Russian Journal of Infection and ImmunityRussian Journal of Infection and ImmunityИнфекция и иммунитет2220-76192313-7398SPb RAACI190410.15789/2220-7619-CAN-1904SHORT COMMUNICATIONSКРАТКИЕ СООБЩЕНИЯShort CommunicationCharacterizing A “N-CoV-2-IgG PS” diagnostic kit to quantify SARS-CoV-2 nucleocapsid protein-specific human IgG antibodiesХарактеристика набора реагентов «N-CoV-2-IgG PS» для количественного определения IgG человека к нуклеокапсидному белку SARS-CoV-2ZuevaElena V.ЗуеваЕлена Викторовна
Russian Federation

PhD (Biology), Senior Researcher, Laboratory of Molecular Immunology

к.б.н., старший научный сотрудник лаборатории молекулярной иммунологии

elenazueva9@gmail.comBelyaevNikolai N.БеляевНиколай Николаевич
Russian Federation

PhD, MD (Biology), Senior Researcher, Department of New Technologies

д.б.н., старший научный сотрудник отдела новых технологий

nikobel@gmail.comVerbovVyacheslav N.ВербовВячеслав Николаевич
Russian Federation

PhD (Chemistry), Head of the Laboratory of Biological Products, Head of the Department of New Technologies

к.х.н., зав. лабораторией биопрепаратов, зав. отделом новых технологий

verbov@pasteurorg.ruLikhachevIvan V.ЛихачевИван Владимирович
Russian Federation

Junior Researcher, Laboratory of Biological Products

младший научный сотрудник лаборатории биопрепаратов

liv-dnt@mail.ruBachininIgor A.БачининИгорь Анатольевич
Russian Federation

Pilot Industrial Production Technologist

технолог опытно-промышленного производства

bachinini@mail.ruKhamitovaIrina V.ХамитоваИрина Викторовна
Russian Federation

PhD (Biology), Head of the Central Сlinical Diagnostic Laboratory

к.б.н., зав. центральной клинической диагностической лабораторией

div-o@mail.ruKorobovaZoya R.КоробоваЗоя Романовна
Russian Federation

Investigator (Biologist), Laboratory of Molecular Immunology, Senior Laboratory Assistant, Department of Immunology

лаборант-исследователь лаборатории молекулярной иммунологии, cтарший лаборант кафедры иммунологии

zoia-korobova@yandex.ruArsentievaNatalya A.АрсентьеваНаталья Александровна
Russian Federation

PhD (Biology), Senior Researcher, Laboratory of Molecular Immunology

к.б.н., старший научный сотрудник лаборатории молекулярной иммунологии

arsentieva_n.a@bk.ruTotolianAreg A.ТотолянАрег Артемович
Russian Federation

Member, PhD, MD (Medicine), Professor, Director, Head of the Department of Immunology

академик РАН, д.м.н., профессор, директор, зав. кафедрой иммунологии

totolian@spbraaci.ruSt. Petersburg Pasteur InstituteФБУН НИИ эпидемиологии и микробиологии имени ПастераPavlov First St. Petersburg State Medical UniversityГБОУ ВПО Первый Санкт-Петербургский государственный медицинский университет имени академика Павлова Министерства здравоохранения РФ17082022151120221247717781703202228072022Copyright ©; 2022, Zueva E.V., Belyaev N.N., Verbov V.N., Likhachev I.V., Bachinin I.A., Khamitova I.V., Korobova Z.R., Arsentieva N.A., Totolian A. .Copyright ©; 2022, Зуева Е.В., Беляев Н.Н., Вербов В.Н., Лихачев И.В., Бачинин И.А., Хамитова И.В., Коробова З.Р., Арсентьева Н.А., Тотолян А.А.2022Zueva E.V., Belyaev N.N., Verbov V.N., Likhachev I.V., Bachinin I.A., Khamitova I.V., Korobova Z.R., Arsentieva N.A., Totolian A. .Зуева Е.В., Беляев Н.Н., Вербов В.Н., Лихачев И.В., Бачинин И.А., Хамитова И.В., Коробова З.Р., Арсентьева Н.А., Тотолян А.А.https://creativecommons.org/licenses/by/4.0https://iimmun.ru/iimm/article/view/1904

Confirming detected SARS-CoV-2-specific antibodies is necessary to reveal immune response in COVID-19 convalescent subjects as well as to conduct population studies by screening for specific antibodies to assess rate of COVID-19 prevalence. With this purpose St. Petersburg Pasteur Institute was the first in Russia to develop the ELISA kit for the quantitative determination of human IgG to the SARS-CoV-2 nucleocapsid (N-CoV-2-IgG PS). Arbitrary units (AU/ml) were used to assess the level of antibodies. The data shown in AU/ml were recalculated later to the international units (BAU/ml) in accordance with established the First WHO International Standard for anti-SARS-CoV-2 human Immunoglobulin. Comparing the data of the N-CoV-2-IgG PS calibration curve with those of the First WHO International Standard for anti-SARS-CoV-2 human Immunoglobulin revealed a complete inter-assay association (r = 0.999, R2 = 0.997) allowing to find that 1BAU/ml = 5.97 AU/ml. The aim of the study was to characterize the “SARS-CoV-2 protein N Human IgG Quantitative ELISA Kit” (N-CoV-2-IgG PS), compare quantitative and qualitative data of ELISA kits, assess a correlation between the binding antibodies to SARS-CoV-2 N proteins and the neutralizing antibodies against SARS-CoV-2. The data of correlation analysis of the 83 COVID-19 convalescent blood plasma samples a significant relationship between the antibodies quantitative values and titers SARS-CoV-2-specific antibody (r = 0.8436, R2 = 0.7802) as well as a moderate relationship between antibody concentration and positivity index (r = 0.6648, R2 = 0.3307), assessed by Chaddock scale. Comparing concentration of N-protein binding antibodies with neutralizing antibody titers level uncovered data consistency obtained by quantitative and virus microneutralization assays (r = 0.7310, R2 = 0.6527) used in parallel to analyze 80 blood plasma samples obtained from COVID-19 patients and convalescents. AUC under the ROC curve comprised 0.701 (P < 0.0001) evidencing about a satisfactory informative value for “N-CoV-2-IgG PS” compared with microneutralization assay. In addition, the efficacy of the “N-CoV-2-IgG PS” was 95%, while the positive and negative prognostic value was 97% and 87%, respectively. The data obtained confirmed a correlation between N-protein binding antibody level and neutralizing antibody titer. Checking inter-assay agreement evidenced about acceptance for informativeness and efficacy of using “N-CoV-2-IgG PS”, thereby confirming an opportunity to apply the Kit to screen for SARS-CoV-2 N protein-specific IgG antibody level and assess seroprevalence in diverse population cohorts.

Подтверждение наличия антител, специфичных к коронавирусу SARS-CoV-2, важно для выявления иммунного ответа у лиц, переболевших COVID-19, а также для проведения популяционных исследований путем скрининга антител на предмет определения частоты заражения COVID-19. Санкт-Петербургский НИИ эпидемиологии и микробиологии имени Пастера первым в России разработал иммуноферментный набор реагентов «N-CoV-2-IgG PS» для количественного определения IgG человека к нуклеокапсидному белку SARS-CoV-2. Оценка количества антител осуществлялась в условных единицах (УЕ/мл). В связи с созданием Первого Международного стандарта для количественного определения иммуноглобулинов к SARS-CoV-2, нами был проведен пересчет единиц УЕ/мл в международные единицы BAU/мл. Сопоставление калибровочных проб набора с калибровочной кривой Международного стандарта показало полную связь между ними (r = 0,999, R2 = 0,997), при этом коэффициент пересчета определен как 1BAU/мл = 5,97 УЕ/мл. Цель данного сообщения — представить характеристики количественного набора реагентов «N-CoV-2-IgG PS», провести сравнение результатов количественного ИФА с качественным ИФА, оценить корреляционную связь между N-антиген-связывающими антителами с SARS-CoV-2-нейтрализующими антителами. Данные корреляционного анализа показали статистически значимую связь между количественными значениями антител и титрами антител (r = 0,8436, R2 = 0,7802) и существенное различие между концентрациями антител и значениями индекса позитивности качественного набора (r = 0,6648, R2 = 0,3307) при параллельном исследовании 83 образцов плазмы крови пациентов, переболевших COVID-19. Сравнение значений концентраций связывающих антител с титрами нейтрализующих антител показало статистически значимую сопоставимость результатов количественного теста и теста микронейтрализации вируса (r = 0,7310, R2 = 0,6527) при параллельном исследовании 80 образцов плазмы крови реконвалесцентов и больных COVID-19. Значение AUC под ROC кривой составило 0,71 (P < 0,0001), что свидетельствует о приемлемой информативности набора «N-CoV-2-IgG PS» по отношению его к тесту микронейтрализации. Эффективность разработанного набора составила 95%, а положительная и отрицательная прогностические ценности составили 97 и 87%. Результаты исследования подтвердили наличие корреляции N-белок-связывающих антител с титрами нейтрализующих антител. Проверка межтестовой согласованности свидетельствовала о приемлемости показателей информативности и эффективности набора «N-CoV-2-IgG PS», что подтвердило возможность использования его для скрининга IgG-антител и оценки серопревалентности в разных группах населения.

COVID-19ELISA kitSARS-CoV-2 N-proteinBAU/mlN-protein binding antibodiesneutralizing antibodiesantibody assaysCOVID-19ИФА-наборыN-белок SARS-CoV-2единицы BAU/млN-белок-связывающие антителанейтрализующие антителаанализ антителГОСТ Р 51352-2013. Медицинские изделия для диагностики ин витро. Методы испытаний. Дата введения 2015-01-01. [GOST R 51352-2013 In vitro diagnostic medical devices. Test methods. Date of introduction 2015-01-01. (In Russ.)] URL: https://docs.cntd.ru/document/1200108445Попова А.Ю., Тарасенко А.А., Смоленский В.Ю., Егорова С.А., Смирнов В.С., Дашкевич А.М., Светогор Т.Н., Глинская И.Н., Скуранович А.Л., Миличкина А.М., Дронина А.М., Самойлович Э.О., Хамитова И.В., Семейко Г.В., Амвросьева Т.В., Шмелева Н.П., Рубаник Л.В., Есманчик О.П., Карабан И.А., Дробышевская В.Г., Садовникова Г.В., Шилович М.В., Подушкина Е.А., Кирейчук В.В., Петрова О.А., Бондаренко С.В., Салажкова И.Ф., Ткач Л.М., Шепелевич Л.П., Автухова Н.Л., Иванов В.А., Бабило А.С., Навышная М.В., Беляев Н.Н., Зуева Е.В., Волосарь Л.А., Вербов В.Н., Лихачев И.В., Загорская Т.О., Морозова Н.Ф., Коробова З.Р., Губанова А.В., Тотолян Арег А. Коллективный иммунитет к SARS-CoV-2 населения Республики Беларусь в условиях пандемии COVID-19 // Инфекция и иммунитет. 2021. Т. 11, № 5. C. 887–904. [Popova A.Yu., Tarasenko A.A., Smolenskiy V.Yu., Egorova S.A., Smirnov V.S., Dashkevich A.M., Svetogor T.N., Glinskaya I.N., Skuranovich A.L., Milichkina A.M., Dronina A.M., Samoilovich E.O., Khamitova I.V., Semeiko G.V., Amvrosyeva T.V., Shmeleva N.P., Rubanik L.V., Esmanchik O.P., Karaban I.A., Drobyshevskaya V.G., Sadovnikova G.V., Shilovich M.V., Podushkina E.A., Kireichuk V.V., Petrova O.A., Bondarenko S.V., Salazhkova I.F., Tkach L.M., Shepelevich L.P., Avtukhova N.L., Ivanov V.A., Babilo A.S., Navyshnaya M.V., Belyaev N.N., Zueva E.V., Volosar L.A., Verbov V.N., Likhachev I.V., Zagorskaya T.O., Morozova N.F., Korobova Z.R., Gubanova A.V., Totolian Areg A. Herd immunity to SARS-CoV-2 among the population of the Republic of Belarus amid the COVID-19 pandemic. Infektsiya i immunitet = Russian Journal of Infection and Immunity, 2021, vol. 11, no. 5, pp. 887–904. (In Russ.)] doi: 10.15789/2220-7619-HIT-1798Jääskeläinen A.J., Kuivanen S., Kekäläinen E., Ahava M.J., Loginov R., Kallio-Kokko H., Vapalahti O., Jarva H., Kurkela S., Lappalainen M. Performance of six SARS-CoV-2 immunoassays in comparison with microneutralisation. J. Clin. Virol., 2020, vol. 129: 104512. doi: 10.1016/j.jcv.2020.104512James J., Rhodes S., Ross C.S., Skinner P., Smith S.P., Shipley R., Warren C.J., Goharriz H., McElhinney L.M., Temperton N., Wright E., Fooks A.R., Clark T.W., Brookes S.M., Brown I.H., Banyard A.C. Comparison of serological assays for the detection of SARS-CoV-2 antibodies. Viruses, 2021, vol. 13, no. 4: 713. doi: 10.3390/v13040713Klasse P.J. Neutralization of virus infectivity by antibodies: old problems in new perspectives. Adv. Biol., 2014, vol. 2014: 157895. doi: 10.1155/2014/157895Kristiansen P.A., Page M., Bernasconi V., Mattiuzzo G., Dull P., Makar K., Plotkin S., Knezevic I. WHO International Standard for anti-SARS-CoV-2 immunoglobulin. Lancet, 2021, vol. 397, no. 10282, pp. 1347–1348. doi: 10.1016/S0140-6736(21)00527-4McAndrews K.M., Dowlatshahi D.P., Dai J., Becker L.M., Hensel J., Snowden L.M., Leveille J.M., Brunner M.R., Holden K.W., Hopkins N.S., Harris A.M., Kumpati J., Whitt M.A., Lee J.J., Ostrosky-Zeichner L.L., Papanna R., LeBleu V.S., Allison J.P., Kalluri R. Heterogeneous antibodies against SARS-CoV-2 spike receptor binding domain and nucleocapsid with implications for COVID-19 immunity. JCI Insight, 2020, vol. 5, no. 18: e142386. doi: 10.1172/jci.insight.142386NIBSC. Medicines and Healthcare products Regulatory Agency. WHO International Standard. First WHO International Standard for anti-SARS-CoV-2 immunoglobulin. 2021. URL: https://www.nibsc.org/documents/ifu/20-136.pdfNIBSC. Medicines and Healthcare products Regulatory Agency. Working Standard. Working reagent for anti-SARS-CoV-2 immunoglobulin NIBSC code: 21/234 (Version 2.0, Dated 20/08/2021). URL: https://www.nibsc.org/documents/ifu/21-234.pdfPopova A.Yu., Kasymov O.T., Smolenski V.Y., Smirnov V.S., Egorova S.A., Nurmatov Z.S., Milichkina A.M., Suranbaeva G.S., Kuchuk T.E., Khamitova I.V., Zueva E.V., Ivanov V.A., Nuridinova Z.N., Derkenbaeva A.A., Drobyshevskaya V.G., Sattarova G.Z., Kaliev M.T., Gubanova A.V., Zhimbaeva O.B., Razumovskaya A.P., Verbov V.N., Likhachev I.V., Krasnov A.V., Totolian A.A. SARS-CoV-2 herd immunity of the Kyrgyz population in 2021. Med. Microbiol. Immunol., 2022, vol. 211, no. 4, pp. 195–210. doi: 10.1007/s00430-022-00744-7Shrivastava A., Gupta V.B. Methods for the determination of limit of detection and limit of quantitation of the analytical methods. Chron. Young Sci., 2011, vol. 2, iss. 1, pp. 21–25. doi: 10.4103/2229-5186.79345Smirnov V.S., Lyalina L.V., Milichkina A.M., Khamitova I.V., Zueva E.V., Ivanov V.A., Zaguzov V.S., Totolian A.A. Longitudinal randomized cohort study of SARS-CoV-2 antibody seroprevalence in the St. Petersburg population. Viruses, 2022, vol. 14, no. 5: 913. doi: 10.3390/v14050913Walker G.J., Naing Z., Ospina Stella A., Yeang M., Caguicla J., Ramachandran V., Isaacs S.R., Agapiou D., Bull R.A., Stelzer-Braid S., Daly J., Gosbell I.B., Hoad V.C., Irving D.O., Pink J.M., Turville S., Kelleher A.D., Rawlinson W.D. SARS coronavirus-2 microneutralisation and commercial serological assays correlated closely for some but not all enzyme immunoassays. Viruses, 2021, vol. 13, no. 2: 247. doi: 10.1016/j.jcv.2020.104512WHO Director — General’s opening remarks at the media briefing on COVID-19 — 11 March 2020. URL: https://www.who.int/director-general/speeches/detail/who-director-general-s-opening-remarks-at-the-media-briefing-on-covid-19---11-march-2020Wohlgemuth N., Whitt K., Cherry S., Kirkpatrick Roubidoux E., Lin C.Y., Allison K.J., Gowen A., Freiden P., Allen E.K.; St. Jude Investigative Team, Gaur A.H., Estepp J.H., Tang L., Mori T., Hijano D.R., Hakim H., McGargill M.A., Krammer F., Whitt M.A., Wolf J., Thomas P.G., Schultz-Cherry S. An assessment of serological assays for SARS-CoV-2 as surrogates for authentic virus neutralization. Microbiol. Spectr., 2021, vol. 9, no. 2: e0105921. doi: 10.1128/Spectrum.01059-21