• Поиск:

издатель: ЮпокомИнфоМед

Курбанов Б.Ж., Бектимиров А.М.-Т., Ахмедова Х.Ю., Косимов О.Ш.

Анализ серопревалентности к SARS-CoV-2 среди работников производственного кластера в динамике эпидпроцесса COVID-19

Служба санитарно-эпидемиологического благополучия и общественного здоровья Республики Узбекистан, Ташкент, Республиканский специализированный научно-практический медицинский центр эпидемиологии, микробиологии, инфекционных и паразитарных заболеваний, Ташкент, Узбекистан

Внимание! Статья адресована врачам-специалистам

 

Kurbanov B.J.1, Bektimirov A.M.-T.2, Akhmedova H.Yu.2, Kosimov O.Sh.2

1Service of Sanitary and Epidemiological Welfare and Public Health of the Republic of Uzbekistan, Tashkent

2Republican Specialized Scientific and Practical Medical Center of Epidemiology, Microbiology,

Infectious and Parasitic Diseases, Tashkent, Uzbekistan

Analysis of seroprevalence to SARS-CoV-2 among workers

of the production cluster in the dynamics of the COVID-19 epidemiological process

Резюме. Изучены динамические характеристики серологических антител к коронавирусу 2 тяжелого острого респираторного синдрома (SARS-CoV-2). Динамические изменения и распространенность антител иммуноглобулина класса M (IgM) и иммуноглобулина класса G (IgG) к SARS-CoV-2 выявляли с помощью хемилюминесцентного иммуноанализа.

Средние титры и уровни положительности IgG/IgM возрастали после перенесенной инфекции, сохраняясь на достаточно высоком уровне в течение 9 месяцев. Между 6 и 9 месяцем после болезни титры IgG и IgM составляли 87,5±18,0 AU/мл и 5,8±3,7 AU/мл, тогда как соответствующие показатели положительности составляли 88,5% и 10,0%. Дальнейший статистический анализ показал, что динамические изменения и распространенность антител IgG/IgM к SARS-CoV-2 были связаны с возрастом, но не с полом. Динамические изменения и распространенность были одинаковыми для антител IgM и IgG. Тем не менее, снижение уровня антител класса IgM был более быстрым. Было обнаружено, что уровень IgG 21,5±4,15 AU/мл может представлять собой пороговое значение.

Полученные результаты предоставляют важную информацию о COVID-19 и могут иметь значение для диагностики, проведения профилактических и противоэпидемических мероприятий, планирования вакцинации.

Ключевые слова: SARS-CoV-2, COVID-19, эпидпроцесс, серопревалентность, сероэпидемиология, антитела, иммуноглобулины, кластер, пандемия.

Медицинские новости. – 2021. – №10. – С. 54–57.

Summary. The aim of the study is to study the dynamic characteristics of serological antibodies to severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2). Dynamic changes and prevalence of antibodies of immunoglobulin class M (IgM) and immunoglobulin class G (IgG) to SARS-CoV-2 were detected by chemiluminescent immunoassay.

The average titers and levels of IgG/IgM positivity increased after the infection, remaining at a high level for 9 months. Between 6 and 9 months after the disease, the IgG and IgM titers were 87.5±18.0 AU/ml and 5.8±3.7 AU/ml, respectively, while the corresponding positivity indicators were 88.5% and 10.0%. Further statistical analysis showed that the dynamic changes and the prevalence of IgG/IgM antibodies to SARS-CoV-2 were associated with age, but not with gender. The dynamic changes and prevalence were the same for IgM and IgG antibodies. However, the decrease in the level of IgM-class antibodies was more rapid. It was found that the IgG level of 21.5±4.15 AU/ml might represent a threshold value.

The results obtained provide important information about COVID-19 and may be important for diagnosis, preventive and anti-epidemic measures, and vaccination planning.

Keywords: SARS-CoV-2, COVID-19, epidprocess, seroprevalence, seroepidemiology, antibodies, immunoglobulins, cluster, pandemic.

Meditsinskie novosti. – 2021. – N10. – P. 54–57.

 

Пандемия, вызванная коронавирусом 2 тяжелого острого респираторного синдрома (SARS-CoV-2), привела к значительной заболеваемости и смертности во всем мире. В настоящее время хорошо известно, что ответные реакции антител против SARS-CoV-2 активируются сразу после заражения [6]. Вирус и возбудитель пандемии COVID-19 содержит четыре структурных белка, наиболее иммунодоминантным из которых является белок Nucleocapsid (N), белок Spike (S) и рецептор-связывающий домен (RBD) белок S. Измерение ответа антител на эти антигены с помощью серологических анализов имеет решающее значение для определения предыдущего вирусного воздействия на людей, изучения передачи инфекции в сообществе и проведения серологических обследований населения [1, 2, 6, 7]. Однако еще многое предстоит узнать о долгосрочной продолжительности и защитной способности этих реакций.

Хотя обнаружение нуклеиновых кислот считается «золотым стандартом» лабораторной диагностики, серологическое тестирование имеет большое значение для быстрой клинической диагностики и оценки эффективности вакцин и лечения COVID-19 [3].

Нейтрализующие антитела (NAb) вырабатываются во время иммунного ответа, и они играют жизненно важную роль против SARS-CoV-2. Также вырабатываются антитела иммуноглобулина G (IgG) и иммуноглобулина M (IgM), которые специ-фичны к SARS-CoV-2, они были обнаружены в течение всего 2 недель с момента появления симптомов [7, 8]. Антитела IgM являются ключевым индикатором продолжающейся или текущей инфекции, так как они развиваются раньше всего после контакта с патогеном. Антитело IgG является защитным антителом и является признаком выздоровления от болезни или перенесенной инфекции. Это наиболее распространенное антитело в иммунологическом ответе, которое может защитить от инфекции, блокируя проникновение вируса в клетки-хозяева. На выработку антител IgG/IgM влияет множество различных факторов. Некоторые исследования показывают, что вирус-специфические антитела IgG быстро уменьшаются в течение примерно 3 месяцев после заражения [8], тогда как другие указывают на то, что антитела IgG имеют стабильные титры в течение нескольких недель или месяцев [5]. Во многих исследованиях сообщается, что возраст, пол и тяжесть заболевания влияют на динамические характеристики серологических антител [7], однако эти исследования были основаны на ограниченном количестве исследуемых групп или продолжительность исследований была относительно короткой.

Формирование популяционного иммунитета к вирусу SARS-CoV-2 приобретает особое значение для контроля эпидемиологической обстановки и планирования комплекса мероприятий по специфической и неспецифической профилактике COVID-19 [2, 3, 6]. Соответственно, наличие иммунной прослойки будет предпосылкой эффективного снижения распространения инфекции. Уровень популяционного иммунитета населения определяет вероятность распространения и тяжесть течения любого массового инфекционного заболевания [1, 2]. В наивной популяции патогенный возбудитель, вызвавший эпидемическую вспышку, может неконтролируемо циркулировать, вызывая манифестные формы инфекции [2]. Если патоген обладает высокой контагиозностью, как, например, возбудители острых респираторных вирусных инфекций, в том числе SARS-CoV-2, то заболевание приобретает эпидемический характер и может существовать до того момента, пока число серопозитивных лиц не превысит число серонегативных. Вместе с тем эпидемический порог не является величиной застывшей и может изменяться в зависимости от конкретных условий жизнедеятельности, климатогеографических условий, интенсивности миграции населения, степени развития туризма и др.

Цель исследования – изучить динамические характеристики серологических антител к SARS-CoV-2.

Материалы и методы

У всех работников промышленного кластера периодически тестировались антитела, в соответствии с требованиями ССЭБиОЗ. Также были изучены данные для получения подробной демографической и клинической информации. Исследование было одобрено комитетами по этике Министерства здравоохранения Республики Узбекистан. Участники исследования подписывали формы информированного согласия или давали устное согласие. Антитела IgG/IgM тестировались через регулярные промежутки времени. Даты этих тестов были рассчитаны относительно дня появления симптомов (день 0).

Дизайн исследования: когортное продольное сероэпидемиологическое исследование.

Характеристика контингента обследованных. Всего обследовано 2 группы промышленного кластера: 1 – вахта – непосредственно производственная зона в количестве 2031 человек коллектива предприятия непрерывного цикла, продолжающего свою деятельность вахтовым методом при соблюдении всех противоэпидемических, профилактических и санитарно-гигиенических мероприятий; 2 – офис – проведено исследование для обнаружения IgG- и IgM-антител к SARS-CoV-2 из кодированных образцов сыворотки крови 342 человек, проживающих в Ташкенте и продолжающих трудовую деятельность в условиях пандемии для оценки серопревалентности в популяции, динамики и сроков сохранения антител, выделения группы риска по повторному инфицированию в зависимости от напряженности иммунитета, а также определения контингента на приоритетную вакцинацию.

Сотрудники работали вахтовым методом в 2 регионах: Кашкадарьинская область, Дехконобадский район; Бухарская область, Каракульский и Алатский район. Длительность рабочей вахты составляет 28 дней, отдых – 28 дней. С августа 2020 года по январь 2021 года сотрудники отработали в среднем по 4 вахты. В Дехконобадском районе Кашкадарьинской области одновременно на вахте находятся 250 сотрудников. В Каракульском районе Бухарской области одновременно находятся 450 сотрудников. В Алатском районе Бухарской области одновременно находятся 250 сотрудников.

Обнаружение антител IgG/IgM к SARS-CoV-2. Антитела IgG/IgM в сыворотке детектировали с помощью хемилюминесцентного иммуноанализа (Китай). Тест проводился методом ИХЛА с помощью полностью автоматизированного хемилюминесцентного иммуноанализатора серии MAGLUMI 2000 (оборудование компании Snibe, Китай). Обнаружение IgM и IgG проводили тест-системами MAGLUMI 2019-nCoV IgM и MAGLUMI 2019-nCoV IgG. Диагностическая система позволяла определять антитела к рекомбинантному антигену 2019-nCoV, экспрессирующему полноразмерный спайк и нуклеокапсидные белки (RBD). Результат выражался в виде относительных световых единиц (AU – RLUs), которые пропорциональны концентрации Ig, присутствующего в образце.

Принцип проведения теста: MAGLUMI 2019-nCoV IgM/IgG – в анализаторах Maglumi используется хемилюминесцентный маркер ABEI, который представляет собой небольшую молекулу неферментативной природы. Специальная молекулярная формула ABEI обеспечивает исключительную стабильность в кислых и щелочных растворах. При этом химическая реакция ABEI с гидроокисью натрия или перекисью происходит в течение 3 секунд. Благодаря использованию технологии магнитной сепарации происходит уменьшение время реакции за счет увеличения реакционной зоны, увеличение чувствительности – лучшего и более быстрого захвата антителами антигена. Кроме того, происходит значительное снижение уровня погрешности, поскольку смешивание реагентов происходит в жидкой сепарационной платформе.

Существуют две кассеты, содержащие реагенты, которые запускаются отдельно. Один реагент предназначен для обнаружения IgG-антител к SARS-CoV-2, а другой – для обнаружения IgM-антител к SARS-CoV-2 из кодированных образцов пациентов. После того, как обе кассеты запущены по отдельности, результат исследования выходит как один отчет с результатами для обоих тестов.

Обнаружение IgM и IgG генерируется системой. 130219018М/ MAGLUMI 2019-nCoV IgM – реагент для обнаружения IgM, MAGLUMI 2019-nCoV IgG – реагент для выявления антител класса IgG.

Для забора использовали специальные пробирки с консервантами, материал сразу помещается в сумку-холодильник и транспортировался при температуре от +2–+8 градусов автотранспортом в сертифицированную и лицензированную лабораторию, где проводилось выделение сыворотки крови и тестирование на антитела.

Пороговое значение IgM и IgG, рекомендованное производителем, составляет 10 AU/мл. Рекомбинантные антигены содержат нуклеопротеин SARS-CoV-2 и спайковый белок. Все процедуры основывались на протоколах производителя.

Статистический анализ проводили с помощью пакета прикладных программ в среде Excel 2016. Полученные результаты всех протестированных единиц были сведены в таблицу Excel. Для каждой единицы демографические данные были извлечены из программного обеспечения, сохраняя анонимность. Таблицы и проценты были подготовлены с использованием формул в электронной таблице Excel. Еще одна таблица в формате Excel была подготовлена для перечисления ответов, а затем данные были проанализированы и составлены графики.

Статистическая связь наличия антител IgG к SARS-CoV-2 с демографическими характеристиками доноров проверялась с помощью Epi InfoTM, CDC [4]. Для анализа результатов использовался критерий ?2 с уровнем значимости 5%.

Категориальные переменные сравнивались с использованием критерия хи-квадрат (?2), а титры антител IgG/IgM к SARS-CoV-2 сравнивались с помощью U-критерия Манна – Уитни. Значение p менее 0,05 считалось статистически значимым.

Результаты и обсуждение

В группе 1 (вахта) преобладали лица мужского пола: мужчин было 1965 (96,8%), женщин – 66 (3,2%). Это были лица наиболее активного трудоспособного периода: 30–39 лет – 42,6%, 40–49 лет – 31,0%.

В анамнезе диагноз COVID-19 за весь период наблюдения имели 1782 (87,74%) человека, не переболели 249 (12,26%).

По месту жительства (дислокация вне вахтового периода) преобладали лица из Кашкадарьинской области – 645 (31,76%), Бухарской области – 561 (27,62%), Ташкента – 326 (16,05%), Ташкентской области – 139 (6,84%), Ферганской области – 133 (6,55%), Наманганской области – 110 (5,42%).

Тестирование на антитела класса IgM и IgG среди не болевших COVID-19 (n=249) показало, что IgM+ определялись от 0,4 до 2,0%, IgG+ определялись от 0,45 до 0,8%. Серологические профили иммуноглобулинов среди тестированных в группе 1 (вахта) представлены на рисунке 1.

Частота положительных результатов на IgG+ возрастала в августе 2020, октябре 2020, январе 2021 года – 5,88%, 87,94%, 78,39% соответственно.

При анализе данных по позитивным тестам по трем индикаторным точкам в когорте обследованных установлено, что пик инфицирования в коллективе был до августа (июнь–июль 2020), так как уровень и число позитивных тестов на IgG уже в августе был у более чем у 1/3 (37,85%), причем этот показатель нарастал к октябрю 2020, оставаясь стабильно высоким в январе 2021 года. Частота положительных случаев на IgM (маркер острой инфекции) снижалась интенсивно с 45,02% в августе 2020 до 7,71% в январе 2021 года (рис. 2).

Таким образом, тестирование на антитела объективно подтвердило отсутствие инфицирования COVID-19 в анамнезе среди не болевших. В группе переболевших наблюдается высокий и нарастающий в динамике процент положительных тестов на антитела класса IgG. Полученные результаты в когортном продольном исследовании показали, что в коллективе активно идет формирование естественной (пост-инфекционной) иммунной прослойки в отношении инфекции COVID-19, в январе 2021 года показатель достиг 80%. Полученные данные убедительно показывают на снижение интенсивности эпидпроцесса по COVID-19 в данном коллективе.

В группе 2 (офис) наблюдение за когортой проводится с июля 2020 года по настоящее время. Тестирование на антитела проведено три раза в динамике (август 2020, октябрь 2020, январь 2021). Демография обследованных: 25–29 лет – 13 (3,8%) мужчины/ 14 (4,09%) женщины; 30–39 лет – 91 (26,61%)/ 53 (15,5%); 40–49 лет – 65 (19,0%)/ 43 (12,57%); 50–59 лет – 37 (10,82%)/ 17 (4,97%); 60 лет и старше – 5 (1,46%)/ 4 (1,17%); итого: 211 (61,7%) мужчин и 131 (38,3%) женщина. Установлено, что за период с июня 2020 по январь 2021 года инфекцию COVID-19 перенесли 201 (58,77%) человек.

Показатели антител класса IgM и IgG среди не болевших (n=141) в динамике трех тестирований подтверждают отсутствие гуморального иммунитета у не болевших и исключают бессимптомные формы инфекции и контакт с возбудителем: IgM- (99,24%, 100%, 100%), IgG- (99,24%, 100%, 100%). Положительный тест на IgM был в одном случае (0,76%) положительный в августе 2020 и также один положительный случай по IgG (0,76%) отмечался в августе 2020. Данная группа лиц выделяется как группа риска по инфицированию, а также подлежит вакцинации в первую очередь (приоритетная группа по вакцинации).

Среди переболевших в июле 2020 года титры антител оставались положительными на хорошем уровне через 6 месяцев: IgG+ – через 1 месяц у 92,3% обследованных, через 3 месяца – у 93,33%, через 6 месяцев – у 83,7%. То есть иммунная прослойка после перенесенного заболевания сохраняется более чем у 80% переболевших, как минимум, полгода (период наблюдения).

Показатели переболевших в августе 2020: при первом тестировании (непосредственно в августе) IgG+ – у 67,74%, через 2 месяца – у 76,67%, через 5 месяцев – у 64,52%. Показатели переболевших в сентябре/октябре 2020: при первом тестировании (в августе) IgG+ – у 4,08% (IgM+ – у 4,08%), при втором тестировании (октябрь) IgG+ – у 89,41% (IgM+ – у 51,76%), через 2–3 месяца уровень IgG остается стабильно высоким в 83,33% (IgM+ – у 3,92%). Показатели переболевших в ноябре/декабре 2020 года убедительно показывают на формирование напряженного иммунитета после перенесенной инфекции: при тестировании в январе 2021 года (через 1–2 месяца) положительный уровень IgG выявлен в 100%.

Таким образом установлено, что уровень IgG остается положительным и достаточно высоким у переболевших в течение 3–4 месяцев, незначительно понижаясь к 5 месяцу и оставаясь на достаточно высоком уровне через 6 месяцев (первичные результаты на ограниченном контингенте жителей Ташкента – 342 человека).

Объективно показано формирование напряженного иммунитета после перенесенной инфекции, который сохраняется до 5–6 месяцев (64,52–83,7%) у реконвалесцентов (однако около 16,7–35,5% переболевших через 5–6 месяцев теряют гуморальный иммунитет, вероятно, могут быть отнесены к группе риска по повторному инфицированию, но категорически это утверждать невозможно в настоящее время без данных по клеткам иммунной памяти и местному иммунитету исследования продолжаются).

Изучение показателей IgM и IgG среди не болевших подтверждает отсутствие гуморального иммунитета и исключает бессимптомные формы инфекции и контакт с возбудителем. Данные лица выделяются как группа риска по инфицированию, а также подлежат вакцинации в первую очередь (приоритетная группа по вакцинации).

Более полное понимание характеристик антител IgM и IgG к SARS-CoV-2, включая динамику во времени и детерминанты, будет иметь значение для диагностики, проведения профилактических и противоэпидемических мероприятий, планирования вакцинации COVID-19.

Динамические изменения и распространенность антител IgG/IgM к SARS-CoV-2 у мужчин и женщин были практически одинаковыми. На эти изменения пол почти не влияет. Было замечено, что средний титр антител IgM был относительно выше у женщин с момента появления симптомов до 60 дней. Это может объяснить более высокие уровни антител IgG к SARS-CoV-2, обнаруженные у пациентов женского пола на ранней стадии заболевания, как показано в других исследованиях [8].

Мы обнаружили, что титры антител IgM и IgG к SARS-CoV-2 значительно увеличиваются с возрастом, что подтверждает мнение о том, что у пожилых пациентов может быть более сильный иммунный ответ против SARS-CoV-2, чем у молодых пациентов.

В этом исследовании мы наблюдали сохранение IgG в течение, как минимум, 9 месяцев. Как показано, уровень IgG, снижающийся до 21,5±4,15 AU/мл, может служить индикатором, эталонным значением при мониторинге эффективных уровней вакцинных антител.

Обследованные, у которых не было обнаружено положительных IgG или IgM к SARS-CoV-2 вызывают опасения, поскольку иммунные ответы против SARS-CoV-2 могут не работать в некоторых случаях.

Средний уровень положительности IgM в нашем исследовании составил 1,8%. Важным остается определить, могут ли антитела IgM указывать на потенциальный риск развития вирусной инфекции.

Наши данные не предполагают, что это антитело не защитит от новой вспышки COVID-19. В этом исследовании есть некоторые недостатки, которые были неизбежны. Постоянный мониторинг титров антител у одних и тех же лиц в период до 9 месяцев может непропорционально увеличить силу любых результатов. Кроме того, некоторые группы в исследовании были небольшими.

Заключение

Таким образом, наше исследование показало, что динамические изменения и распространенность антител IgG/IgM к SARS-CoV-2 в основном зависят от возраста, а не от пола.

Кроме того, исследование определило пороговое значение уровня IgG, которое должно действовать как предупреждение, поскольку оно может указывать на то, что антитела могут стать неопределяемыми. Эти результаты могут предоставить важную информацию о диагностике и вакцинопрофилактике COVID-19.

Л И Т Е Р А Т У Р А

 

1. Попова А.Ю., Ежлова Е.Б., Мельникова А.А. и др. // Журнал микробиологии, эпидемиологии и иммунобиологии. – 2020. – №97(6). – С.518–528. doi: https://doi.org/10.36233/0372-9311-2020-97-6-2

2. Попова А.Ю., Ежлова Е.Б., Мельникова А.А. и др. Журнал микробиологии, эпидемиологии и иммунобиологии. – 2021. – №98(1). – С.7–17. doi: https://doi.org/10.36233/0372-9311-92

3. Протокол популяционного стратифицированного по возрасту сероэпидемиологического исследования инфекции COVID-19 у человека. Версия 2.0. Дата: 26 мая 2020 г. Контактные данные: EarlyInvestigations-2019-nCoV@who.int Протоколы доступны на веб-сайте ВОЗ: https://www.who.int/emergencies/diseases/novel-coronavirus-2019/technical-guidance/earlyinvestigations

4. Centers for Disease Control and Prevention (CDC). Epi Info™ for windows, open source epidemiologic statistics for public health. Available from: https://www.cdc.gov/epiinfo/pc.html

5. Dan J.M., Mateus J., Kato Y., et al. // Science. – 2021. – Vol.5. – P.371(6529):eabf4063. doi: 10.1126/science.abf4063. Epub 2021 Jan 6. PMID: 33408181; PMCID: PMC7919858.

6. Popova A.Yu., Ezhlova E.B., Mel’nikova A.A., et al. // Problemy osobo opasnykh infektsii. – 2020. – Vol.3. – P.114–123.

7. Wang Y., Li J., Li H., Lei P., Shen G., Yang C. // Int. Immunopharmacol. – 2021. – Vol.90. – P.107271. doi: 10.1016/j.intimp.2020.107271. Epub 2020 Dec 9. PMID: 33310664; PMCID: PMC7724312.

8. Wang K., Long Q.-X., Deng H.-J., et al. Longitudinal dynamics of the neutralizing antibody response to SARS-CoV-2 infection // medRxiv. – 2020. doi: https://doi.org/10.1101/2020.07.14.20151159

 

Медицинские новости. – 2021. – №10. – С. 54-57.

Внимание! Статья адресована врачам-специалистам. Перепечатка данной статьи или её фрагментов в Интернете без гиперссылки на первоисточник рассматривается как нарушение авторских прав.

Содержание » Архив »

Разработка сайта: Softconveyer