Tutkimuksessa käytettävät immunologiset menetelmät

Koronarokotuksen tai koronavirustartunnan seurauksena elimistön puolustusjärjestelmä käynnistyy, minkä seurauksena muodostuu mm. viruksen rakenteita tunnistavia vasta-aineita. Suurimmalle osalle koronavirusrokotteen saaneista muodostuu vasta-aineita rokottamista seuraavien viikkojen aikana jo ensimmäisen annoksen jälkeen. 

Tutkimuksessa kerättävistä verinäytteistä ja mahdollisista sylkinäytteistä mitataan koronaviruksen rakenteita tunnistavien vasta-aineiden määrää, laadullisia ominaisuuksia ja vaikutusmekanismeja. Verinäytteistä voidaan lisäksi tutkia soluvälitteistä immuniteettia. Vasta-aineiden ja soluvälitteisen immuniteetit tutkimiseen käytetään sekä THL:n ja yhteistyökumppaneiden laboratorioissa kehitettyjä määritysmenetelmiä että kaupallisia menetelmiä.

Vasta-aineiden määrän mittaamiseen käytetään THL:ssä kehitettyä fluoresenssiin perustuvaa helmipohjaista multiplex immunologista menetelmää (FMIA)^1-3. Näytteistä mitataan IgG-(ja IgA-, IgM-) vasta-ainepitoisuus SARS-2-koronaviruksen eri antigeeneille (nukleoproteiini ja piikkiproteiinin kaksi eri muotoa, antigeenien valmistaja The Native Antigen Company). Piikkiproteiinia tunnistavia vasta-aineita muodostuu sekä rokotuksen että tartunnan seurauksena.

Piikkiproteiiniin perustuvassa vasta-ainetestissä positiivinen tulos perustuu kahdella eri piikkiproteiinirakenteella saatuun positiiviseen tulokseen. Positiivisen tuloksen raja-arvo on asetettu sellaiseksi, että mahdollisten ristireagoivien vasta-aineiden tuottaman väärän positiivisen tuloksen mahdollisuus jää hyvin pieneksi.

THL on arvioinut testin suorituskykyä aineistolla, joka koostuu koronavirustartunnan saaneiden henkilöiden toipilasvaiheen seerumeista, joista suuri osa on yli puoli vuotta aikaisemmin koronavirustartunnan saaneilta henkilöiltä, sekä vuoden 2019 kesällä kerätyistä HUSLAB:n laboratorionäytteiden ylijäämäseerumeista. Testin herkkyyden on piikkiproteiinin tunnistavien vasta-aineiden osalta arvioitu olevan erinomainen.

Virusta neutraloivia vasta-aineita mitataan mikroneutralisaatiotestillä^4-5. Testillä on mahdollista tutkia immuniteettia väestössä kiertäviä eri koronavirusvariantteja vastaan. Testillä mitataan näytteen sisältämien vasta-aineiden kykyä estää elävän viruksen aiheuttamaa tuhoa soluviljelmässä. Neutraloivien vasta-aineiden osoitus todennäköisimmin kertoo myös biologisesta suojasta koronavirustartuntaa vastaan. Neutraloivia vasta-aineita tutkitaan tietyistä otoksista täydentävänä tutkimuksena.

Soluvälitteistä immuniteettia tutkitaan veren valkosolunäytteistä. Näytteistä voidaan selvittää rokotteen piikkiproteiinille muodostuneita T-soluvasteita, näiden vasteiden säilymistä ja immunologista muistia. Menetelmässä tutkitaan verestä eristettyjen solujen vastetta koronaviruksen rakenteille mm. mittaamalla solujen tuottamia sytokiineja ja immuunivasteeseen liittyvien geenien ilmentymistä soluissa. Soluvälitteistä immuniteettia voidaan tutkia pienistä otoksista vasta-ainetutkimuksia täydentävänä tutkimuksena. 

Immunologisten menetelmien kehitystyötä jatketaan THL:ssa edelleen osana tutkimuksia.

Kirjallisuusviitteet

1. Trivedi SU 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. Infectious Diseases, ciaa344
2. Ekström N 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.
3. Solastie A 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. Microbiol Spectrum 2021.
4. Haveri A et al. Serological and molecular findings during SARS-CoV-2 infection: the first case study in Finland, January to February 2020. Euro Surveill. 2020;25(11):pii=2000266
5. Haveri A et al. Neutralizing antibodies to SARS-CoV-2 Omicron variant after third mRNA vaccination in health care workers and elderly subjects. Eur J Immunol. 2022 May;52(5):816-824.