RU2787171C1 - Способ определения антител к SARS-COV-2 в смешанной слюне - Google Patents

Способ определения антител к SARS-COV-2 в смешанной слюне Download PDF

Info

Publication number
RU2787171C1
RU2787171C1 RU2022121801A RU2022121801A RU2787171C1 RU 2787171 C1 RU2787171 C1 RU 2787171C1 RU 2022121801 A RU2022121801 A RU 2022121801A RU 2022121801 A RU2022121801 A RU 2022121801A RU 2787171 C1 RU2787171 C1 RU 2787171C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
saliva
wells
cov
sars
plate
Prior art date
Application number
RU2022121801A
Other languages
English (en)
Inventor
Юлия Андреевна Дешева
Маргарита Алексеевна Лизункова
Александр Николаевич Суворов
Ирина Владимировна Королева
Галина Федоровна Леонтьева
Татьяна Виталиевна Гупалова
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Институт экспериментальной медицины" (ФГБНУ "ИЭМ")
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Институт экспериментальной медицины" (ФГБНУ "ИЭМ") filed Critical Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Институт экспериментальной медицины" (ФГБНУ "ИЭМ")
Application granted granted Critical
Publication of RU2787171C1 publication Critical patent/RU2787171C1/ru

Links

Images

Abstract

Изобретение относится к биотехнологии. Разработан способ количественной оценки содержания локальных антител в слюне с использованием в качестве антигена рекомбинантного S-белка SARS-CoV-2. Способ показал высокую результативность и позволяет повысить эффективность диагностики коронавирусной инфекции за счет определения вирус-специфических иммуноглобулинов в слюне. 4 ил., 1 табл., 3 пр.

Description

Изобретение относится к области вирусологии и иммунологии и может быть использовано в медицине при изучении коллективного иммунитета к SARS-CoV-2 и при оценке иммуногенности мукозальных вакцин против вируса SARS-CoV-2.
Инфекция COVID-19 является глобальной медико-социальной проблемой вследствие высокой заболеваемости и смертности. К инфекции восприимчивы люди всех возрастных категорий, но пожилое население и пациенты с сопутствующими заболеваниями в анамнезе особо подвержены риску серьезных последствий для здоровья [Muralidar S. et al. The emergence of COVID-19 as a global pandemic: Understanding the epidemiology, immune response and potential therapeutic targets of SARS-CoV-2 // Biochimie. - 2020. - T. 179. - C. 85-100.]. Против нового вируса у человека изначально нет иммунитета, он приобретается после перенесенной болезни или после вакцинации.
Вирус SARS-CoV-2 распространяется воздушно-капельным путем вдыхания распыленных в воздухе частиц. Ротовая полость так же, как и нос, является местом первого контакта ранее несенсибилизированного организма с опасным антигеном [Varghese P.М. et al. Host-pathogen interaction in COVID-19: Pathogenesis, potential therapeutics and vaccination strategies // Immunobiology. - 2020. - T. 225. - №. 6. - C. 152008.].
Достижение успехов в профилактике и лечении новой коронавирусной инфекции прежде всего связано с познанием биологических свойств возбудителя и закономерностей формирования иммунитета. Главным фактором специфического иммунитета против SARS-CoV-2 являются сывороточные и секреторные антитела, первые из которых циркулируют в кровяном русле и являются основным звеном гуморального иммунитета, а вторые - локализуются непосредственно на слизистых ротовой полости и верхних дыхательных путей и отражают состояние местного иммунитета [Russell M.W. et al. Mucosal immunity in COVID-19: a neglected but critical aspect of SARS-CoV-2 infection // Frontiers in Immunology. - 2020. - C. 3221.].
Выявление специфических антител к SARS-CoV-2 наряду с обнаружением вирусного генетического материала методом полимеразно-цепной реакции (ПЦР) является основным методом идентификации COVID-19. При разработке вакцин против коронавирусной инфекции, включая мукозальные [Suvorov A. et al. Construction of the Enterococcal Strain Expressing Immunogenic Fragment of SARS-Cov-2 Virus //Frontiers in Pharmacology. - 2021. - T. 12. - C. 807256-807256.], требуется разработка критериев иммуногенности. Ряд исследований, связанных с COVID-19, предполагают защитную роль клеточного и гуморального иммунитета у человека [Li G. et al. Coronavirus infections and immune responses //Journal of medical virology. - 2020. - T. 92. - №. 4. - C. 424-432.], но оценка параметров клеточного иммунитета является намного более трудоемкой и затратной по сравнению с выявлением антител, включая локальные IgA.
Ротовая полость не только является входными воротами для ряда инфекций. Состояние слизистой оболочки отражает состояние иммунитета всего организма, а слюна является ценным диагностическим материалом для диагностики целого ряда инфекций [Heaney J. L. J. et al. The utility of saliva for the assessment of anti-pneumococcal antibodies: investigation of saliva as a marker of antibody status in serum // Biomarkers. - 2018. - T. 23. - №. 2. - C. 115-122; Beelaert G. et al. Evaluation of the intercept oral specimen collection device with HIV assays versus paired serum/plasma specimens // Journal of virological methods. - 2016. - T. 234. - C. 164-168.], включая SARS-CoV-2 [Pisanic N. et al. COVID-19 serology at population scale: SARS-CoV-2-specific antibody responses in saliva //Journal of clinical microbiology. - 2020. - T. 59. -№. 1. - C. e02204-20.],
Задачей данного изобретения является разработка способа оценки локальных антител к вирусу SARS-COV-2 в смешанной слюне методом иммуноферментного анализа (ИФА) с с использованием рекомбинантного S-белка вируса SARS-CoV-2 (заявка 576). Смешанная слюна - это общий суммарный секрет больших и малых слюнных желез, помимо этого включающий микрофлору полости рта и продукты ее жизнедеятельности, детрит и слущенный эпителий, десневую жидкость, клетки иммунной защиты (лейкоциты и др.), а также назальную слизь и бронхиальные секреты. Часто в литературе употребляется термин «слюна», но понимают под этим словом именно смешанную слюну [Брещенко Е.Е., Быков И.М. Биохимия полости рта, ротовой и десневой жидкостей: учебно-методическое пособие. - Краснодар, 2018. - 63 с.].
Сущностью предлагаемого изобретения является разработка полуколичественного способа для определения содержания антител к вирусу SARS-CoV-2 в смешанной слюне. Поставленная задача решалась путем оптимизации условий протекания реакции, определения способа нормализации и верификации полученных данных путем сравнения с результатами других тестов по выявлению антител к S-белку вируса SARS-CoV-2 в крови и слюни.
Организация исследования.
В исследовании приняли участие 43 человека в возрасте от 20 до 67 лет, разделенные на 3 группы. Исследование одобрено Локальным этическим комитетом ФГБНУ «ИЭМ» (протокол №3/21 от 27.10.2021). От каждого участника было полученное письменное информированное согласие. Для подтверждения иммунологического статуса пациентов в трех исследуемых группах на основании наличия IgG в крови был использован коммерческий набор реактивов «SARS-CoV-2-IgG-ИФА-БЕСТ», Вектор-Бест, г. Новосибирск, Россия согласно прилагаемой к набору инструкции.
Сведения об исследуемых группах пациентов представлены в таблице 1.
Figure 00000001
Сбор смешанной слюны, обработка и хранение.
За день до сбора материалов каждый пациент получил следующие рекомендации:
1) Не употреблять спиртные напитки за сутки;
2) Не есть, не пить (кроме негазированной воды) за 2 часа до сбора слюны;
3) Негазированную воду рекомендовалось не употреблять за 1 час до сбора слюны;
4) Не чистить зубы, не использовать зубную нить и ирригатор за 2 часа до сбора слюны;
5) Не использовать жевательную резинку для стимуляции выделения слюны. Воздержаться от приема жевательной резинки за 2 часа до сбора слюны;
6) Не курить за 2 часа до сбора слюны;
7) Не пользоваться ополаскивателями для полости рта за 2 часа до сбора слюны;
8) Если в течение нескольких дней до исследования пациент постоянно или периодически принимал любые лекарственные препараты, ему следовало предупредить об этом исследователя.
Условия, сформулированные в письменном виде, должны были быть полностью выполнены перед сбором биологических материалов; в противном случае, пациент не допускался до исследования. Рекомендации были даны пациентам для исключения разбавления слюны (стимуляция слюноотделения, употребление жидкости и др.), для исключения пересушивания слизистой оболочки (курение, употребление алкоголя) и для исключения влияния лекарственных препаратов на ход исследования (к примеру, иммуномодуляторов).
Для исследование требовался однократный сбор нестимулированной смешанной слюны (в состоянии покоя). Пациенту было предложено занять удобное сидячее положение и проглотить всю накопившуюся за длительное время слюну. Далее испытуемый опускал голову вниз, и с этого момента не глотал слюну, а также не двигал губами и языком во время всего периода сбора слюны. Исходя из наблюдения, в среднем слюна накапливалась в полости рта в течение 2 мин, а затем под силой тяжести стекала в приемный сосуд, который удерживался исследователем.
Образцы слюны были заморожены в соответствии с существующими стандартами хранения биологических жидкостей и хранились в морозильной камере при постоянной температуре -20°С.
Образцы слюны были исследованы методом иммуноферментного анализа (ИФА) с использованием в качестве антигена рекомбинантного белка S1 SARS-CoV-2, разработанного в отделе молекулярной микробиологии «ИЭМ» [Suvorov A. et al. Construction of the Enterococcal Strain Expressing Immunogenic Fragment of SARS-Cov-2 Virus // Frontiers in Pharmacology. -2021. - T. 12. - C. 807256-807256.]. Рекомбинантный белок включает часть рецептор-связывающего домена (RBD) белка S1 вируса SARS-CoV-2, экспрессирован в E. coli и очищен, как указано в цитируемой публикации.
Осуществление заявляемого способа.
Иммуноферментный анализ проводили в 96-луночных планшетах для иммунологических реакций с плоским дном (Thermo Fisher Scientific, Дания). Для сенсибилизации в лунки каждого планшета вносили по 100 мкл антигена (рекомбинантный S-белок SARS-CoV-2) в концентрации 2 мкг/мл. Сорбцию проводили в 0,1 M бикарбонатном буфере (рН=9,5) в течение 18-20 часов при 4°С. После этого содержимое из планшета удаляли и добавляли в лунки по 100 мкл забуференного физиологического раствора, рН=7,4 (PBS), содержащего 0,05% Твин-20 (PBST). Инкубацию проводили при 37°С в течение 30 мин. Содержимое планшета удаляли и трижды промывали PBST. Затем в лунки планшета вносили пробы слюны (с начальным разведением 1:4) с последующим шагом разведения равным четырем. Все разведения осуществляли в PBST, и каждую пробу дублировали. Инкубацию проводили в течение 1 часа при 37°С. Далее содержимое планшета удаляли, и дважды промывали планшет PBST. После этого в лунки добавляли по 100 мкл кроличьих пероксидазно-меченных антител к IgA человека (Elabsciense, КНР). После часовой инкубации при 37°С содержимое планшета удаляли и четырежды отмывали планшет PBST. Далее для визуализации реакции в лунки планшета вносили по 100 мкл субстратной смеси ТМВ (3,3',5,5'-Tetramethylbenzidine dihydrochloride Monohydrate, BD OptEIA™, США); реакцию останавливали внесением в лунки по 50 мкл 1Н H2SO4 (28 мл концентрированной серной кислоты на 1 литр воды). Реакцию регистрировали при длине волны 450 нм с помощью планшетного фотометра ELx800 (BIO-TEK INSTRUMENTS, INC., США). За титр антител принимали конечное разведение исследуемого материала, которое давало значение оптической плотности при длине волны 450 нм (ОП450) превышающее среднюю ОП450 негативных лунок на величину 3-х стандартных отклонений.
Результаты изучения вирус-специфических IgA в слюне, полученные в ИФА с использованием в качестве подложки рекомбинантного S-белка SARS-Cov-2, были нормализованы для того, чтобы уравновесить значения, так как при увеличенном количестве общих IgA в слюне может возрастать и количество вирус-специфических IgA вне зависимости от уровня иммунитета после контакта с вирусом.
Определение общего IgA в слюне.
Определение содержания общего IgA в слюне проводили с помощью коммерческого набора реагентов ООО «Полигност» (г.Санкт-Петербург, Россия) согласно инструкции производителя.
Определение общего белка в слюне.
Для того, чтобы исключить влияние колебаний концентрации общего белка в исследуемых образцах, этот показатель также учитывали. Определение концентрации общего белка в слюне проводили на спектрофотометре NanoDrop 2000, 190-850 нм, Thermo Scientific, США.
Авторами разработан метод для полуколичественной оценки локальных вирус-специфических IgA в слюне.
Пример 1.
На Фиг. 1 представлены уровни общих IgA и общего белка в одних и тех же пробах смешанной слюны обследованных пациентов.
Нормализованные титры локальных вирус-специфических IgA рассчитывали по формуле:
Figure 00000002
По оси абсцисс представлены группы пациентов, по оси ординат -концентрации в мг/мл.
На Фиг. 2 представлены усредненные и индивидуальные нормализованные и ненормализованные титры IgA специфичных к рекомбинантному S-белку SARS-Cov-2 антител в слюне исследуемых пациентов. По оси абсцисс представлены группы пациентов, по оси ординат - обратные титры антител. Стартовое разведение - 1:4, шаг - 1:4. * - Р<0,05 согласно критерию Манна-Уитни. Вершины столбцов соответствуют среднегеометрическим титрам антител (СГТ).
Показано, что СГТ локальных IgA после нормализации составили 15,5, 3,5 и 6,6 в группах реконвалесцентов, не переболевших и вакцинированных, соответственно. При сравнении нормализованных титров IgA в различных испытуемых группах были отмечены статистически значимые различия между реконвалесцентами и не переболевшими (Р=0,0159). Без нормализации СГТ антител в слюне были близкими по значению к нормализованным показателям (16,8, 5,0 и 6,6 соответственно), но различия между группами не были статистически значимыми (Фиг. 1).
Пример 2. Данные о корреляции титров IgG и IgA в слюне.
На фиг. 3. представлены результаты корреляционного анализа титров IgA и IgG антител в слюне. По оси абсцисс представлены обратные титры IgG антител, по оси ординат приведены обратные титры IgA антител.
Показана высокая степень корреляции между титрами IgA и IgG в слюне, о чем свидетельствует коэффициент корреляции r2=0,9, что согласно шкале Чеддока соответствует высокой силе связи между переменными.
Пример 3.
Авторы также продемонстрировали связь средней силы между уровнями IgA в крови и слюне у одних и тех же пациентов (r2=0,564), что может объясняться различным происхождением антител в сыворотке и слюне. Полученная корреляция значений титров IgA в крови и слюне отражена на фиг. 4. По оси абсцисс представлены обратные титры IgA антител в слюне, по оси ординат приведены обратные титры IgA антител в крови.
Показана связь высокой силы и прямая зависимость между содержанием локальных IgG и IgA в слюне. Помимо этого, между содержанием IgA в крови и слюне выявлена взаимосвязь средней силы. Это может быть обусловлено различным происхождением антител, выявляемых на поверхности слизистых оболочек, и антител, циркулирующих в крови.
Таким образом, разработан способ количественной оценки содержания локальных антител в слюне с использованием в качестве антигена рекомбинантного S-белка SARS-CoV-2. Методика показала высокую результативность и позволяет повысить эффективность диагностики коронавирусной инфекции за счет определения вирус-специфических иммуноглобулинов в слюне.

Claims (1)

  1. Способ определения антител к SARS-COV-2 в смешанной слюне, включающий проведение иммуноферментного анализа образцов жидкой слюны в луночных планшетах для иммунологических реакций с плоским дном, отличающийся тем, что предварительно в лунки каждого планшета вносят по 100 мкл сенсибилизирующего антигена, представляющего собой рекомбинантный S-белок SARS-CoV-2 в концентрации 2 мкг/мл, и проводят сорбцию в 0,1 M бикарбонатном буфере с рН=9,5 в течение 18-20 часов при 4°С, затем содержимое из планшета удаляют и добавляют в лунки по 100 мкл забуференного физиологического раствора PBST, имеющего рН=7,4 и содержащего 0,05% стандартного препарата Твин-20, затем проводят инкубацию при 37°С в течение 30 мин, после чего содержимое планшета удаляют и трижды промывают раствором PBST, затем в лунки планшета вносят пробы слюны с начальным разведением 1:4 и последующим шагом разведения равным четырем, проводят инкубацию в течение 1 часа при 37°С, далее содержимое планшета удаляют, дважды промывают планшет раствором PBST, после чего в лунки добавляют по 100 мкл кроличьих пероксидазно-меченых антител к IgA человека, инкубируют в течение часа при 37°С, содержимое планшета удаляют, четырежды отмывают планшет раствором PBST, далее вносят в лунки планшета по 100 мкл субстратной смеси тетраметилбензидина дигидрохлорид моногидрата и останавливают реакцию внесением в лунки по 50 мкл серной кислоты, разведенной из расчета 28 мл концентрированной серной кислоты на 1 литр воды, после чего регистрируют оптическую плотность материала с помощью планшетного фотометра при длине волны 450 нм, принимая за титр антител конечное разведение исследуемого материала, дающее значение оптической плотности, превышающее среднюю оптическую плотность негативных лунок на величину 3 стандартных отклонений.
RU2022121801A 2022-08-09 Способ определения антител к SARS-COV-2 в смешанной слюне RU2787171C1 (ru)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2787171C1 true RU2787171C1 (ru) 2022-12-29

Family

ID=

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2730897C1 (ru) * 2020-07-01 2020-08-26 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки институт биоорганической химии им. академиков М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова Российской академии наук (ИБХ РАН) СПОСОБ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ РЕКОМБИНАНТНЫХ БЕЛКОВ SARS-COV-2 В СОСТАВЕ ТЕСТ-СИСТЕМЫ ДЛЯ ИММУНОФЕРМЕНТНОГО АНАЛИЗА С ОПРЕДЕЛЕНИЕМ УРОВНЕЙ АНТИТЕЛ КЛАССОВ IgM, IgG, IgA В СЫВОРОТКЕ/ПЛАЗМЕ КРОВИ БОЛЬНЫХ COVID-19
RU2759149C1 (ru) * 2021-04-13 2021-11-09 Акционерное общество "Центр Генетики и Репродуктивной Медицины "ГЕНЕТИКО" Способ проведения иммуноферментного анализа для выявления антител в биологическом образце человека, специфичных к коронавирусу человека SARS-COV2, тест-система

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2730897C1 (ru) * 2020-07-01 2020-08-26 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки институт биоорганической химии им. академиков М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова Российской академии наук (ИБХ РАН) СПОСОБ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ РЕКОМБИНАНТНЫХ БЕЛКОВ SARS-COV-2 В СОСТАВЕ ТЕСТ-СИСТЕМЫ ДЛЯ ИММУНОФЕРМЕНТНОГО АНАЛИЗА С ОПРЕДЕЛЕНИЕМ УРОВНЕЙ АНТИТЕЛ КЛАССОВ IgM, IgG, IgA В СЫВОРОТКЕ/ПЛАЗМЕ КРОВИ БОЛЬНЫХ COVID-19
RU2759149C1 (ru) * 2021-04-13 2021-11-09 Акционерное общество "Центр Генетики и Репродуктивной Медицины "ГЕНЕТИКО" Способ проведения иммуноферментного анализа для выявления антител в биологическом образце человека, специфичных к коронавирусу человека SARS-COV2, тест-система

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
NORA PISANIC, PRANAY R RANDAD et al, COVID-19 Serology at Population Scale: SARS-CoV-2-Specific Antibody Responses in Saliva, J Clin Microbiol, 2020 Dec 17; 59(1), реферат. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Seror et al. Association of anti–Porphyromonas gingivalis antibody titers with nonsmoking status in early rheumatoid arthritis: results from the prospective French cohort of patients with early rheumatoid arthritis
Lucero et al. Human Brucella canis outbreak linked to infection in dogs
Nahm et al. Identification of α-enolase as an autoantigen associated with severe asthma
Rouhani et al. Using specific synthetic peptide (p176) derived AgB 8/1-kDa accompanied by modified patient’s sera: a novel hypothesis to follow-up of Cystic echinococcosis after surgery
Majster et al. Salivary calprotectin is elevated in patients with active inflammatory bowel disease
Chaiyarit et al. Trefoil factors in saliva and gingival tissues of patients with chronic periodontitis
Muniz et al. SARS-CoV-2 and saliva as a diagnostic tool: a real possibility
Grogan et al. Anti-schistosome IgG4 and IgE at 2 years after chemotherapy: infected versus uninfected individuals
Jiang et al. Dynamic observation of SARS‐CoV‐2 IgM, IgG, and neutralizing antibodies in the development of population immunity through COVID‐19 vaccination
RU2787171C1 (ru) Способ определения антител к SARS-COV-2 в смешанной слюне
RU2360254C1 (ru) Способ дифференциальной диагностики инфекционного мононуклеоза различной этиологии у детей
Weber et al. SARS-CoV-2 seroprevalence in healthcare workers and risk factors
Badabaan et al. The Relationship between salivary IgA level and dental caries in healthy school-aged children in makkah al-mukarramah
Misbah et al. Antipolysaccharide antibodies in 450 children with otitis media
RU2414713C1 (ru) Способ определения показания к проведению профилактической прививки против дифтерии
Al-Kindi et al. The first confirmed pediatric chronic osteomyelitis due to Coxiella burnetii in Oman
Mihara et al. Bordetella pertussis is a common pathogen in infants hospitalized for acute lower respiratory tract infection during the winter season
Kim et al. Performance evaluation of four rapid antibody tests for the detection of severe acute respiratory syndrome coronavirus 2
Yeung et al. IgG subclass specific antibody response to periodontopathic organisms in HIV‐positive patients
US11519919B2 (en) Assay for the diagnosis of nematode infections
RU2450276C1 (ru) Способ дифференциальной диагностики увеитов при болезни бехтерева и ревматоидном артрите
Hoffman et al. Understanding COVID-19: the virus
RU2752144C1 (ru) Способ определения необходимости ревакцинации против кори у медицинских работников
Ciaccio et al. COVID-19
RU2415439C1 (ru) Способ дифференциальной диагностики увеита при ревматоидном артрите и болезни бехтерева