairumam šo imūntestu, var klasificēt kā sānu plūsmas testus (LFT) vai ar enzīmu saistītos imūntestus (ELISA). LFT ir vienkārši lietojami, un tiem ir nepieciešams neliels daudzums asiņu, bet precīzākiem LFT ir nepieciešama venopunkcija, lai iegūtu seruma vai plazmas paraugu testa veikšanai. Pavisam nesen tika izstrādāti daži seroloģiskie LFT, kuros var izmantot pirkstu asins paraugus. Komerciāli pieejamo LFT piemēri ir InBios SCoV-2 Detect IgG Rapid Test2 un Access Bio CareStart COVID-19 IgM/IgG3. Neskatoties uz to lietošanas vienkāršību un ātro rezultātu apmaiņu, LFT problēma ir to kvantitatīvās noteikšanas trūkums un zemāka jutība salīdzinājumā ar laboratorijas ELISA4. Jutības ierobežojums ir saistīts ar signāla enzīmu pastiprināšanas neesamību un mazgāšanas posmu trūkumu starp reakcijām, lai atdalītu reaģējošās ķīmiskās vielas. Tomēr LFT ir nozīmīga loma diagnostikā to zemo izmaksu, ātruma un lietošanas vienkāršības dēļ.

Vēl viena liela imūntestu kategorija ir ELISA. Ar enzīmu saistītās imūnsorbcijas pārbaudes parasti veic, izmantojot vienu no divām metodēm:

1. ELISA laboratorijas komplekti, kas paredzēti izmantošanai sertificētās laboratorijās, izmantojot 96-iedobju mikroplates kopā ar plākšņu lasītājiem (piemēram, ZEUS ELISA SARS-CoV-2 IgG testēšanas sistēmu5 vai EUROIMMUN Anti-SARS- CoV-2 ELISA (IgG)6).

2. Ielādētas kasetes, kas paredzētas darbam ar patentētiem laboratorijas imūnanalizatoriem (piemēram, Roche's Elecsys Anti-SARS-CoV- 7 vai Siemens ADVIA Centaur SARS-CoV-2 IgG (sCOVG)8). Šie ELISA testi ir augstākas jutības testi, kas bieži vien ir daļēji kvantitatīvi.

Diemžēl šīm metodēm trūkst LFT ātruma un lietošanas vienkāršības, tādēļ ir nepieciešamas venopunktūras asinis kā klīniskais paraugs un apmācīts personāls, lai veiktu testus sertificētā laboratorijā, kam bieži ir jāveic ievērojami kapitālieguldījumi, lai sasniegtu augstu testēšanas jaudas līmeni. Rezultātu apgūšana parasti notiek dažu dienu laikā atkarībā no testēšanas darbības efektivitātes. Tomēr pat visefektīvākās darbības var sniegt testa rezultātus tikai dažu stundu laikā, ņemot vērā pamatā esošās imūnanalīzes tehnoloģijas ierobežojumus.

Brevitest Technologies, Inc. (Brevitest) ir izstrādājis imūntestu platformu, kas 15 minūšu laikā veic ar enzīmu saistītus imūntestus aprūpes vietā. Tas apvieno LFT (vienkāršība, zems parauga apjoms, izmaksas un ātrums) un ELISA (jutīgums, specifiskums, precizitāte, kvantitatīvā noteikšana un uzticamība) priekšrocības. Brevitest platforma sastāv no paraugu apstrādes vienības (SPU), kas veic individuālus testus vienreizējās lietošanas testa kasetnēm. SPU ir maza robotizēta ierīce, kas ir pilnībā automatizēta un mijiedarbojas ar centrālo analīzes un datu bāzes sistēmu, kas darbojas mākonī (Brevitest Cloud). Tas izmanto patentētu kasetni, kas satur reaģentus, kas nepieciešami visu ELISA darbību veikšanai, un izmanto siltumu un kustīgus magnētus, lai kontrolētu reakcijas procesu.

Kad reakcijas ir pabeigtas, SPU mēra indikatora reaģenta krāsas izmaiņas, kas izriet no ELISA procesa pēdējā posma. Neapstrādātie optiskie rādījumi tiek droši pārsūtīti uz Brevitest Cloud analīzei un apstrādei, pirms rezultāts ir pieejams pacientam un ārstam reāllaikā. Iepriekš esam publicējuši šīs platformas izmantošanu, lai noteiktu anti-SARS-CoV-2 sekrēcijas IgA klātbūtni siekalās. 9

Brevitest ir izstrādājis un apstiprinājis testu, lai mazāk nekā 15 minūšu laikā, izmantojot savu patentēto platformu, noteiktu SARS-CoV-2 anti-RBD IgG antivielas pirksta kātu asinīs. Šajā ziņojumā mēs piedāvājam validācijas pētījumu datus un apspriežam testa iespējamos klīniskos un epidemioloģiskos lietojumus.

Materiāli un metodes

Materiāli, instrumenti un reaģenti: Brevitest testa platformai ir trīs komponenti: paraugu apstrādes bloks (SPU), iepriekš ielādēta kasetne un mākoņdatošanas analītiskā programmatūra (Brevitest Cloud). (Skatiet 1. attēlu.) SPU ir miniaturizēta pilnībā automatizēta robotizēta ierīce ar mehāniskiem, optiskiem un termoregulācijas elementiem. SPU izmanto pastāvīgos magnētus, lai kontrolētu magnētisko mikrosfēru kustību vairākos kasetnes nodalījumos un oscilē magnētus katrā nodalījumā, izmantojot patentētus sajaukšanas modeļus.

Katrā nodalījumā uz šo mikrosfēru virsmas notiek viens daudzpakāpju ELISA reakcijas posms. Galīgās reakcijas rezultātā veidojas krāsains savienojums, kas tiek mērīts kā optiskais signāls, un neapstrādātie rādījumi tiek nosūtīti uz Brevitest Cloud analīzei. Platformā ir iebūvēti vairāki drošības līdzekļi, lai nodrošinātu, ka kārtridžs ir ievietots pareizi, tiek veikta pareiza pārbaude, ka kārtridžai nav beidzies derīguma termiņš, testa rezultāti ir derīgi un pacientu identificējošā informācija nav apdraudēta.

Kasetnē ir iepriekš ielādēti reaģenti, kas nepieciešami Brevitest COVID-19 IgG testa veikšanai. Kasetne nav mikrofluidiska ierīce, jo kārtridžā nenotiek reaģentu kustība; drīzāk galvenie ELISA komponenti – antigēns, uztveršanas antiviela un marķiera antiviela – ir saistīti ar magnētiskām mikrosfērām, kas tiek pārvietotas starp reaģenta iedobēm. Izmantotais notvertais antigēns ir SARS-CoV-2 vīrusa S1 proteīna receptoru saistošais domēns (RBD). Pēc tam uztvertais IgG tiek noteikts, izmantojot anti-cilvēka IgG, kas saistīts ar mārrutku peroksidāzes (HRP) molekulu. Pēdējā krāsas maiņa notiek nodalījumā, kurā ir TMB, kas HRP klātbūtnē mainās no bezkrāsaina uz zilu. Katra kasetne ir konfigurēta, lai vienlaikus atsevišķos kanālos palaistu 3 ELISA reakcijas. Divos kanālos ir paraugs attiecīgi augstā un zemā atšķaidījumā, un viens kanāls kvalitātes kontrolei ir ielādēts ar zināmu anti-SARS-CoV-2 Spike S1 IgG koncentrāciju. Testēšanas materiāli, kas ietver SPU un kasetnes, tika izstrādāti uzņēmumā Brevitest Technologies, Inc. un ražoti viņu CLIA sertificētā laboratorijā.

Paraugi tika savākti no subjektiem saskaņā ar IRB apstiprinātu protokolu pēc piekrišanas ar IRB apstiprinātu informētas piekrišanas veidlapu. Paraugi ietver pirksta asinis, kas iegūtas saskaņā ar standarta procedūrām, ievērojot atbilstošus drošības pasākumus. Lai savāktu pirksta asinis Brevitest testam, tika izmantota 28G vienreizējās lietošanas lancete, kam sekoja 10 µl vienreizējās lietošanas fiksēta tilpuma mikrokapilārā caurule. Ražotāja dati par mikrokapilāro cauruli norāda, ka parauga tilpums atšķiras<1% on clinical tests. The clinical history of the subjects was collected in a questionnaire and recorded before taking their sample.

Klīniskā validācija: Pirkstu kātu paraugi (107 paraugi) tika iegūti no personām, kuras atsaucās uz aicinājumu piedalīties klīniskajā pētījumā, kas tika veikts Brevitest CLIA sertificētā laboratorijā Hjūstonā, Teksasā. Deviņdesmit (90) paraugi tika iegūti no tiem, kuriem ziņots par SARS-CoV-2 infekciju anamnēzē un/vai tiem, kuri bija saņēmuši vismaz vienu devu ar kādu no trim vakcīnām, un tika klasificēti kā "pozitīvi". Septiņpadsmit (17) paraugi tika iegūti no personām, kurām nebija medicīniskas saslimšanas ar SARS-CoV-2 un kuri ziņoja, ka viņi nekad nav saņēmuši Covid-19 vakcīnu, un tika klasificēti kā "negatīvi".

Precizitāte: testa precizitāte tika raksturota pētījumā, ko vadīja CLSI EP05-A3. Šajā pētījumā tika pārbaudīti trīs paraugi, kas reprezentē koncentrāciju spektru, kas sastopams ikdienas klīniskajās operācijās. Paraugus testēja divos atkārtojumos trīs dienas divās dažādās partijās dienā (kopā sešās partijās) un trīs analizatoros. Programmatūra Analīze — tā tika izmantota rezultātu aprēķināšanai.

Savstarpēja reaktivitāte un traucējumi: lai pārbaudītu krustenisko reaktivitāti Brevitest testā, no BioIVT tika iegūta paraugu grupa, kas bija negatīva attiecībā uz SARS-CoV-2 un pozitīvi attiecībā uz IgG antivielām pret šādiem vīrusiem: gripa A. , B gripa, HBV, HCV, HIV, Haemophilus influenzae, alfa koronavīrusi 229E un NL63, beta koronavīrusi OC43 un HKU1, RSV, parainfluenza un mikoplazmas pneimonija. Šie paraugi tika pārbaudīti Brevitest testā, un tie, kuru rezultāti bija zem noteikšanas robežas (LOD; 6,2 BAU/mL), tika klasificēti kā krusteniski nereaktīvi.

No Sun Diagnostics tika iegūti parastie traucējumi, lai palielinātu paraugus un noteiktu to ietekmi uz testu. Četri pirkstu kātu paraugi, kas nesatur traucējošos faktorus (zems un augsts SARS-CoV-2 IgG paraugi), tika papildināti ar hemolizātu (1000 mg/dL), ar triglicerīdiem bagātiem lipoproteīniem (500 mg/dL) un konjugētu bilirubīnu (40 mg). /dL). Procentuālā atšķirība no kontroles parauga tika aprēķināta katram paraugam ar smailēm un tika pārbaudīta rezultātu interpretācija.

Testa analītiskā veiktspēja: testa noteikšanas iespējas, tostarp tukšā parauga (LOB) un LOD robežas, tika noteiktas, pamatojoties uz CLSI EP{{0}}A2 norādījumiem. Lai iegūtu LOB, 4 tukšie pirkstu kātu paraugi tika pārbaudīti 2 atkārtojumos 3 dienas 2 partijās un 3 analizatoros. LOD tika noteikts, pārbaudot 4 zema līmeņa paraugus 2 atkārtojumos 3 dienas 2 partijās un 3 analizatoros. 4 zema līmeņa paraugi tika izveidoti, sajaucot apstiprinātos negatīvos paraugus ar zināmu daudzumu PVO standarta (0,17 µl 1000 BAU/mL standarta). Kvantitatīvās noteikšanas robeža (LOQ) tika aprēķināta kā zemākā pārbaudītā koncentrācija, kas ir lielāka par LOD plus 4,5 reizes lielāka par mūsu LOD pētījumā novēroto standarta novirzi. Statistiskā analīze tika veikta ar programmatūru Analyse-it. Lai noteiktu linearitāti, tika veikts CLSI EP{21}}A mācību ceļvedis. Tukšie paraugi tika papildināti ar starptautisko PVO standartu (PVO atsauces standarts NIBSC 20/136), lai sagatavotu 10 zināmas koncentrācijas paraugus. Paraugi tika pārbaudīti 4 atkārtojumos, izmantojot 1 reaģenta partiju.

Rezultāti

Demogrāfiskie dati: tālāk ir parādīts pārbaudīto iedzīvotāju demogrāfisko datu sadalījums (1. tabula).

Klīniskā veiktspēja: tā kā nav praktiski iegūt pirksta kauliņu pilno asiņu paraugus pirms COVID un nav veikts atsauces tests ar pirksta kakliņu, lai kvantitatīvi noteiktu COVID-19 IgG antivielas, tika veikts klīniskās vienošanās pētījums, pamatojoties uz klīnisko vēsturi. Paraugi tika savākti no 107 subjektiem. No šiem subjektiem tika iegūti arī klīniskās vēstures dati; visi dati tika iesniegti paši, un datu pārbaude tika veikta, kur tas bija iespējams.

Pamatojoties uz šiem pašu ziņotajiem klīniskās vēstures datiem, 17 subjektiem nekad nav bijusi simptomātiska Covid infekcija-19, un viņi nekad netika vakcinēti. Pārējie 90 subjekti bija vai nu inficēti, vakcinēti, vai abi. Paredzams, ka subjektiem, kuri nebija ne vakcinēti, ne inficēti, nebija nosakāmu antivielu (ti, zem noteikšanas robežas), un tie tika raksturoti kā negatīvi. Atlikušajiem subjektiem bija nosakāms antivielu līmenis (ti, virs noteikšanas robežas), un tie tika raksturoti kā pozitīvi.

Rezultāti uzrādīja vispārēju pozitīvu procentuālo saskaņu (PPA)/jutīgumu 97,8 procenti (95 procenti TI: 92,42 procenti - 99,40 procenti) un vispārēju negatīvu procentuālo vienošanos (NPA)/specificitāti 100 procentu apmērā (95 procenti TI). : 79,61 procenti - 100 procenti). Skatīt 2. tabulu.

Linearitātes pētījumā tika sagatavoti zināmu koncentrāciju šķīdumi un testēti Brevitest ierīcē, lai salīdzinātu iegūtās vērtības. Linearitāte tika demonstrēta visā analītisko mērījumu intervālā no 22,2 līdz 2000 BAU/mL (sk. 2. attēlu). No 10 pārbaudītajiem paraugiem no lineārā diapazona tika izņemti 2 punkti, 0 BAU/mL un 4000 BAU/mL (sk. 5. tabulu). Ņemot vērā LOB, LOD, LOQ un linearitātes novērtējumus, analītiskais mērījumu intervāls ir no 22,2 līdz 2000 BAU/mL.

Savstarpējā reaktivitāte un traucējumi: mēs novērtējām testu, lai noteiktu potenciāli krusteniski reaģējošas antivielas. Daži HCV paraugi (2), HIV paraugi (1) un visi koronavīrusa paraugi pārsniedza SARS-CoV-2 IgG testa noteikšanas robežu. Pārējie paraugi bija zem LOD (sk. 6. tabulu).

Diskusija

Mēdz teikt, ka infekcija ir karš starp patogēnu un saimniekorganismu. Šajā karā mūsu aizsardzības centrālais elements — vai nu pret atsevišķu infekciju, vai globālu pandēmiju — ir cilvēka imūnsistēma.

Visvienkāršākajā līmenī imūnsistēma sastāv no šūnām, olbaltumvielām un citām molekulām, kas darbojas saskaņoti, lai identificētu patogēnus, novērstu infekciju un, ja infekcija nostiprinātos, likvidētu iebrūkošo patogēnu vai nonāktu ilgtspējīgā strupceļā. to.

Turpinot ar kara analoģiju, imūnsistēmai ir plaša "inteliģences" spēja, kas izmanto šūnu virsmas receptorus, citokīnus, kemokīnus, dendrītiskās šūnas, imūnglobulīnus, galvenos histamīna kompleksus un citus elementus, lai atpazītu toksīnus, baktērijas, sēnītes, parazītus un vīrusus. , un nosūtīt brīdinājumus citām imūnsistēmas daļām, ka ir konstatēti draudi un ir nepieciešama rīcība.

Atbildot uz to, imūnsistēma mobilizē plašu "ieroču" klāstu, lai neitralizētu un novērstu draudus, tostarp, bet ne tikai, reaktīvās skābekļa sugas, pretmikrobu peptīdi, efektoru B šūnas, plazmas šūnas, CD4 T šūnas, CD8 T šūnas. , NK šūnas, makrofāgi, neitrofīli un ārkārtīgi daudzveidīgs brīvo imūnglobulīnu vai antivielu klāsts. Šos komponentus var uzskatīt par trīs galveno apakšsistēmu elementiem - iedzimto imunitāti, gļotādu imunitāti un humorālo imunitāti -, taču šo apakšsistēmu savstarpējā saistība un mijiedarbība ir plaša, pievienojot gan dublēšanu, gan sarežģītību visai imūnsistēmai. 10

Antivielas ir svarīgi gan gļotādas, gan humorālās imunitātes efektori, bet arī piedalās patogēnu atpazīšanas un signalizācijas procesos. To divi primārie efektora režīmi ir neitralizācija un opsonizācija, un neitralizācijai ir īpaša nozīme, ja to apdraud vīrusa patogēns. Vakcīnu pētnieki un izstrādātāji ir pievērsuši īpašu uzmanību antivielu neitralizēšanai, jo tās spēj novērst vīrusa RNS iekļūšanu saimniekšūnās, tādējādi kavējot vīrusa replikācijas procesu, kas ir jebkuras nopietnas infekcijas nepieciešama sastāvdaļa.

Antivielu aizsargājošā loma COVID{0}} gadījumā ir pierādīta gan ar atveseļojošu serumu, gan ar terapeitiskām monoklonālām antivielām, kas ir izrādījušās īpaši labvēlīgas personām ar zemu endogēno antivielu līmeni.11,12 FDA ir apstiprinājusi monoklonālās antivielas terapeitiski. personām, kurām nesen diagnosticēts COVID-19, un profilaktiski personām, kas nespēj izveidot imūnreakciju pret SARS-CoV-2.13.

Tomēr, lai gan antivielām ir svarīga bioloģiska loma kā imunitātes efektoriem, tām varētu būt vēl svarīgāka klīniskā un epidemioloģiskā loma kā imunitātes indikatoriem.

Šīs lomas bieži tiek sajauktas; mēs regulāri dzirdam, ka "imunitāte ir vairāk nekā antivielas" ir iemesls, kāpēc nevajadzētu pārbaudīt antivielu līmeni. Šis novērojums, protams, ir patiess. Ir nepieciešams vairāk nekā tikai antivielas, lai radītu tādu spēcīgu, lieku un ātru reakciju, kas nepieciešama cilvēku sugas izdzīvošanai naidīgajā vidē, kurā mēs dzīvojam.

Taču jautājums nav par to, vai antivielu līmenis ir sinonīms imunitātei; jautājums ir par to, vai antivielu līmenis ir saistīts ar imunitāti.

No klīniskā viedokļa vissvarīgākais vispārējās imūnās aizsardzības rādītājs ir simptomātiskas infekcijas riska samazināšana salīdzinājumā ar vispārējo populāciju. (Asimptomātiskas infekcijas var būt saistītas ar noteiktiem epidemioloģiskiem jautājumiem, taču tās parasti netiek uzskatītas par klīniski nozīmīgu slimību.) Šis rādītājs ir plaši izmantots, lai novērtētu Covid{0}} vakcīnu efektivitāti.14

Piemēram, vakcīnu izmēģinājumu primārais galapunkts ir "vakcīnas efektivitāte", kas ir infekcijas biežuma samazināšanās aktīvajā (vakcinētajā) grupā, salīdzinot ar kontroles (placebo) grupu.

Tomēr, tā kā inficēšanās līmenis parasti ir diezgan zems, vakcīnu izmēģinājumos pēc nepieciešamības ir ļoti liels cilvēku skaits. Šādu izmēģinājumu ilgums un izmaksas (gan naudas izteiksmē, gan cilvēku veselībai radītais risks) ir radījis nopietnas bažas politikas veidotājiem un nozarei, jo tie ierobežo atbildes reakciju uz strauji mainīgiem vīrusu uzliesmojumiem, kas var kļūt par globālām pandēmijām. Rezultātā jau sen ir bijusi vēlme atrast aizstājēju biomarķieri, ko varētu izmantot, lai novērtētu indivīdu un populāciju imūno stāvokli un tādējādi vadītu gan vakcīnas izstrādi, gan pandēmijas atbildes reakciju.

Īsāk sakot, mēs vēlamies vienkāršu veidu, kā izmērīt imunitāti.

Ņemot vērā to, ko mēs zinām par imūnsistēmas darbību, antivielas ir acīmredzama mērījumu kategorija, kas jāņem vērā šai lomai. Tie ir iesaistīti gan agrīnā reakcijā uz patogēna izaicinājumu (izraisot pentamēra IgM un dimēra sekrēcijas IgA), gan ilgstošā imunitātē caur atmiņas B šūnām, kas diferencē antivielas ražojošās plazmas šūnās, kad patogēns atkal parādās un rada sekundāru imūnsistēmu. atbilde.15

Tomēr antivielu izmantošanu kā imunitātes korelātus kavē atbilžu trūkums uz diviem pamatjautājumiem:

Nesenais starptautisks standarts antivielu koncentrācijai bija svarīgs pirmais solis, lai atbildētu uz šiem diviem jautājumiem. Bez šāda standarta antivielu testu datu kopu salīdzināšana ir no sarežģīta līdz nepraktiskam līdz neiespējamam. PVO atsauces standarts NIBSC 20/13616 tika izveidots 2020. gada decembrī, un tas ir ļoti svarīgs un apsveicams notikums, kas sola ievērojami paātrināt mūsu spēju gan atrast, gan izplatīt zinātniekus, klīnicistus un politikas veidotājus interesējošus ieskatus.

Vēl viens nozīmīgs nesenais notikums, kas ir dramatiski uzlabojis imunitātes mērīšanas potenciālu, ir pēdējo 12 mēnešu laikā veikto vakcīnu izmēģinājumu bezprecedenta skaits un mērogs. Tā kā šo izmēģinājumu dati ir publicēti un analizēti, ir parādījušās divas ļoti svarīgas atziņas:

A. Neitralizējošās antivielas lielā mērā korelē ar imunitāti pret COVID{0}}.17 Kopš pandēmijas sākuma pētnieki koncentrējās uz SARS-CoV-2 vīrusa smaiļu proteīnu.

Šo uzmanību atalgoja un pastiprināja dati no mRNS vakcīnas izmēģinājumiem, kas parādīja, ka antivielas pret vakcīnas radīto smailo proteīnu bija ļoti aizsargājošas.

B. Noteiktas antivielu pārbaudes ir labas korelācijas aizsardzībai pret Covid{0}}. 18 Pamatojoties uz iepriekš sniegto ieskatu, nav pārsteidzoši, ka neitralizācijas testi – gan dzīvu vīrusu, gan pseidovīrusu tipi – ir laba korelācija imunitātei pret COVID-19 un slimības smaguma mazināšanai. Tomēr neitralizējošus antivielu testus ir grūti (un dzīvu vīrusu testu gadījumā arī bīstami) veikt, tādējādi ierobežojot to pieejamību tikai dažos klīniskos apstākļos. Tomēr turpmākajos pētījumos ir atklāts, ka saistīšanās antivielas pret UBR domēnu arī cieši korelē ar aizsardzību pret COVID-19, iespējams, konkurējošās antivielu saistīšanās neitralizējošās iedarbības dēļ, kas traucē smaileņu proteīna saistīšanos ar ACE{ {5}} receptors.

Visi šie nesenie notikumi – starptautiska standarta rašanās, neitralizējošu antivielu identificēšana kā izcilas aizsardzības korelācijas un šīs korelācijas paplašināšana ar citiem, pieejamākiem antivielu testiem – ir radījuši apstākļus dramatiskam uzlabojumam klīniskajā pārvaldībā. COVID-19, izmantojot antivielu testus kā ceļvedi. Taču, lai īstenotu šo uzlabojumu, ir nepieciešama testēšanas tehnoloģija, kas var nodrošināt kvantitatīvus rezultātus PVO standarta vienībās BAU/ml ar pietiekamu precizitāti aprūpes vietā no ērta, pacientam draudzīga parauga īsā laika posmā.

Brevitest Quantimmune™ COVID-19 IgG antivielu tests ir kvantitatīvs tests, kas uzrāda rezultātus BAU/ml saskaņā ar PVO atsauces standartu NIBSC 20/136 anti-SARS-CoV-2 antivielām. Izstrādājot šo testu, tika izmērīti un aprēķināti LOB, LOD, LOQ, reproducējamība un linearitāte. LOD tika aprēķināts kā 6,2 BAU/ml, un Lwas OQ bija 22,2 BAU/ml. Pētījumi šo vērtību noteikšanai tika veikti ar pirkstu kātu paraugiem no pacientiem, kuri iepriekš nebija inficēti vai vakcinēti. Pacientu paraugi tika papildināti ar zemu PVO standartu līmeni, lai radītu zemu aprēķinos izmantoto paraugu līmeni. Lai pārbaudītu linearitāti, negatīvam paraugam tika pievienoti zināmi PVO atsauces standarta līmeņi. Pamatojoties uz rezultātiem, kvantitatīvi nosakāmais testa diapazons tika noteikts no 22,2 līdz 2000 BAU/ml. Precizitātes pētījumi parādīja 13,8 procentu precizitāti partijas iekšienē un 23,4 procentu CV reproducējamību. Tika pārbaudīta arī krusteniskā reaktivitāte un traucējumi, lai noteiktu, vai potenciālie paraugi vai vielas varētu ietekmēt testa rezultātu.

Brevitest mēra antivielas pret smailes proteīna UBR daļu, kas ir ļoti korelatīvas ar neitralizējošu aktivitāti.19 Nesen publicētā pētījumā pētnieki analizēja saistību starp noteiktu antivielu koncentrāciju un aizsardzību pret SARS-CoV-2, kas kvantitatīvi noteikta kā vakcīnas efektivitāte, tas ir, simptomātisku infekciju biežuma samazināšanās vakcinētiem un nevakcinētiem subjektiem. 18 Pētījumā inficētiem un neinficētiem vakcīnas saņēmējiem tika mērītas saistošās un neitralizējošās antivielas 28 dienas pēc otrās devas ievadīšanas, un antivielu koncentrācija tika ziņots, izmantojot PVO atsauces standartu. Vakcīnas efektivitāte 50% apmērā pret simptomātisku infekciju ar lielāko SARS-CoV-2 alfa (B.1.1.7) variantu tika sasniegta ar 95% ticamību (VE50@95) anti-RBD antivielu koncentrācijā 109 BAU/mL.18

Brevitest testā šis skaitlis tika izmantots, lai iestatītu robežatšķirību starp "Zemu" un "Augstu", un vērtības, kas zemākas par LOD, tika ziņots kā "Nav konstatēts". 3. attēlā parādīti Brevitest testa ierobežojumi. Tādējādi Brevitest Quantimmune™ COVID-19 IgG antivielu testa rezultātus var izmantot, lai novērtētu aizsardzības līmeni klīniskā vidē.

Ātras, kvantitatīvās seroloģijas pieejamība ārstniecības iestādē ar pirkstu galiem, kas var novērtēt imūnās aizsardzības līmeni gan indivīdam, gan sabiedrībai, ir bezprecedenta, un tai var būt liela ietekme uz reakciju uz pandēmijām, piemēram, Covid.{{ 2}}. Piemēram, vakcinācijas revakcinācijas ievadīšanā sabiedrības veselības aizsardzības amatpersonas un vakcīnu izstrādātāji parasti ir ieteikuši revakcināciju pēc noteikta laika. Pašreizējais ieteikums, piemēram, mRNS vakcīnām ir saņemt revakcināciju pēc 6 mēnešiem. Tomēr šī "fiksētā revakcinācijas laika" pieeja var būt neoptimāla pacientiem (īpaši gados vecākiem cilvēkiem), kuriem ir tendence zaudēt imunitāti ātrāk nekā 6 mēnešus. Turklāt daudziem cilvēkiem vakcinācija pret COVID{5}} nodrošina 12 mēnešus vai ilgāku aizsardzību. Šai vakcinētās populācijas daļai varētu būt optimāli atlikt revakcināciju, līdz viņu imunitāte nokrītas zem sliekšņa. Šādai atlikšanai varētu būt vairākas priekšrocības: tā varētu pagarināt šī pacienta vispārējo aizsardzības periodu, iespējams, radīt spēcīgāku un specifiskāku sekundāro reakciju un ļautu labāk izmantot ierobežotos vakcīnu krājumus.

4. attēlā ir parādīti dati, kas iegūti no Brevitest klīniskās validācijas pētījuma, parādot tikai personas, kuras saņēma mRNS vakcīnu (Moderna vai Pfizer-BioNTech). Lai gan datu kopa ir salīdzinoši maza (n=73), vairāk nekā 12 procenti subjektu bija zem VE50@95 līmeņa 109 BAU/ml pirms 6-mēnesī ieteicamā revakcinācijas datuma, kas liecina, ka viņiem varētu būt aizsardzības plaisa, ja viņi gaidītu, lai palielinātu. No otras puses, vairāk nekā 31 procentam subjektu antivielu līmenis bija virs VE50@95, kas liecina, ka viņiem joprojām bija atlikušā imunitāte, vismaz pret B.1.1.7 variantu, un viņi varētu pagarināt imūnās aizsardzības periodu, atliekot revakcināciju. . Lai gan šādi lēmumi vienmēr ir jāpieņem, konsultējoties ar klīnicistu, šī pieeja varētu būt noderīgs ceļvedis tiem, kas cenšas pārvaldīt pacienta imunitāti.

Otrs klīniskās lietošanas gadījums varētu būt imūnās atbildes reakcijas novērtēšana pēc inficēšanās vai vakcinācijas. Serokonversijas specifika atšķiras atkarībā no vecuma, ģenētiskās uzbūves, pamatslimības, medikamentiem un citiem faktoriem. Cilvēki, kuri tiek vakcinēti, ražo dažāda veida un koncentrācijas antivielas, un šīs īpašības laika gaitā mainās. Informācija par pacienta pašreizējo antivielu koncentrāciju var palīdzēt pieņemt lēmumus par dzīvesveidu, ņemot vērā riskus, kas saistīti ar aizsardzības līmeni un iespējamu vīrusu iedarbību dažādās vidēs.

Trešais lietojums varētu būt tādu pacientu skrīnings un uzraudzība, kuriem tiek veikta antivielu terapija, jo lēmumus var ietekmēt konstatēto antivielu līmenis. Piemēram, ir pierādīts, ka atveseļojošās plazmas un terapeitiskās monoklonālo antivielu terapija ir efektīvāka pacientiem bez antivielām, salīdzinot ar pacientiem, kuriem ir endogēnas antivielas pret SARS-CoV-2. 11,12 Tādējādi šo informāciju var izmantot arī, lai identificētu pacientus, kuri gūtu lielāku labumu no monoklonālo antivielu ievadīšanas gan terapeitiski, gan profilaktiski, un palīdzētu veselības aprūpes sniedzējiem pārvaldīt šo terapiju ievadīšanu.

Visbeidzot, seroprevalences pētījumus varētu ievērojami uzlabot, izmantojot kvantitatīvu antivielu testu, lai novērtētu ganāmpulka imunitāti. Neatkarīgi no tā, vai tas tiek veikts kopienas līmenī vai noteiktos citos piemērotos apstākļos, piemēram, birojos, ražotnēs vai skolās, epidemioloģiskā modelēšana un sabiedrības veselības lēmumu pieņemšana tiktu ievērojami uzlabota, izmantojot precīzāku, viegli administrējamu testu, īpaši tādu, kas ir savienots ar mākoņiem un tādējādi spēj nodrošināt imunitātes "putna lidojuma" skatu, integrējot reāllaika antivielu rezultātus ģeogrāfiskās atrašanās vietas noteikšanas un kartēšanas programmatūras sistēmā.

Secinājums

Nesenie pētījumi ir parādījuši, ka kvantitatīvs anti-RBD IgG antivielu tests ir noderīga korelācija imūnai aizsardzībai pret COVID-19. Lai palielinātu šīs svarīgās atziņas ietekmi, tests, kas ir ātrs (<15 minutes) and precise, requiring only a fingerstick sample of blood, and capable of running in a point-of-care setting is needed.

Brevitest tests var kvantitatīvi noteikt SARS-CoV-2 IgG antivielu daudzumu pirksta kātu paraugos BAU/ml saskaņā ar PVO atsauces standartu 20/136. Tā veiktspējas raksturlielumi ir parādīti šajā darbā. Testa validācijas testos tika noteiktas un novērtētas zemākās mērījumu, precizitātes, linearitātes, traucējumu un krusteniskās reakcijas robežas.

Starp iespējamiem lietojumiem šis tests varētu būt vērtīgs līdzeklis, lai optimizētu vakcīnas revakcinācijas laiku, pārbaudītu serokonversiju imūnkompromitētās un citās riska grupās, optimizētu monoklonālo antivielu terapeitisko un profilaktisko lietošanu un, plašākā nozīmē, novērtētu indivīdu un populāciju. imūnās atbildes reakcijas, īpaši IgG antivielu veidošanos, ko izraisa SARS-CoV-2 vai vakcīna. Informācija par SARS-CoV-2 antivielu skaitu, kas atrodas indivīda paraugā noteiktā laikā, varētu būt vērtīga, jo tā varētu vadīt terapeitiskus, profilaktiskus vai dzīvesveida lēmumus, kas varētu novērst vai pārvaldīt Covid{5}} .

Atsauces

1 Lu, R., Zhao, X., Li, J., Niu, P., Yang, B., Wu, H., ... & Tan, W. (2020). 2019. gada jaunā koronavīrusa genoma raksturojums un epidemioloģija: ietekme uz vīrusa izcelsmi un receptoru saistīšanos. The Lancet, 395(10224), 565-574.

2 ASV Pārtikas un zāļu pārvalde. InBios International Inc. EUA210368 pilnvarojuma vēstule, 2021. gada 24. augusts.

3 ASV Pārtikas un zāļu pārvalde. Access Bio Inc. EUA201309 Pilnvaras vēstule, 2021. gada 6. augusts.

4 Trombetta, BA, Kandigian, SE, Kitchen, RR, Grauwet, K., Webb, PK, Miller, GA, ... & Suliman, S. (2021). Seroloģisko sānu plūsmas testu novērtējums smaga akūta respiratorā sindroma koronavīrusam-2. BMC infekcijas slimības, 21(1), 1-14.

5 ASV Pārtikas un zāļu pārvalde. ZEUS Scientific Inc. EUA201833 pilnvarojuma vēstule, 2021. gada 12. maijs.

6 ASV Pārtikas un zāļu pārvalde. EUROIMMUN US Inc. pilnvarojuma vēstule, 2020. gada 4. maijs.

7 ASV Pārtikas un zāļu pārvalde. Roche Diagnostics EUA200514 pilnvarojuma vēstule, 2021. gada 19. maijs.

8 ASV Pārtikas un zāļu pārvalde. Siemens Healthcare Diagnostics Inc. EUA202670 pilnvarojuma vēstule, 2021. gada 17. jūnijs.

9 Varadhachary, A., Chatterjee, D., Garza, J., Garr, RP, Foley, C., Letkeman, A., ... & Linbeck III, L. (2020). Siekalu anti-SARS-CoV-2 IgA kā pieejams biomarķieris gļotādas imunitātei pret COVID-19. MedRxiv.

10 Janeway, C. (2001). Imunobioloģija: imūnsistēma veselībā un slimībās. Garland.

11 Hamilton, FW, Lee, TC, Arnold, DT, Lilford, R. un Hemming, K. (2021). Vai atveseļošanās plazma ir bezjēdzīga saistībā ar Covid-19? RECOVERY randomizētā kontrolētā pētījuma Bajesa atkārtota analīze. Starptautiskais infekcijas slimību žurnāls.

12 Horby, PW, Mafham, M., Peto, L., Campbell, M., Pessoa-Amorim, G., Spata, E., ... & Landray, MJ (2021). Kazirivimabs un imdevimabs pacientiem, kuri ievietoti slimnīcā ar COVID-19 (RECOVERY): randomizēts, kontrolēts, atklāts, platformas pētījums. medRxiv.

13 Deb, P., Molla, MMA un Rahman, KSU (2021). Atjauninājums monoklonālajai antivielai kā terapeitiskai iespējai pret Covid-19. Bioloģiskā drošība un veselība.

14 Bernal, JL, Andrews, N., Gower, C., Robertson, C., Stowe, J., Tessier, E., ... & Ramsay, M. (2021). Pfizer-BioNTech un Oxford-AstraZeneca vakcīnu efektivitāte pret Covid-19 saistītiem simptomiem, hospitalizāciju un vecāku pieaugušo mirstību Anglijā: testa negatīvs gadījumu kontroles pētījums. BMJ, 373.

15 Parham, P. (2014). Imūnsistēma. Garland Zinātne.

16 Pasaules Veselības organizācija. (2020). PVO starptautiskā standartu un atsauces paneļa izveide antiSARS-CoV-2 antivielām. Bioloģiskās standartizācijas ekspertu komiteja, Ženēva, 9-10.

17 Khoury, DS, Cromer, D., Reynaldi, A., Schlub, TE, Wheatley, AK, Juno, JA, ... & Davenport, MP (2021). Neitralizējošo antivielu līmenis ļoti labi norāda uz imūno aizsardzību pret simptomātisku SARS-CoV-2 infekciju. Dabas medicīna, 1-7.

18 Feng, S., Phillips, DJ, White, T., Sayal, H., Aley, PK, Bibi, S., ... & Voysey, M. (2021). Korelācijas aizsardzībai pret simptomātisku un asimptomātisku SARS-CoV-2 infekciju. Dabas medicīna, 1-9.

19 Dolscheid‐Pommerich, R., Bartok, E., Renn, M., Kümmerer, BM, Schulte, B., Schmithausen, RM, ... & Hartmann, G. (2021). Korelācija starp kvantitatīvo anti-SARS-CoV-2 IgG ELISA un neitralizācijas aktivitāti. Journal of Medical Virology, 94(1), 388-392.

Havjers T. Garza1*, Džeikobs Kviks1*, Devs Čaterdžī1*, Roberts P. Gars1, Atuls Varadhačārijs1, Leo Linbeks III1* 1Brevitest Technologies, Inc., Hjūstona, Teksasa. *Šie autori ieguldīja vienādu ieguldījumu

Atbilstošie autori:

Javier Garza: javierg@fannininnovation.com

Dev Chatterjee: dev@fannininnovation.com

Konkurējošās intereses:

JTG, JQ, DC, AV un LL ir uzņēmuma Brevitest Technologies, Inc. darbinieki.

Pētījumu atbalsts:

Brevitest platformas izstrādi atbalstīja Nacionālais narkotiku ļaunprātīgas izmantošanas institūts (NIDA) un Nacionālais minoritāšu veselības un veselības atšķirību institūts (NIMHD) Nacionālajā veselības institūtā (NIH). Grantu numuri: 1 R43 DA{{2} }; 1 R43 MD013409-01A1; 1 R43 DA043325-01, 2 R44 DA043325-02, 5 R44 DA043325-03; 3 R43 DA041966-01S1, Vijay and Marie Goradia Foundation un Fannin Innovation Studio.

Autora ieguldījums:

Visi autori sniedza ieguldījumu darba koncepcijā, dizainā vai izpildē. Visi autori ir kritiski pārskatījuši manuskriptu un devuši manuskripta galīgo apstiprinājumu.

For more information:1950477648nn@gmail.com