Russian Journal of Infection and ImmunityRussian Journal of Infection and ImmunityИнфекция и иммунитет2220-76192313-7398SPb RAACI158710.15789/2220-7619-SOT-1587ORIGINAL ARTICLESОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИStudy of features of humoral immune response to the new coronavirus infection COVID-19 among healthcare workersИзучение особенностей гуморального иммунного ответа к новой коронавирусной инфекции COVID-19 среди медицинских работниковReshetnikovaI. D.РешетниковаИ. Д.
Russian Federation

Irina D. Reshetnikova,  PhD (Medicine), Deputy Head; Associate Professor, Department of Fundamental Clinical Medicine 

420015, Kazan, Bolshaya Krasnaya str., 67

Phone: +7 (843) 236-67-41 

Решетникова Ирина Дмитриевна,  к.м.н., доцент, зам. директора по научной работе; доцент кафедры фундаментальных основ клинической медицины 

420015, г. Казань, ул. Б. Красная, 67

Тел.: 8 (843) 236-67-41

reshira@mail.ruTyurinYu. A.ТюринЮ. А.
Russian Federation

PhD (Medicine), Head of Immunology Laboratory; Assistant Professor, Department of Biochemistry and Clinical Laboratory Diagnostics 

Kazan

к.м.н., зав. лабораторией иммунологии и разработки аллергенов; ассистент кафедры биохимии и клинической лабораторной диагностики 

г. Казань

 

tyurin.yurii@yandex.ruAgafonovaE. V.АгафоноваЕ. В.
Russian Federation

PhD (Medicine), Laboratory Diagnostics Doctor, Diagnostics Centre of Infection-Allergic Diseases; Assistant Professor, Department of Propedeutics of Child Diseases 

Kazan

к.м.н., врач клинической лабораторной диагностики консультативно-диагностической поликлиники инфекционно-аллергических заболеваний; ассистент кафедры пропедевтики детских болезней 

г. Казань

agafono@mail.ruKulikovS. N.КуликовС. Н.

PhD (Biology), Leading Researcher, Laboratory of Immunology and Allergens Development 

Kazan

к.б.н., ведущий научный сотрудник лаборатории иммунологии и разработки аллергенов  

г. Казань

kuliks@yandex.ruGilyazutdinovaG. F.ГилязутдиноваГ. Ф.
Russian Federation

Epidemiologist, Diagnostics Centre of Infection-Allergic Diseases 

Kazan

врач-эпидемиолог консультативно-диагностической поликлиники инфекционно-аллергических заболеваний 

г. Казань

florimel17@yandex.ruLopushovD. V.ЛопушовД. В.
Russian Federation

PhD (Medicine), Associate Professor, Department of Preventive Medicine and Human Ecology; Associate Professor, Department of Epidemiology and Disinfectology 

Kazan

к.м.н., доцент кафедры профилактической медицины и экологии человека; доцент кафедры эпидемиологии и дезинфектологии 

г. Казань

doctor225@mail.ruShaуkhrazievaN. D.ШайхразиеваН. Д.
Russian Federation

PhD (Medicine), Associate Professor, Department of Epidemiology and Desinfectology 

Kazan

к.м.н., доцент кафедры эпидемиологии и дезинфектологии 

г. Казань

epid-gkb7@mail.ruIsaevaG. Sh.ИсаеваГ. Ш.

PhD, MD (Medicine), Professor, Deputy Director for Innovative Development; Head of the Department of Microbiology named after Academician V.M. Aristovsky 

Kazan

д.м.н., профессор, зам. директора по инновационному развитию; зав. кафедрой микробиологии им. академика В.М. Аристовского  

г. Казань

guzelleisaeva@yandex.ruZiatdinovV. B.ЗиатдиновВ. Б.
Russian Federation

PhD, MD (Medicine), Director  

Kazan

д.м.н., директор 

г. Казань

kniem@mail.ruKazan Scientific Research Institute of Epidemiology and Microbiology of RospotrebnadzorФБУН Казанский НИИ эпидемиологии и микробиологии РоспотребнадзораKazan Federal UniversityФГАОУ ВО Казанский (Приволжский) федеральный университетKazan State Medical UniversityФГБОУ ВО Казанский государственный медицинский университетKazan State Medical AcademyКазанская государственная медицинская академия — филиал ГБОУ ДПОKazan Scientific Research Institute of Epidemiology and Microbiology of RospotrebnadzorФГБОУ ВО Казанский государственный медицинский университетKazan State Medical UniversityФБУН Казанский НИИ эпидемиологии и микробиологии РоспотребнадзораKazan Scientific Research Institute of Epidemiology and Microbiology of Rospotrebnadzor211120211159349421708202030052021Copyright ©; 2021, Reshetnikova I.D., Tyurin Y.A., Agafonova E.V., Kulikov S.N., Gilyazutdinova G.F., Lopushov D.V., Shaуkhrazieva N.D., Isaeva G.S., Ziatdinov V.B.Copyright ©; 2021, Решетникова И.Д., Тюрин Ю.А., Агафонова Е.В., Куликов С.Н., Гилязутдинова Г.Ф., Лопушов Д.В., Шайхразиева Н.Д., Исаева Г.Ш., Зиатдинов В.Б.2021Reshetnikova I.D., Tyurin Y.A., Agafonova E.V., Kulikov S.N., Gilyazutdinova G.F., Lopushov D.V., Shaуkhrazieva N.D., Isaeva G.S., Ziatdinov V.B.Решетникова И.Д., Тюрин Ю.А., Агафонова Е.В., Куликов С.Н., Гилязутдинова Г.Ф., Лопушов Д.В., Шайхразиева Н.Д., Исаева Г.Ш., Зиатдинов В.Б.https://creativecommons.org/licenses/by/4.0https://iimmun.ru/iimm/article/view/1587

Relevance. Since the beginning of the epidemic in China, there have been reports of nosocomial cases of SARSCoV-2 infection, including among medical workers. Studies of the intensity of humoral immune response to the SARSCoV-2 virus among medical workers who are much more likely to have professional contact with COVID-19 patients than are of particular importance. The aim is to study the seroprevalence and features of the humoral immune response to SARS-CoV-2 among medical workers. Materials and methods. The study included 61 medical workers from a multidisciplinary hospital in Kazan, which was redesigned to provide medical care to patients with new coronavirus infection, using the method of random sampling. The control group consisted of 60 non-medical workers. For the determination of IgG, a solid-phase ELISA was used. Statistical processing of the results was carried out using MS Excel software. The error of the relative value (M±m) was calculated, and the 95% confidence interval of the frequency of occurrence. To assess the significance of differences, the Student’s test (t-test) was used for independent samples. Results. The proportion of those seropositive to SARS-CoV-2 in the study group was 45.9%, compared with 21.7% in the control group. Among medical workers seropositive to the SARS-CoV-2 virus, the proportion of asymptomatic forms was 18.5%, mild forms — 53.6%, moderate forms and severe forms 25%. Two forms of the formation of a humoral immune response among seropositive ones were revealed: the first is characterized by the gradual elimination of specific IgG antibodies to SARSCoV-2 after 8 weeks from the onset of the first symptoms of COVID-19, the second form is an increase in specific IgG to SARS-CoV-2 and a higher value of the coefficient level of IgM positivity to SARS-CoV-2 after 8–10 weeks from the onset of the first symptoms. The group of seropositive, “raising antibodies”, prevailed over the group of individuals “eliminating antibodies”. Among seropositive medical workers, two forms of the formation of a humoral immune response were revealed: synchronous with the parallel elimination of IgG and IgM antibodies and a parallel increase in IgG and IgM. Conclusion. The study of the level of humoral immunity to COVID-19 in medical workers is important in terms of planning both anti-epidemic measures and predicting the effectiveness of the response to vaccination to SARS-CoV-2.

Актуальность. С начала эпидемии в Китае появились сообщения о внутрибольничных случаях инфицирования SARS-CoV-2, в том числе и среди медицинских работников. Исследования напряженности гуморального иммунного ответа к вирусу SARS-CoV-2 среди медицинских работников, имеющих высокий риск профессионального контакта с больными COVID-19, приобретают особую важность. Цель исследования — изучить серопревалентность и особенности гуморального иммунного ответа на вирус SARS-CoV-2 среди медицинских работников. Материалы и методы. Методом случайной выборки в исследование включили 61 медицинского работника из многопрофильного стационара г. Казани, который был перепрофилирован для оказания медицинской помощи больным новой коронавирусной инфекцией. Группу контроля составили 60 немедицинских работников. Для определения IgG использовался твердофазный ИФА. Статистическая обработка результатов проводилась с применением программного обеспечения MS Exсel. Рассчитана ошибка относительной величины (M±m) и 95% доверительный интервал частоты встречаемости. Для оценки достоверности различий применяли критерий Стьюдента (t-критерий) для независимых выборок. Достоверными считали различия при р < 0,05%. Результаты и обсуждение. Доля серопозитивных к SARS-CoV-2 в основной группе составила 45,9%, в контрольной группе — 21,7%. У серопозитивных к вирусу SARS-CoV-2 медицинских работников доля бессимптомных форм COVID-19 составила 18,5%, легких форм — 53,6%, среднетяжелых и тяжелых форм — 25%; выявлено два варианта формирования гуморального иммунного ответа: синхронный с параллельной элиминацией IgG и IgM антител (группа «элиминирующих» антитела») и параллельным увеличением IgG и IgM (группа «повышающих» антитела). В группе серопозитивных количество лиц, «повышающих» антитела, превалировала над группой лиц, «элиминирующих» антитела. Заключение. Изучение уровня гуморального иммунитета к COVID-19 у медицинских работников имеет важное значение как с точки зрения планирования противоэпидемических мероприятий, так и прогнозирования эффективности ответа на вакцинацию к SARS-CoV-2.

humoral immunityspecific IgG and IgM antibodies to the SARS-CoV-2 virusCOVID-19medical workersanti-epidemic measuresseroprevalenceгуморальный иммунитетспецифические IgG-антитела к вирусу SARS-CoV-2специфические IgM-антитела к вирусу SARS-CoV-2COVID-19медицинские работникипротивоэпидемические мероприятиясеропревалентность1. Кутырев В.В., Попова А.Ю., Смоленский В.Ю., Ежлова Е.Б., Демина Ю.В., Сафронов В.А., Карнаухов И.Г., Иванова А.В., Щербакова С.А. Эпидемиоло гические особенности новой коронавирусной инфекции (COVID-19). Сообщение 1: Модели реализации профилактических и противоэпидемических мероприятий // Проблемы особо опасных инфекций. 2020. № 1. С. 6–13. [Kutyrev V.V., Popova A.Yu., Smolensky V.Yu., Ezhlova E.B., Demina Yu.V., Safro nov V.A., Karnaukhov I.G., Ivanova A.V., Shcherbakova S.A. Epidemiological features of new coronavirus infection (COVID-19). Communication 1: Modes of implementation of preventive and anti-epidemic measures. Problemy osobo opasnykh infektsiy = Problems of Particularly Dangerous Infections, 2020, no. 1, pp. 6–13. (In Russ.)] doi: 10.21055/0370-1069-2020-1-6-132. Новикова Л.И., Бочкарева С.С., Алешкин А.В., Комбарова С.Ю., Карпов О.Э., Пулин А.А., Орлова О.А., Лебедин Ю.С., Воробьев А.М., Мехтиев Э.Р. Динамика антител к различным антигенам коронавируса SARS-CoV-2 у больных с подтвержденной инфекцией COVID-19 // Молекулярная диагностика и биобезопасность – 2020. Всеросс. науч.-практ. конф. с междунар. участием (6–8 октября 2020 года): сб. материалов. Под ред. В.Г. Акимкина, М.Г. Твороговой. М.: ФБУН ЦНИИ эпидемиологии Роспотребнадзора, 2020. С. 159–164. [Novikova L.I., Bochkareva S.S., Aleshkin A.V., Kombarova S.Iu., Karpov O.E., Pulin A.A., Orlova O.A., Lebedin Iu.S., Vorobev A.M., Mekhtiev E.R. Dynamics of antibodies to various antigens of the SARS-CoV-2 coronavirus in patients with confirmed COVID-19 infection. In: Molecular Diagnostics and Biosafety – 2020. Russian national scientific and practical conference with international participation (October, 6–8, 2020): Conference proceedings. Eds. Akimkin V.G., Tvorogova M.G. Moscow: Central Research Institute for Epidemiology, 2020, pp. 159–164. (In Russ.)] doi: 10.36233/978-5-9900432-9-9-1593. Попова А.Ю., Ежлова Е.Б., Мельникова А.А., Историк О.А., Мосевич О.С., Лялина Л.В., Смирнов В.С., Черный М.А., Балабышева Н.С., Логинова И.С., Владимирова О.С., Самоглядова И.С., Васев Н.А., Румянцева С.В., Чупалова Е.Ю., Селиванова Г.В., Муравьева М.В., Тимофеева Л.В., Ханкишиева Э.Н., Тыльчевская В.Д., Никитенко Н.Д., Костеницкая Т.И., Виркунен Н.В., Климкина И.М., Кузьмина Т.М., Дегтяренко Н.В., Базунова А.И., Филиппова Л.А., Пальчикова Н.А., Кукушкин А.В., Арсентьева Н.А., Бацунов О.К., Богумильчик Е.А., Воскресенская Е.А., Дробышевская В.Г., Зуева Е.В., Кокорина Г.И., Курова Н.Н., Любимова Н.Е., Ферман Р.С., Хамдулаева Г.Н., Хамитова И.В., Хорькова Е.В., Миличкина А.М., Дедков В.Г., Тотолян А.А. Оценка популяционого иммунитета к SARS-CoV-2 среди населения Ленинградской области в период эпидемии COVID-19 // Проблемы особо опасных инфекций. 2020. № 3. С. 114–123. [Popova A.Yu., Ezhlova E.B., Mel’nikova A.A., Istorik O.A., Mosevich O.S., Lyalina L.V., Smirnov V.S., Cherny M.A., Balabysheva N.S., Loginova I.S., Vladimirova O.S., Samoglyadova I.S., Vasev N.A., Rumyantseva S.V., Chupalova E.Yu., Selivanova G.V., Murav’eva M.V., Timofeeva L.V., Khankishieva E.N., Tyl’chevskaya V.D., Nikitenko N.D., Kostenickaya T.I., Virkunen N.V., Klimkina I.M., Kuz’mina T.M., Degtyarenko N.V., Bazunova A.I., Filippova L.A., Pal’chikova N.A., Kukshkin A.V., Arsent’eva N.A., Batsunov O.K., Bogumil’chik E.A., Voskresenskaya E.A., Drobyshevskaya V.G., Zueva E.V., Kokorina G.I., Kurova N.N., Lyubimova N.E., Ferman R.S., Hamdulaeva G.N., Khamitova I.V., Khor’kova E.V., Milichkina A.M., Dedkov V.G., Totolian A.A. Assessing herd immunity of Leningrad Region population during COVID-19 epidemic. Problemy osobo opasnykh infektsiy = Problems of Particularly Dangerous Infections, 2020, no. 3, pp. 114–123. (In Russ.)] doi: 10.21055/0370-1069-2020-3-114-1234. Попова А.Ю., Ежлова Е.Б., Мельникова А.А., Башкетова Н.С., Фридман Р.К., Лялина Л.В., Смирнов В.С., Чхинджерия И.Г., Гречанинова Т.А., Агапов К.А., Арсентьева Н.А., Баженова Н.А., Бацунов О.К., Данилова Е.М., Зуева Е.В., Комкова Д.В., Кузнецова Р.Н., Любимова Н.Е., Маркова А.Н., Хамитова И.В., Ветров В.В., Миличкина А.М., Дедков В.Г., Тотолян А.А. Популяционный иммунитет к вирусу SARS-CoV-2 среди населения Санкт-Петербурга в активную фазу эпидемии COVID-19 // Проблемы особо опасных инфекций. 2020. № 3. С. 124–130. [Popova A.Yu., Ezhlova E.B., Mel’nikova A.A, Bashketova N.S., Fridman R.K., Lyalina L.V., Smirnov V.S., Chkhindzheriya I.G., Grechaninova T.A., Agapov K.A., Arsent’eva N.A., Bazhenova N.A., Batsunov O.K., Danilova E.M., Zueva E.V., Komkova D.V., Kuznetsova R.N., Lyubimova N.E., Markova A.N., Khamitova I.V., Milichkina A.M., Dedkov V.G., Totolian A.A. Herd immunity of St. Petersburg population during the active phase of COVID-19 epidemic. Problemy osobo opasnykh infektsiy = Problems of Particularly Dangerous Infections, 2020, no. 3, pp. 124–130. (In Russ.)] doi: 10.21055/0370-1069-2020-3-124-1305. Cеменов А.В., Пшеничная Н.Ю. Уроки эпидемии COVID-19 в Италии // Инфекция и иммунитет. 2020. Т. 10, № 3. С. 410–420. [Semenov A.V., Pshenichnaya N.Yu. Lessons to learn: COVID-19 epidemic in Italy. Infektsiya i immunitet = Russian Journal of Infection and Immunity, 2020, vol. 10, no. 3, pp. 410–420. (In Russ.)] doi: 10.15789/2220-7619-LTL-14686. Chan J.F.W., Yuan S., Kok K.H., To K.K.W., Chu H., Yang J., Tsoi H.W., Lo S.K., Chan K.H., Poon V.K., Chan W.M., Ip J.D., Cai J.P., Cheng V.C., Chen H., Hui C.K., Yuen K.Y. A familial of pneumonia associated with the 2019 novel coronavirus indicating person-to-person transmission: a study of a family cluster. Lancet, 2020, vol. 395, no. 10223, pp. 514–523. doi: 10.1016/S0140-6736(20)30154-97. Hou H., Wang T., Zhang B., Luo Y., Mao L., Wang F., Wu S., Sun Z. Detection of IgM and IgG antibodies in patients with coronavirus disease 2019. Clin. Transl. Immunology, 2020, vol. 9, no 5: e01136. doi: 10.1002/cti2.11368. Ioannidis J., Long Q.X., Liu B.Z., Deng H.J., Wu G.C., Deng K., Chen Y.K. The infection fatality rate of COVID-19 inferred from seroprevalence data. Nat. Med., 2020, vol. 29. doi: 10.1101/2020.05.13.201012539. Kellam P., Barclay W. The dynamics of humoral immune responses following SARS-CoV-2 infection and the potential for reinfection. J. Gen. Virol., 2020, vol. 101, no. 8, pp. 791–797. doi: 10.1099/jgv.0.00143910. Liu T., Wu S., Tao H., Zeng G., Zhou F., Guo F., Wang X. Prevalence of IgG antibodies to SARS-CoV-2 in Wuhan — implications for the ability to produce long-lasting protective antibodies against. SARS-CoV-2. medRxiv, 2020: 20130252. doi: 10.1101/ 2020.06.13.2013025211. Long Q.-X., Deng H.-J., Chen J., Hu J., Liu B.-Zh., Liao P., Lin Y., Yu L.-H., Mo Zh., Xu Y.-Y., Gong F., Wu G., Zhang X.-Z., Chen Y.-K., Li Zh.-J., Wang K., Zhang X.-L., Tian W.-G.,Niu Ch.-Ch., Yang Q.-J., Xiang J.-L., Du H.-X., Liu H.-W., Lang Ch., Luo X.-H., Wu Sh.-B., Cui X.-P., Zhou Zh., Wang J., Xue Ch.-J., Li X.-F., Wang L., Tang X.-J., Zhang Y., Qiu J.-F., Liu X.- M., Li J.-J., Zhang D.-Ch., Zhang F., Cai X.-F., Wang D., Hu Y., Ren J.-H., Tang N., Liu P., Li Q., Huang A.-L. Antibody responses to SARS-CoV-2 in COVID-19 patients: the perspective application of serological tests in clinical practice. medRxiv, 2020: 20038018. doi: 10.1101/2020.03.18.2003801812. Ng K.W., Faulkner N., Cornish G.H., Rosa A., Harvey R., Hussain S., Ulferts R., Earl C., Wrobel A.G., Benton D.J., Roustan C., Bolland W., Thompson R., Agua-Doce A., Hobson P., Heaney J., Rickman H., Paraskevopoulou S., Houlihan C.F., Thomson K., Sanchez E., Shin G.Y., Spyer M.J., Joshi D., O’Reilly N., Walker P.A., Kjaer S., Riddell A., Moore C., Jebson B.R., Wilkinson M., Marshall L.R., Rosser E.C., Radziszewska A., Peckham H., Ciurtin C., Wedderburn L.R., Beale R., Swanton C., Gandhi S., Stockinger B., McCauley J., Gamblin S.J., McCoy L.E., Cherepanov P., Nastouli E., Kassiotis G. Pre-existing and de novo humoral immunity to SARS-CoV-2 in humans. bioRxiv, 2020, vol. 370, no. 6522, pp. 1339–1343. doi: 10.1126/science.abe110713. Paudel S., Dangal G., Chalise A., Bhandari T.R., Dangal O. The Coronavirus pandemic: what does the evidence show? J. Nepal Health Res. Counc., 2020, vol. 18, no. 1, 9 p. doi: 10.33314/jnhrc.v18i1.259614. Sethuraman N., Jeremiah S.S., Ryo A. Interpreting diagnostic tests for SARS-CoV-2. JAMA, 2020, vol. 323, no. 22, pp. 2249– 2251. doi: 10.1001/jama.2020.825915. Sotgiu G., Barassi A., Miozzo M., Saderi L., Piana A., Orfeo N., Colosio C., Felisati G., Davì M., Gerli G.A., Centanni S. SARSCoV-2 specific serological pattern in healthcare workers of an Italian COVID-19 forefront hospital. BMC Pulm. Med., 2020, vol. 20, no. 1: 203. doi: 10.1186/s12890-020-01237-016. Spina S., Marrazzo F., Migliari M., Stucchi R., Sforza A., Fumagalli R. The response of Milan’s Emergency Medical System to the COVID-19 outbreak in Italy. Lancet, 2020, vol. 395, no. 10227, pp. e49–e50. doi: 10.1016/S0140-6736(20)30493-117. The Novel Coronavirus Pneumonia Emergency Response Epidemiology Team. The epidemiological characteristics of an outbreak of 2019 novel coronavirus diseases COVID-19. China CCDC Weekly, 2020, vol. 2, no. 8, pp. 113–122. doi: 10.46234/ccdcw2020.03218. Xiang F., Wang X., He X., He X., Peng Z., Yang B., Zhang J., Zhou Q., Ye H., Ma Y., Li H., Wei X., Cai P., Ma W.L. Antibody detection and dynamic characteristics in patients with COVID-19. Clin. Infect. Dis., 2020, vol. 71, no. 8, pp. 1930–1934. doi: 10.1093/cid/ciaa46119. Zhao J., Yuan Q., Wang H., Liu W., Liao X., Su Y., Wang X., Yuan J., Li T., Li J., Qian S., Hong C., Wang F., Liu Y., Wang Z., He Q., Li Z., He B., Zhang T., Fu Y., Ge S., Liu L., Zhang J., Xia N., Zhang Z. Antibody responses to SARS-CoV-2 in patients with novel coronavirus disease 2019. Clin. Infect. Dis., 2020, vol. 71, no. 16, pp. 2027–2034. doi: 10.1093/cid/ciaa344