CC BY
13
RUSSIAN CLINICAL LABORATORY DIAGNOSTICS. 2021; 66(4) DOI: http://dx.doi.org/10.51620/0869-2084-2021-66-4-210-212
IMMUNOLOGY
ИММУНОЛОГИЯ
©КОЛЛЕКТИВ АВТОРОВ, 2021
Петрова О. В.12, Твердохлебова Д. К.1, Мурыгина О. И.1, Смельцова Е. В.1, Никулина Д. М.2
ДИАГНОСТИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ СЕРОЛОГИЧЕСКИХ ТЕСТОВ ДЛЯ ВЫЯВЛЕНИЯ СЛУЧАЕВ SARS-COV-2
1ФГБУ «Федеральный центр сердечно-сосудистой хирургии» Минздрава РФ, 414011, г. Астрахань, Россия; 2ФГБОУ ВО «Астраханский государственный медицинский университет» Минздрава РФ, 414000, г. Астрахань, Россия
Цель - изучить диагностические характеристики тест-систем для выявления антител к SARS-CoV-2. Изучали диагностические характеристики двух тест-систем для выявления антител к SARS-CoV-2, зарегистрированных на территории Российской Федерации. Первая тест-система - набор для выявления суммарных антител к SARS-CoV-2 с помощью иммунохемилюминесцентного анализа на анализаторе «Cobas е 411» («Roche Diagnostics», Германия). Вторая тест-система - набор для выявления IgM и IgG к SARS-CoV-2 («Core Technology Co.,Ltd», Китай) с помощью имму-нохроматографического анализа. Биологическим материалом для исследования являлась сыворотка крови. Оценивали: диагностическую чувствительность, диагностическую специфичность, предсказательную ценность положительного и отрицательного результатов.
У тест-систем для выявления суммарных антител к SARS-CoV-2 с помощью ИХЛА, диагностическая чувствительность и специфичность составили 100%; предсказательная ценность положительного и отрицательного результатов -100%. У тест-систем для выявления IgM и IgG к SARS-CoV-2 с помощью ИХА, диагностическая чувствительность для IgM и IgG составила 100%; диагностическая специфичность для IgM - 60%, IgG - 72%; предсказательная ценность положительного результата для IgM - 60%, IgG - 68,18%; предсказательная ценность отрицательного результата для IgM и IgG - 100%. Наилучшие диагностические характеристики были обнаружены у тест-систем для выявления суммарных антител к SARS-CoV-2, что необходимо учитывать при решении вопроса о приобретении тест-систем для выявления антител к SARS-CoV-2.
Ключевые слова: коронавирусная инфекция; тест-системы; антитела.
Для цитирования: Петрова О. В., Твердохлебова Д. К., Мурыгина О. И., Смельцова Е. В., Никулина Д. М. Диагностические характеристики серологических тестов для выявления случаев SARS-CoV-2. Клиническая лабораторная диагностика. 2021; 66 (4): 210-212. DOI:http://dx.doi.org/10.51620/0869-2084-2021-66-4-210-212 Petrova O.V.1,2, Tverdokhlebova D.K.1, Murygina O.I.1, Smeltsova E.V.1, NikulinaD.M.2
DIAGNOSTIC CHARACTERISTICS OF SEROLOGICAL TESTS FOR THE DETECTION OF SARS-COV-2 CASES
1Federal state budgetary establishment «Federal center cardiovascular surgery» (Astrakhan) Russia, Astrakhan, 414011, Russia;
2Astrakhan State Medical University, Astrakhan, 414000, Russia
To study the diagnostic characteristics of test systems for detecting antibodies to SARS-CoV-2.
We studied the diagnostic characteristics of two test systems for detecting antibodies to SARS-CoV-2, registered in the Russian Federation. The first test system is a kit for detecting total antibodies to SARS-Cov-2 using immunochemiluminescence analysis on the «Cobas e 411» analyzer («Roche Diagnostics», Germany). The second test system is a kit for detecting IgM and IgG to SARS-CoV-2 («Core Technology Co., Ltd», China) by immunochromatographic analysis. The biological material for the study was blood .serum.
We assessed: diagnostic sensitivity, diagnostic specificity, and predictive value ofpositive and negative results. In the test system for detecting total antibodies to SARS-CoV-2, using an IHLA, the diagnostic sensitivity and specificity were 100%; the predictive value ofpositive and negative results was 100%. In the test system for the detection of IgM and IgG to Sars-CoV-2, using IHA, diagnostic sensitivity for IgM and IgG were 100%; diagnostic specificity for IgM - 60%, for IgG - 72%%; predictive value of a positive result for IgM - 60%, IgG - 68,18%; predictive value of negative results for IgM and IgG - 100%. The best diagnostic characteristics were found in the test system for the detection of total antibodies to SARS-CoV-2, which must be taken into account when deciding whether to purchase test systems for the detection of antibodies to SARS-CoV-2.
Key words: coronavirus infection; test systems; antibodies.
For citation: Petrova O.V., Tverdokhlebova D.K., Murygina O.I., Smeltsova E. V., Nikulina D. M. Diagnostic characteristics of serological tests for the detection of SARS-CoV-2 cases. Klinicheskaya Laboratornaya Diagnostika (Russian Clinical Laboratory Diagnostics). 2021; 66 (4): 210-212 (in Russ.). DOI: http://dx.doi.org/10.51620/0869-2084-2021-66-4-210-212 For correspondence: Petrova O.V., Cand. Sci. (Med.), Head of Laboratory, е-mail: students_asma@mail.ru Information about authors: Petrova O.V., http://orcid.org/ 0000-0003-3544-2266; Tverdokhlebova D.K., http://orcid.org/ 0000-0001-6754-6348; Murygina O.I., http://orcid.org/ 0000-0002-0359-8664;
Для корреспонденции: Петрова Ольга Владимировна, канд. мед. наук, зав. КДЛ; е-mail: students_asma@mail.ru
КЛИНИЧЕСКАЯ ЛАБОРАТОРНАЯ ДИАГНОСТИКА. 2021; 66(4) DOI: http://dx.doi.org/10.51620/0869-2084-2021-66-4-210-212
ИММУНОЛОГИЯ
Smeltsova E.V., http://orcid.org/ 0000-0001-5661-3306;
Nikulina D.M., http://orcid.org/ 0000-0002-7401-8671.
Conflict of interests. The author declare absence of conflict of interests.
Acknowledgment. The study had no sponsor .support.
Received 29.01.2021 Accepted 20.02.2021
В декабре 2019 года мир столкнулся с новой коро-навирусной инфекцией COVID-19 (Coronavirus disease 2019), вызванной severe acute respiratory syndrome Coronavirus (SARS-CoV-2) [1, 2]. В январе 2020 г. расшифрован геном SARS-CoV-2, благодаря чему разработаны серологические тест-системы для диагностики COVID-19 [3]. В мае 2020 г. на отечественном рынке появились первые иммунохроматографические тест-системы, в июне этого же года иммунохемилюминесцентныe. Внедрение в практику серологических тест-систем позволило изучить кинетику появления антител при COVID-19 [4-6]. На сегодняшний день в литературе имеются единичные данные об диагностических характеристиках серологических тест-систем на COVID-19, в связи с чем, представился интерес их изучить.
Цель исследования - изучить диагностические характеристики тест-систем для выявления антител к SARS-CoV-2.
Материал и методы. Изучили диагностические характеристики тест-систем для выявления антител к SARS-CoV-2.
Первая тест-система - набор для выявления суммарных антител к SARS-CoV-2 («Roche Diagnostics», Германия). Выявление суммарных антител к SARS-CoV-2 осуществляли с помощью иммунохемилюминесцент-ного анализа (ИХЛА) на анализаторе «Cobas е 411» («Roche Diagnostics», Германия) согласно инструкции производителя. Чувствительность - 100%, специфичность - 99,81%.
Вторая тест-система - набор для выявления IgM и IgG к SARS-CoV-2 («Core Technology Co.,Ltd», Китай). Выявление IgM и IgG к SARS-CoV-2 осуществляли с помощью иммунохроматографического анализа (ИХА) согласно инструкции производителя. Чувствительность -100%, специфичность - 100%.
Обе тест-системы зарегистрированы на территории Российской Федерации, в них в качестве антигена использован нуклеокапсидный белок. Биологическим материалом для исследования являлась сыворотка крови, для получения которой требовалась предварительная пробоподготовка: центрифугирование в течение 10 мин при 1500 об/мин.
Наборы для ИХА состояли из кассет, каждая кассета упакована в индивидуальную упаковку. Определение IgM и IgG производили одновременно на одной диагностической кассете. Оценка результатов исследования проводилась визуально через 10 мин после внесения биологического материала и буфера.
В исследовании приняли участие 40 человек, из них 25 условно здоровых лиц и 15 человек с COVID-19, у которых диагноз был верифицирован на основании эпидемиологического анамнеза, клинической картины и результатов ПЦР. Все участники исследования дали информированное согласие на участие в исследовании.
Рассчитывали диагностические характеристики тест-систем: диагностическую чувствительность (ДЧ)
и специфичность (ДС), предсказательную ценность положительного результата (ПЦПР) и отрицательного (ПЦОР) результатов.
ДЧ рассчитывали по формуле: ДЧ=а/(а+с)х100%;
ДС рассчитывали по формуле ДС=d/(b+d)х100%;
ПЦПР рассчитывали по формуле пЦПР=а/(а+Ь) х100%;
ПЦОР рассчитывали по формуле ПЦОР=d/(с+d) х100%,
где а - больные, выявленные с помощью теста (истинно положительные), Ь - здоровые, имеющие положительный результат теста (ложно положительные), с - больные, не выявленные с помощью теста (ложно отрицательные), d - здоровые, имеющие отрицательный результат теста (подлинно отрицательные) [7].
Результаты. Учитывая данные в литературе о се-роконверсии АТ у больных СОУГО-19 [6,8 -11], тестирование пациентов проводили на 9-10-е сутки от момента появления первых симптомов ОРВИ. Результаты ПЦР, ИХЛА, ИХА условно-здоровых лиц и пациентов СОУГО-19 представлены в табл. 1.
Из представленных данных в табл. 1 следует, что у всех пациентов с СОУГО-19 результаты исследования на суммарные АТ к SARS-CoV-2 были положительные (табл. 2).
ИХА позволил обнаружить ^М у 25 человек, из них у 10 условно здоровых лиц и 15 пациентов с COVID-19; IgG - у 22 человек, из них у 7 условно-здоровых лиц и 15 пациентов с COVID-19 (табл. 2). Полученные результаты указывают на то, что при использовании ИХА для диагностики COVID-19, возможно получение ложнопо-ложительных результатов, вероятно за счёт перекрёстных реакций. Изучить причину перекрёстных реакций не представилось возможным.
Ложноотрицательных результатов в нашем наблюдении не выявлено (см. табл. 1).
Все случаи инфицирования COVID-19 внешние, пациенты имели контакт с больными COVID-19. У 12 пациентов из 15 заболевание протекало в лёгкой форме в виде ОРВИ, у 3 - с поражением лёгких. У пациентов с лёгкой формой COVID-19 в 100% случаях отмечалась лихорадка, 100% - боль в горле, 100% - слабость, 100% -нарушение обоняния.
Таблица 1
Результаты ПЦР, ИХЛА, ИХА
Метод исследования Результат
положительный отрицательный
ПЦР 15 25
ИХЛА, суммарные АТ 15 25
к SARS-CoV-2
ИХА,
IgM 25 15
IgG 22 18
RUSSIAN CLINICAL LABORATORY DIAGNOSTICS. 2021; 66(4) DOI: http://dx.doi.org/10.51620/0869-2084-2021-66-4-210-212
IMMUNOLOGY
Таблица 2 Результаты информативности тест-систем
Тест-система ДЧ ДС ПЦПР ПЦОР
ИХЛА, суммарные АТ 100% 100% 100% 100%
к SARS-CoV-2
ИХА,
IgM 100% 60% 60% 100%
IgG 100% 72% 68,18% 100%
У пациентов с поражением лёгких в 100% случаях отмечалась лихорадка, 100% - боль в горле, 100% - слабость, 100% - нарушение обоняния, 100% - кашель, 100% - одышка, 20% случаев - энтерит. Пациенты с лёгкой формой COVID-19 лечились амбулаторно, выписаны в среднем на 15,2±0,4 сут. Пациенты с поражением лёгких лечились в стационаре, в среднем выписаны на 24,33±0,9 сут.
Для оценки информативности тест-систем с позиций доказательной медицины рассчитаны ДЧ, ДС, ПЦПР, ПЦОР результатов. Результаты информативности тест-систем представлены в табл. 2.
Из данных, представленных в табл. 2, показано, что тест-система для выявления суммарных АТ имеет 100% ДЧ, ДС, ПЦПР и ПЦОР. У иммунохроматографической тест-системы ДЧ для IgM и IgG составила 100%; ДС для IgM - 60%, IgG - 72%; ПЦПР для IgM - 60%, IgG -68,18%; ПЦОР - 100%.
Обсуждение. В настоящее время на отечественном рынке представлено большое количество серологических тест-систем различных производителей для выявления антител к SARS-CoV-2.
Внедрение в практику серологических тест-систем позволило изучить сроки появления и динамику изменения антител к SARS-CoV-2 [4,5]. В среднем сроки появления антител к SARS-CoV-2 составляют 8-10 дней от начала появления клинической симптоматики заболевания [8 - 10]. В литературе имеются данные об одновременном появлении в крови антител IgM и IgG у больных COVID-19 [8 - 10]. Установлено, что IgM, IgG могут длительное время (более 60 сут) персистировать в крови у пациентов, переболевших COVID-19 [8]. Вышеперечисленные особенности гуморального иммунитета указывают на преимущества определения суммарных антител над определением отдельных антител или группы антител к SARS-CoV-2 [8,9,11].
В литературе мало данных о диагностических характеристиках (диагностической чувствительности и специфичности, положительной и отрицательной прогностической значимости) тест-систем на COVID-19. В связи с этим мы попытались их изучить.
Результаты нашего предварительного исследования позволили определить следующие диагностические характеристики тест-систем (см.табл. 2).
У тест-систем для выявления суммарных антител к SARS-CoV-2 с помощью ИХЛА, диагностическая чувствительность и специфичность составили 100%; предсказательная ценность положительного и отрицательного результатов - 100%.
У тест-систем для выявления IgM и IgG к SARS-CoV-2 с помощью ИХА, диагностическая чувствительность для IgM и IgG составили 100%; диагностическая специфичность для IgM - 60%, IgG - 72%; предсказа-
тельная ценность положительного результата для IgM -60%, IgG - 68,18%; предсказательная ценность отрицательного результата для антител IgM и IgG - 100%.
Наилучшие диагностические характеристики обнаружены у тест-систем для выявления суммарных антител к SARS-CoV-2. Несмотря на малое количество наблюдений, полученные нами результаты исследования можно использовать при решении вопроса о приобретении тест-систем для выявления антител к SARS-CoV-2 с учётом цели исследования (исследования с целью скрининга или для определения наличие иммунитета).
Конфликт интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
Финансирование. Исследование не имело спонсорской поддержки.
ЛИТЕРАТУРА (пп . 1 - 6, 8 - 11 см . REFERENCES)
7. Кишкун А.А. Руководство по лабораторным методам диагностики. М.: Геотар-Медиа; 2007.
REFERENCES
1. Zhu N., Zhang D., Wang W., Li X., Yang B., Song J. et al. Novel Coronavirus from patients with pneumonia in China, 2019. N. Engl. J. Med. 2020; 382(8):727-33. doi: 10.1056/NEJMoa2001017.
2. Cheng V.C., Lau S.K., Woo P.C., Yuen K.Y. Severe acute respiratory syndrome Coronavirus as an agent of emerging and reemerging infection. Clin. Microbiol. Rev. 2007; 20(4):660-94. doi: 10.1128/ CMR.00023-07.
3. Huang Y., Lau S.K., Woo P.C., Yuen K.Y. CoVDB: a comprehensive database for comparative analysis of Coronavirus genes and genomes. Nucleic Acids Res . 2008; 36: D504-D511. doi: 10.1093/ nar/gkm754.
4. Guo L., Ren L., Yang S., Xiao M., Chang D., Yang F. et al Profiling Early Humoral Response to Diagnose Novel Coronavirus Disease (COVID-19). Clin. Infect. Dis. Off. Publ. Infect. Dis. Soc. Am 2020. doi:10.1093/cid/ciaa310j
5. Haveri A., Smura T., Kuivanen S., Osterlund P., Hepojoki J., Ikonen N. et al. Serological and molecular findings during SARS-CoV-2 infection: the first case study in Finland, January to February 2020. EuroSurveill. Bull. Eur. Sur Mal. Transm. Eur. Commun. Dis. Bull. 2020; 25. doi:10.2807/1560-7917.ES.2020.25.11.200 0266/
6. Li Y., Yao L., Li J., Chen L., Song Y., Cai Z. et al. Stability Issues of RT-PCR Testing of SARS-CoV-2 for Hospitalized Patients Clinically Diagnosed with COVID-19. J. Med Virol. 2020. doi:10.1002/jmv.25786.
7. Kishkun A.A. Guide to laboratory diagnostic methods [Rukovod-stvo po laboratornym metodam diagnostiki]. Moscow: «Geotar-Media»; 2007. (in Russian)
8. Li Z., Yi Y., Luo X., Xiong N., Liu Y., Li S. et al. Development and Clinical Application of A Rapid IgM-IgG Combined Antibody Test for SARS-CoV-2 Infection Diagnosis. J. Med. Virol. 2020. doi:10.1002/jmv.25727 .
9. Linton N.M., Kobayashi T., Yang Y., Hayashi K., Akhmetzhanov A.R., Jung S-M. et al. Incubation Period and Other Epidemiological Characteristics of 2019 Novel Coronavirus Infections with Right Truncation: A Statistical Analysis of Publicly Available Case Data. J. Clin. Med 2020; 9. doi:10.3390/jcm9020538.
10. Tian X., Li C., Huang A., Xia S., Lu S., Shi Z. et al. Potent binding of 2019 novel coronavirus spike protein by a SARS coronavi-rus-specific human monoclonal antibody. Emerg. Microbes Infect. 2020;9 /382-5. doi:10.1080/22221751.2020.1729069.
11. Zhao J., Yuan Q Wang H., Liu W., Liao X., Su Y., Wang X. et al. Antibody responses to SARS-CoV-2 in patients of novel coronavirus disease 2019. Clin. Infect. Dis. Off. Publ. Infect. Dis. Soc. Am. 2020. doi:10.1093/cid/ciaa344.
Поступила 29.01.21 Принята к печати 20.02.21
