Tutkimuksessa käytettävät immunologiset menetelmät

Verinäytteestä tehtävällä vasta-ainetestillä voidaan osoittaa, esiintyykö henkilöllä vasta-aineita uutta koronavirusta vastaan ja onko henkilö aiemmin saanut koronavirustartunnan tai koronarokotteen.

Koronavirustartunnan seurauksena elimistön puolustusjärjestelmä käynnistyy, minkä seurauksena muodostuu mm. viruksen rakenteita tunnistavia vasta-aineita. Vasta-aineita kehittyy keskimäärin kahden viikon viiveellä oireiden alkamisesta, osalla vasta-aineita kehittyy hitaammin^{1, 2, 3}. Vasta-aineiden määrä on korkeimmillaan noin kuukauden kuluttua tartunnasta. Vasta-aineiden määrä laskee kuitenkin seuraavien kuukausien aikana.

Tutkimuksissa koronavirustartunnan saaneiden vasta-aineiden on nähty säilyvän suurella osalla ainakin usean kuukauden ajan. On kuitenkin mahdollista, että vasta-aineiden määrän laskiessa niitä ei enää pystytä tunnistamaan vasta-ainetestillä. Suurimmalle osalle koronavirusrokotteen saaneista muodostuu vasta-aineita rokottamista seuraavien viikkojen kuluessa. Suurimmalle osalle koronavirusrokotteen saaneista muodostuu vasta-aineita rokottamista seuraavien viikkojen kuluessa.

Tutkimuksessa tutkitaan vasta-aineiden esiintymistä verinäytteistä. THL:n menetelmällä voidaan luotettavasti mitata vasta-aineita, joita muodostuu sekä koronavirustartunnan että koronarokotteen seurauksena. Menetelmällä voidaan tunnistaa sellaisia vasta-aineita, joita muodostuu vain tartunnan seurauksena.

Vasta-ainetutkimuksen ensisijainen tarkoitus on selvittää tartuntojen yleisyyttä väestössä. Yksilötasolla tulokseen liittyy kuitenkin epävarmuutta. On mahdollista, että pienellä osalla tutkittavista testi voi tunnistaa muun kuin SARS-CoV-2-koronavirustartunnan seurauksena muodostuneita vasta-aineita. Esimerkiksi, jos käytetyn vasta-ainetestin tarkkuus on 98 %, tämä tarkoittaa, että sadasta positiivisesta tuloksesta kaksi voi olla ns. vääriä positiivisia tuloksia.

Vasta-ainetesti

Tutkimuksessa käytettävä vasta-ainetesti on THL:ssä kehitetty fluoresenssiin perustuva immunologinen menetelmä (FMIA)^{4, 5, 6}. Näytteestä mitataan IgG-vasta-ainepitoisuus SARS-2-koronaviruksen eri antigeeneille (nukleoproteiini ja piikkiproteiinin kaksi eri muotoa, antigeenien valmistaja The Native Antigen Company). Tutkimuksessa koronarokotteen saaneilla henkilöillä huomioidaan ainoastaan nukleoproteiiniin perustuvat tulokset, joiden perusteella tunnistetaan ne näytteet, joissa on tartunnan seurauksena muodostuneita vasta-aineita.

Nukleoproteiinivasta-aineiden määrä veressä laskee tartuntaa seuraavien kuukausien aikana. Tämän vuoksi tartuntojen tunnistaminen on sitä epävarmempaa mitä enemmän aikaa tartunnasta on kulunut. Käyttämällämme menetelmällä kolmen kuukauden sisällä tapahtuneista tartunnoista voidaan tunnistaa 98%, kuuden kuukauden jälkeen 78 % ja vuoden kuluttua 55 %⁷. Rokottamattomilla henkilöillä myös piikkiproteiinivasta-aineiden esiintyminen kertoo aikaisemmasta koronavirustartunnasta. Vuotta aikaisemmin tapahtuneista tartunnoista 97% voidaan tunnistaa piikkiproteiinin perusteella⁸.

Lieviä hengitystieinfektioita aiheuttavia koronaviruksia 229E, HKU1, NL63 ja OC43 esiintyy väestössä ympäri vuoden. Ensimmäiset tartunnat saadaan jo varhaislapsuudessa, ja suurimmalla osalla väestöä löytyy vasta-aineita eri koronaviruksia vastaan. 

Eri koronavirusinfektioiden seurauksena muodostuneet vasta-aineet voivat ristireagoida eli jossain määrin tunnistaa myös SARS-CoV-2 rakenteita. On mahdollista, että SARS-2-vasta-aineita mittaava testi tunnistaa joissain tapauksissa myös toisen koronavirusinfektion seurauksena muodostuneita vasta-aineita, jos näiden vasta-aineiden pitoisuus näytteessä on hyvin korkea.

Vasta-ainetestien kehitystyötä jatketaan THL:ssa edelleen osana tutkimuksia.

Kirjallisuusviitteet

1. Guo et al. Profiling Early Humoral Response to Diagnose Novel Coronavirus Disease (COVID-19), Clinical Infectious Diseases, ciaa310
2. Tan et al. Viral Kinetics and Antibody Responses in Patients with COVID-19, medRxiv preprint; Zhao et al. Antibody responses to SARS-CoV-2 in patients of novel coronavirus disease 2019, Clinical Infectious Diseases, ciaa344
3. Zhao et al. Antibody responses to SARS-CoV-2 in patients of novel coronavirus disease 2019, Clinical Infectious Diseases, ciaa344
4. Ekström N, Virta C, Haveri A, et al. Analytical and clinical evaluation of antibody tests for SARS-CoV-2 serosurveillance studies used in Finland in 2020. medRxiv 2021; : 2021.01.21.21250207.
5. Solastie A, Virta C, Haveri A, Ekström N, Kantele A, Miettinen S, Lempainen J, et al. A highly sensitive and specific SARS-CoV-2 spike- and nucleoprotein-based fluorescent multiplex immunoassay (FMIA) to measure IgG, IgA and IgM class antibodies. medRxiv 2021.
6. Trivedi et al. Development and Evaluation of a Multiplexed Immunoassay for Simultaneous Detection of Serum IgG Antibodies to Six Human Coronaviruses. Sci Rep. 2019 Feb 4;9(1):1390.

7. Haveri A, Ekström N, Solastie A, Virta C, Österlund P, Isosaari E, Nohynek H, Palmu AA, Melin M. Persistence of neutralizing antibodies a year after SARS-CoV-2 infection in humans. Eur J Immunol. 2021 Dec;51(12):3202-3213. doi: 10.1002/eji.202149535.

8. Dub T, Solastie A, Hagberg L, Liedes O, Nohynek H, Haveri A, et al. High secondary attack rate and persistence of SARS-CoV-2 antibodies in household transmission study participants, Finland 2020-2021. Front Med. 2022;9:876532.