COVİD-19 geçiren hastalarda anti-SARS-Cov-2 antikor düzeylerinin elısa ve virüs nötralizasyon testi ile değerlendirilmesi
Evaluation of anti-SARS-CoV-2 antibody levels in patients with COVİD-19 by elisa and virus neutralization test
Yazar: MEHMET İLKER TOSUN
Danışman: DOÇ. DR. ÖZLEM KİRİŞCİ
Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi / Tıp Fakültesi / Tıbbi Mikrobiyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Tıpta Uzmanlık, 2023
Konu: Mikrobiyoloji = Microbiology

Özet:
Giriş ve Amaç: SARS CoV 2 (Şiddetli akut solunum sendromu koronavirüsü 2)'nin etken olduğu COVID-19 (Koronavirüs Hastalığı 2019) ilk olarak Aralık 2019'da Çin'in Hubei eyaletine bağlı Wuhan kentinde tanımlanmıştır. SARS-CoV-2 etkeni kısa bir sürede dünya geneline yayılmış ve 'pandemi' durumuna yol açmıştır. Bu süreçte hastalığın tanısı, hasta kişilerin izolasyonu, asemptomatik bireylerin saptanması, konvelesan plazma tedavisi ve aşı çalışmaları; salgının kontrol edilmesi açısından önem kazanmıştır. Bu aşamada serolojik testlerin, özellikle de nötralizasyon çalışmalarının uygulanması bir gereklilik haline gelmiştir. Bu amaçla yaygın olarak kullanılan ticari serolojik testlerin validasyonu ve standardizasyonunun sağlanmasına yönelik çalışmalar yapılmıştır. Bu doğrultuda çalışmamızın amacı COVID-19 geçirmiş hastalarda antikor yanıtlarını ELISA (Enzime bağlı immünosorbant test) ve VNT (virüs nötralizasyon testi) ile ölçerek iki testin korelasyonu ve uyumunu karşılaştırmaktır. Bunun dışında COVID-19'da bağışıklık yanıtının; geçirilmiş COVID-19 enfeksiyonu, farklı tür COVID-19 aşıları ve hastalara ait demografik ve klinik durumlarla ilişkisi araştırılmıştır.
Gereç ve Yöntem: Çalışma laboratuvara rutin tetkik amaçlı gelen kan örneklerinde yapıldı. Bu amaçla, daha önceden RT-PCR pozitifliği ile COVID-19 geçirdiği bilinen ve tamamı en az iki doz aşılı olan 18 yaş üzeri toplam 100 hastanın kanları ayrıldı. Hastaların Anti SARS-CoV-2 kantitatif IgG antikor değerleri laboratuvarımızda ELISA ile ölçüldü. Hastaların nötralizan antikor değerleri VETAL Hayvan Sağlığı Anonim Şirketi bünyesindeki Biyogüvenlik Düzeyi 3 laboratuvarda hücre kültürü ve VNT çalışmaları ile ölçüldü. Hastalara ait SARS-CoV-2 PCR pozitifliği, yaş, cinsiyet, klinik özellikler ve COVID-19 aşılanması ile ilgili bilgiler hastane bilgi yönetim sistemi üzerinden elde edildi.
Bulgular: Çalışmadaki hastaların tamamı COVID-19 geçirmiş ve tamamı en az iki doz COVID-19 aşısı (BioNTech ve/veya CoronaVac) ile aşılanmıştır. Antikor ölçüm sonuçlarına bakıldığında ELISA testinde tüm hastalarda kantitatif IgG değerleri pozitif olarak bulunmuştur. VNT'de bir hasta hariç hastaların tamamında çeşitli seviyelerde nötralizan antikor değerleri tespit edilmiştir. ELISA testi ile VNT arasındaki korelasyon katsayısı 0,72 (p<0,001)  ve ELISA testinin duyarlılığı %100 bulunmuştur. Hastalarda yaş arttıkça kantitatif IgG titresi ve nötralizan antikor değerleri artmaktadır (p=0,071). Erkeklerin kantitatif IgG titresi ve nötralizan antikor değerlerinin kadınlara göre daha yüksek olduğu tespit edilmiştir (p>0,05). Kronik hastalığı olan hastaların kantitatif IgG titresi (p=0,007) ve nötralizan antikor değerleri (p=0,009), kronik herhangi bir hastalığı olmayanlara göre anlamlı bir şekilde daha yükek bulunmuştur. Düzenli olarak en az bir ilaç kullanan hastaların kantitatif IgG titresi ve nötralize edici antikor değerleri, ilaç kullanmayanlara göre daha düşük bulundu (p>0,05). Hastalarda geçirilmiş COVID-19 hastalığı (p>0,05) ve son aşı dozu (p>0,05) üzerinden geçen süre (gün) arttıkça kantitatif IgG titresi ve nötralizan antikor düzeyi azalmıştır. Aşı gruplarına göre antikor yanıtlarına bakıldığında kantitatif IgG titresi ve nötralizan antikor değerleri en yüksek olan grup iki doz BioNTech  + üç doz CoronaVac (Sinovac) aşısı olan hastalardır. Kantitatif IgG titresi ve nötralizan antikor değerleri en düşük olan grup dört doz CoronaVac aşısı olan hastalardır. Farklı aşı grupları arasındaki antikor seviyelerine bakıldığında; dört doz Sinovac aşısı olan gruptaki hastaların antikor seviyeleri, üç doz BioNTech  aşısı olan gruptan anlamlı olarak düşük bulunmuştur (p=0,017). Bunun dışında dört doz Sinovac aşısı olan gruptaki hastaların antikor seviyeleri, iki doz Sinovac + üç doz BioNTech  aşısı olan gruptakilerden anlamlı olarak düşük bulunmuştur (p=0,038).
Sonuç: Çalışmamızda ELISA testinin kantitatif sonuçlarının VNT ile önemli ölçüde uyumlu olduğu ve ELISA testinin yüksek bir duyarlılığa sahip olduğu görülmüştür. Hastalarda yaş arttıkça toplam yapılan COVID-19 aşı sayısı da artış göstermektedir. Yaş artışı ile birlikte antikor değerlerinin de artıyor olması aşıların etkisini göstermektedir. Düzenli olarak ilaç kullanımı antikor yanıtını olumsuz etkilemektedir. COVID-19 enfeksiyonu ve aşıların üzerinden geçen süre arttıkça antikor değerleri de azalma göstermiştir. Kronik hastalığı olan bireylerde antikor seviyeleri daha yüksek olarak ölçülmüş olup bu durumun, antikor yanıtını etkileyen çoklu parametrelere bağlı olabileceği değerlendirilmiştir. Aşıların etkinliğine bakıldığında hem ELISA hem VNT'de BioNTech aşısının Coronavac'a göre üstünlüğü görülmektedir. COVID-19'da serolojik tanının geliştirilmesi ve standardize edilmesi için ticari serolojik testlerin VNT ile karşılaştırıldığı daha fazla çalışmaya ihtiyaç vardır. Ayrıca COVID-19'da bağışıklık yanıtını daha iyi anlayabilmek için nötralizasyon testlerinin kullanıldığı, hücresel bağışıklığı da göz önünde bulunduran boylamsal çalışmaların yapılmasına ihtiyaç bulunmaktadır.

Abstract:
Introduction and Purpose: Coronavirus Disease 2019 (COVID-19), which is caused by severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS CoV 2), was first identified in December 2019 in Wuhan city of Hubei province of China. The SARS-CoV-2 causative agent spread around the world in a short time and caused a 'pandemic' situation. In this process, diagnosis of the disease, isolation of sick people, detection of asymptomatic individuals, convalescent plasma therapy and vaccine studies; have gained importance in terms of controlling the pandemic. At this stage, serological tests, especially neutralization studies, have become a necessity. For this purpose, studies have been carried out to ensure the validation and standardization of widely used commercial serological tests. Accordingly, the aim of our study was to measure antibody responses in patients with COVID-19 by ELISA (enzyme-linked immunosorbent assay) and VNT (virus neutralization test) and to compare the correlation and agreement of the two tests. In addition, the relationship of immune response in COVID-19 with previous COVID-19 infection, different types of COVID-19 vaccines, and demographic and clinical conditions of the patients was investigated. 
Material and Method: The study was performed on blood samples that submitted to the laboratory for routine examination. For this purpose, blood samples were separated from patients over the age of 18 years (n=100) who were previously known to have COVID-19 with RT-PCR positivity. Anti-SARS-CoV-2 quantitative IgG antibody values of the patients were measured by ELISA in our laboratory. Neutralizing antibody values of the patients were measured by cell culture and VNT studies in the Biosafety Level 3 laboratory of VETAL Animal Health Inc. Information about the SARS-CoV-2 PCR positivity, age, gender, clinical characteristics and COVID-19 vaccination status of the patients were obtained through the hospital information management system.
Results: All of the patients in the study had COVID-19 and received at least two doses of COVID-19 vaccine (BioNTech and/or CoronaVac). Considering the antibody measurement results, quantitative IgG values were found to be positive in all patients in the ELISA test. In VNT, neutralizing antibody values at various levels were detected in all patients except one patient. The correlation coefficient between the ELISA test and the VNT was 0.72 (p<0.001) and the sensitivity of the ELISA test was 100%. As the age of the patients increases, quantitative IgG titers and neutralizing antibody values increased (p=0.071). Men's quantitative IgG titers and neutralizing antibody values were found to be higher than women (p>0.05). The quantitative IgG titers (p=0.007) and neutralizing antibody values (p=0.009) of the patients with chronic disease were found to be significantly higher than those without any chronic disease. The quantitative IgG titers and neutralizing antibody values of the patients who used at least one drug regularly were found to be lower than those who did not use any drug (p>0.05). Quantitative IgG titers and neutralizing antibody values decreased as the time (days) elapsed over the previous COVID-19 disease (p>0.05) and the last vaccine dose (p>0.05) in the patients. Considering the antibody responses according to the vaccine groups, the group with the highest quantitative IgG titer and neutralizing antibody values were the patients with two doses of BioNTech + three doses of CoronaVac. The group with the lowest quantitative IgG titers and neutralizing antibody values were the patients who received four doses of CoronaVac vaccine. Considering the antibody levels between different vaccine groups; the antibody levels of the patients in the group with four doses of Sinovac vaccine were significantly lower than those in the group with three doses of Biontech vaccine (p=0.017). In addition, the antibody levels of patients in the four-dose Sinovac vaccine group were significantly lower than those in the two-dose Sinovac + three-dose Biontech vaccine group (p=0.038).
Conclusions: In our study, it was observed that the quantitative results of the ELISA were significantly compatible with the VNT and the ELISA had a high sensitivity. As the age of  patients increases, the total number of COVID-19 vaccinations also increases. The fact that antibody values increase with increasing age shows the effectiveness of vaccines. Regular use of drugs adversely affects the antibody response. Antibody values decreased as the time since COVID-19 infection and vaccinations increased. Antibody levels were higher in individuals with chronic diseases and this may be due to multiple parameters affecting the antibody response. Regarding the effectiveness of the vaccines, the BioNtech vaccine was superior to Coronavac in both ELISA and VNT. More studies comparing commercial serological tests with VNT are needed to improve and standardize serological diagnosis in COVID-19. Additionally, to better understand the immune response to COVID-19, there is a need to conduct longitudinal studies using neutralization tests and considering cellular immunity.