Elecsys® Anti-SARS-CoV-2 S

Imunochemická metoda kvantitativního stanovení protilátek proti hrotovému (S) spike proteinu viru SARS-CoV-2

Souprava Elecsys
Imunochemická metoda kvantitativního stanovení protilátek proti hrotovému (S) spike proteinu viru SARS-CoV-2

Elecsys® Anti-SARS-CoV-2 S je imunotest pro in vitro kvantitativní stanovení protilátek (včetně IgG) proti doméně RBD (receptor binding domain) S proteinu SARS-CoV-2 v lidském séru a plazmě. Test využívá rekombinantní protein v podobě RBD S proteinu ve formátu sendvičového testu s dvojitým antigenem, který pomáhá detekovat vysokoafinitní protilátky proti SARS-CoV-2. Může sloužit jako pomůcka při vyhodnocování adaptivní humorální imunitní reakce na S protein SARS‑CoV‑2.31

Elecsys® Anti-SARS-CoV-2 S

SARS-CoV-2: Přehled struktury, přenosu a detekce viru

 

SARS-CoV-2, původce onemocnění koronavirus 2019 (COVID-19), je betakoronavirus s vnějším obalem a jednovláknovou RNA. Jako původci lidských infekcí bylo identifikováno sedm typů koronavirů způsobujících onemocnění od běžného nachlazení až po těžké respirační selhání.1

SARS-CoV-2 se mezi jedinci šiří převážně prostřednictvím kapének a aerosolů z dýchacích cest.2,3 Inkubační doba od infekce do detekce viru v hostiteli nejčastěji trvá dva až 14 dní.4,5 Detekce virové nálože může byt spojena s propuknutím klinických příznaků a symptomů, i když značná čast osob zůstavá asymptomatická, nebo má jen mírné příznaky.6-8 Interval, během něhož je osoba s onemocněním COVID-19 infekční, nebyl dosud jasně stanoven, nicméně přenos z osob, které mají příznaky onemocnění, jsou bez těchto příznaků, nebo u nichž příznaky ještě nevypukly, je dobře popsán.9-11

 

Genomy koronaviru kódují 4 hlavní strukturální proteiny: spike (S), protein obálky (E), membránový protein (M) a nukleokapsidový protein (N). S protein je velký transmembranový protein s trimerní strukturou, která vytváří charakteristické povrchové hroty koronavirů. Každy S monomer je tvořen N-koncovou podjednotkou S1 a membránově vázanou podjednotkou S2. Virus vstupuje do hostitelské buňky prostřednictvím vazby S proteinu na receptor angiotenzin konvertujicího enzymu 2 (ACE2), který se vyskytuje na povrchu četných typů buněk, včetně alveolarních buněk typu II v plicích a epiteliálních buněk ústní sliznice.12,13 Mechanismus vzájemné interakce je založen na vazbě ACE2 na doménu RBD, která je součastí podjednotky S1.14,15

Infekce virem SARS-CoV-2 v hostiteli obvykle vyvolá imunitní reakci proti viru, která je charakteristická tvorbou specifických protilátek proti virovým antigenům. Zdá se, že téměř současně vznikají v krvi protilátky typu IgM a IgG proti viru SARS-CoV-2.16 Pokud jde o úrovně a chronologický výskyt protilátek u pacientů s COVID-19, existují u jednotlivých osob významné rozdíly, nicméně medián sérokonverze je pozorován přibližně po dvou týdnech.17-20

Po infekci nebo vakcinaci se vazebná síla protilátek na antigeny v průběhu času zvyšuje – tento proces se označuje jako afinitní zrání21. Vysokoafinitní protilátky mohou vyvolat neutralizaci rozpoznáním a navázáním specifických virových epitopů22,23. Byly identifikovány protilátky proti SARS‑CoV‑2 se silnou neutralizační schopností, které jsou zvlášť silné, jsou-li namířeny proti RBD.24-27 Ve vývoji je několik vakcín proti COVID-19, přičemž mnohé z nich jsou zaměřené na vyvolání imunitní reakce na RBD.28-30

Struktura hrotového (S) spike proteinu viru SARS-CoV-2 a navázání na receptor hostitelské buňky

Obrázek struktury spike proteinu

Klinická senzitivita31

Zobrazit celou tabulku

Klinická senzitivita31

Pomocí Elecsys® Anti-SARS-CoV-2 S bylo otestováno celkem 1 610 vzorků od 402 symptomatických pacientů (včetně 297 vzorků od 243 hospitalizovaných pacientů) s infekcí SARS-CoV-2 potvrzenou PCR testem. Po potvrzení pozitivního výsledku PCR byl od těchto pacientů získán v různých časových obdobích jeden vzorek či více po sobě jdoucích vzorků..

U 1 423 testovaných vzorků následovalo datum odběru za 14 či více dnů od diagnózy pomocí PCR. V 1 406 z těchto 1 423 vzorků byla metodou Elecsys® Anti-SARS-CoV-2 S stanovena hodnota více než 0,8 U/ml, a byly tedy považovány za pozitivní. Senzitivita v této skupině vzorků proto byla 98,8 % (95% CI: 98,1–99,3 %).

Počet dní po potvrzení metodou PCR

Počet dní po potvrzení metodou PCR n Nereaktivní Senzitivita (95 % CI*)
0–6 dnů 35 4 88,6 % (73,3–96,8 %)
7–13 dnů 152 22 85,5 % (78,9–90,7 %)
14–20 dnů 130 14 89,2 % (82,6–94,0 %)
21–27 dnů 176 3 98,3 % (95,1–99,7 %)
28–34 dnů 197 0 100 % (98,1–100 %)
≥35 dní 920 0 100 % (99,6–100 %)
* interval spolehlivosti
Graf Počet dní po potvrzení PCR

Analytická specificita31

Zobrazit celou tabulku

Analytická specificita31

Pomocí Elecsys® Anti-SARS-CoV-2 S bylo otestováno celkem 1 100 potenciálně zkříženě reaktivních vzorků odebraných před říjnem 2019, včetně vzorků pozitivních na anti-MERS-CoV, vzorků od osob se symptomy běžného nachlazení a vzorků od osob, u nichž byla potvrzena infekce jedním ze čtyř typů koronavirů způsobujících nachlazení. Celková specificita v této kohortě potenciálně zkříženě reaktivních vzorků byla 100 % (95 % CI: 99,7–100 %).

Kohorta n Reaktivní Specificita (95 % CI)
MERS-CoV* 7 0 100 % (59,0–100 %)
Pacienti s běžným nachlazením** 21 0 100 % (83,4–100 %)
Pacienti s koronavirem*** 94 0 100 % (96,2–100 %)
Ostatní potenciálně zkříženě reaktivní vzorky****   978 0 100 % (99,6–100 %)
Celkem 1 100   0 100 % (99,7–100 %)  
* pozitivní na IgG protilátky proti podjednotce spike proteinu S1 Středovýchodního respiračního syndromu (MERS-CoV)
** 40 vzorků od osob se symptomy běžného nachlazení odebraných před říjnem 2019
*** od osob, které prodělaly infekci typem koronaviru HKU1, NL63, 229E nebo OC43, potvrzeno antigenním testováním
**** pre-pandemické vzorky od osob se symptomy běžného nachlazení, odebrané před říjnem 2019

Klinická specificita31

Zobrazit celou tabulku

Klinická specificita31

Pomocí Elecsys® Anti-SARSCoV-2 S bylo otestováno celkem 5 991 vzorků z rutinních vyšetření a od dárců krve odebraných před říjnem 2019. Celková specificita v této kohortě pre-pandemických vzorků byla 99,98 % (95 % CI: 99,91–100 %).

Kohorta n Reaktivní Specificita (95 % CI)
Rutinní vyšetření  2 528  0 100 % (99,85–100 %)
Dárci krve z USA 2 713 1 99,96 % (99,79–100 %)
Dárci krve z Afriky 750 0 100 % (99,51–100 %)
Celkem 5 991 1 99,98 % (99,91–100 %) 

Korelace s neutralizačním testem31

Zobrazit celou tabulku

Korelace s neutralizačním testem31

U 15 klinických vzorků od jednotlivých pacientů bylo provedeno porovnání metody Elecsys® Anti-SARSCoV-2 S s neutralizačním testem založeným na VSV (vesicular stomatitis virus) pseudovirovém systému32

       Neutralizační test       
  Pozitivní Nejednoznačné Negativní Celkem
Elecsys® Anti-SARS-CoV-2 S ≥ 0,8 U/ml 12 0 0 12
< 0,8 U/ml 1 1 1 3
Celkem 13 1 1 15
Procento pozitivní shody 92,3 % (95 % CI 63,97–99,81 %)
Ilustrativní dynamika markerů při infekci SARS-CoV- 233

Literatura

 

  1. Ye, Z.-W. (2020). Int J Biol Sci. 16(10), 1686-97.
  2. Světová zdravotnická organizace (2020). Dostupné na: https://www.who.int/news-room/commentaries/detail/transmission-of-sars-cov-2-implications-for-infection-prevention-precautions.
  3. Zhu, N. et al. (2020). N Engl J Med. 20, 382(8), 727-33.
  4. Chan, J.F.-W. et al. (2020). Lancet. 15, 395(10223), 514-23.
  5. Lauer, S.A. et al. (2020). Ann Intern Med. 172(9), 577-582.
  6. Zhou, R. et al. (2020). Int J Inf Dis. 96, 288-90.
  7. He, X. et al. (2020). Nat Med. 26(5), 672-5.
  8. Mizumoto, K. et al. (2020). Euro Surveill. 25(10), pii=2000180.
  9. Gao, M. et al. (2020). Respir Med. 169, 106026.
  10. Yu, P. et al. (2020). J Infect Dis. 221(11), 1757-61.
  11. Liu, Z. et al. (2020). Int J Inf Dis. https://doi.org/10.1016/j.ijid.2020.06.036.
  12. Letko, M. et al. (2020). Nat Microbiol. 5(4), 562-9.
  13. Xu, H. et al. (2020). Int J Oral Sci. 24, 12(1), 1-5.
  14. Wrapp, D. et al. (2020). Science. 13, 367(6483), 1260-3.
  15. Hoffmann, M. et al. (2020). Cell. 16, 181(2), 271-280.e8.
  16. Centrum pro kontrolu a prevenci nemocí (2020). Dostupné na: https://www.cdc.gov/coronavirus/2019-ncov/lab/resources/antibody-tests-guidelines.html.
  17. Long, Q. et al. (2020). medRxiv. https://doi.org/10.1101/2020.03.18.20038018.
  18. Lou, B. et al. (2020). Eur Respir J. 19, 2000763.
  19. Zhao, J. et al. Clin Infect Dis. ciaa344. https://doi.org/10.1093/cid/ciaa344.
  20. Tuaillon, E. et al. (2020). J Inf. 81(2), e39-e45.
  21. Klasse, P.J. (2016). Expert Rev Vaccines 15(3), 295-311.
  22. Payne, S. (2017). Viruses: Chapter 6 - Immunity and Resistance to Viruses, Editor(s): Susan Payne, Academic Press, Pages 61-71, ISBN 9780128031094.
  23. Iwasaki, A. and Yang, Y. (2020). Nat Rev Immunol. https://doi.org/10.1038/s41577-020-0321-6.
  24. Salazar, E. et al. (2020). bioRxiv 2020.06.08.138990; https://doi.org/10.1101/2020.06.08.138990.
  25. Klasse, P. and Moore, J.P. (2020). Elife. 2020, 9:e57877. doi:10.7554/eLife.57877.
  26. Premkumar, L. et al. (2020). Sci Immunol. 11, 5(48).
  27. Luchsinger, L.L. et al. (2020). medRxiv. https://doi.org/10.1101/2020.06.08.20124792
  28. Mukherjee, R. (2020). J Biosci. 45, 68. https://doi.org/10.1007/s12038-020-00040-7.
  29. Graham, B.S. (2020). Science. 368(6494), 945-6.
  30. Hotez, P.J. et al. (2020). Nat Rev Immunol. 20(6), 347-8.
  31. Elecsys® Anti-SARS-CoV-2 S. Package Insert 2020-09, V1.0; Material Numbers 09289267190 and 09289275190.
  32. Meyer, B. et al. medRxiv. https://doi.org/10.1101/2020.05.02.20080879.
  33. Sethuraman, N. et al. (2020). JAMA. Publikováno on-line 6. května 2020. doi:10.1001/jama.2020.8259.
  34. To, K. et al. (2020). Lancet Infect Dis. 20(5), 565-74.
  35. Xiang, F. et al. (2020). Clin Infect Dis. pii: ciaa46. https://doi.org/10.1093/cid/ciaa461.

Specifikace metody

  • Doba měření

    18 minut

  • Princip měření

    Jednokrokový sendvičový test s dvojitým antigenem

  • Návaznost

    Interní standard společnosti Roche pro anti-SARS-CoV-2-S tvořený monoklonálními protilátkami. 1 nm těchto protilátek odpovídá 20 U/ml testu Elecsys® Anti-SARS-CoV-2 S

  • Lineární rozsah

    0,4 až 250 U/ml

  • Kalibrace

    2bodová (samostatný CalSet)

  • Interpretace

    <0,8 U/ml = nereaktivní, ≥0,8 U/ml = reaktivní

  • Typy vzorků

    Sérum odebrané s použitím standardních zkumavek; Li-heparin, K2-EDTA-, K3-EDTA- a plazma s citrátem sodným

  • Objem vzorku

    20 μl analyzátor cobas e 411 a moduly cobas e 601 / cobas e 602
    12 μl modul cobas e 801

  • Stabilita na palubě

    14 dní

  • Mezilehlá preciznost u pozitivních vzorků

    analyzátor cobas e 411: CV* 1,9–2,9 %
    moduly cobas e 601 a cobas e 602: CV 2,7–3,6 
    modul cobas e 801: CV 1,4–2,4 %