自然免疫およびCOVID-19ワクチン誘発免疫のある人の唾液中SARS-CoV-2 IgG抗体を超高感度に検出する

Ultrasensitive detection of salivary SARS-CoV-2 IgG antibodies in individuals with natural and COVID-19 vaccine-induced immunity.

抄録

我々は、自然免疫およびワクチン誘発COVID-19免疫のある人の唾液中のSARS-CoV-2スパイクタンパク質受容体結合ドメイン（RBD）に対するIgGおよびIgA抗体を検出する単一分子配列（Simoa）技術に基づく高感度免疫測定法の実現可能性を評価した。この方法の性能は、実験室で開発されたSARS-CoV-2 RBD総抗体の酵素結合免疫吸着測定法（ELISA）と比較された。初回プライムCOVID-19ワクチン（Pfizer/BioNTech BNT162b2またはModerna mRNA-1273）投与前および投与後2週間の個人（n=40）から一対の血清および唾液検体を採取した。唾液は市販の採取装置（OraSure Inc.）を使用して採取し、SARS-CoV-2 RBD IgG抗体は、濃縮唾液サンプルを用いた間接ELISA法と非濃縮唾液サンプルを用いたシモアイムノアッセイ法により測定された。IgGの結果は、ELISA法を用いて全RBD抗体を分析した対の血清検体と比較された。唾液を用いたシモアイムノアッセイの分析感度は、ELISA法よりも5桁も高いものでした。15ng/mLに対し、0.24pg/mLであった。血清ELISA法と比較した場合、唾液ELISA法の診断感度は90%（95% CI 76.3-97.2%）、総IgG正常化なしのシモア免疫測定法の91.7%（95% CI 77.5-98.2%）、総IgG正常化後のシモア免疫測定法の100%（95% CI 90.3-100% ）であった。SARS-CoV-2 RBD IgG抗体ELISA法を用いて解析した場合、ワクチン接種後と接種前の唾液の抗体指数（AI）の平均相対増加量は8.7（AI）であった。また、濃縮されていない唾液検体をシモア免疫測定法（SARS-CoV-2 RBD IgG）で分析した場合、平均431pg/mLの相対的増加が観察された。これらの結果から、濃縮唾液検体はELISA法によるSARS-CoV-2 RBD IgG抗体測定に、非濃縮唾液検体は超高感度シモア免疫測定法によるSARS-CoV-2 RBD IgGおよびIgA測定に適していることが示唆された。

We assessed the feasibility of a highly sensitive immunoassay method based on single molecule array (Simoa) technology to detect IgG and IgA antibodies against SARS-CoV-2 spike protein receptor binding domain (RBD) in saliva from individuals with natural or vaccine-induced COVID-19 immunity. The performance of the method was compared to a laboratory-developed SARS-CoV-2 RBD total antibody enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA). Paired serum and saliva specimens were collected from individuals (n = 40) prior to and 2 weeks after receiving an initial prime COVID-19 vaccine dose (Pfizer/BioNTech BNT162b2 or Moderna mRNA-1273). Saliva was collected using a commercially available collection device (OraSure Inc.) and SARS-CoV-2 RBD IgG antibodies were measured by an indirect ELISA using concentrated saliva samples and a Simoa immunoassay using unconcentrated saliva samples. The IgG results were compared with paired serum specimens that were analyzed for total RBD antibodies using the ELISA method. The analytical sensitivity of the saliva-based Simoa immunoassay was five orders of magnitude higher than the ELISA assay: 0.24 pg/mL compared to 15 ng/mL. The diagnostic sensitivity of the saliva ELISA method was 90% (95% CI 76.3-97.2%) compared to 91.7% (95% CI 77.5-98.2%) for the Simoa immunoassay without total IgG-normalization and 100% (95% CI 90.3-100%) for the Simoa immunoassay after total IgG-normalization when compared to the serum ELISA assay. When analyzed using the SARS-CoV-2 RBD IgG antibody ELISA, the average relative increase in antibody index (AI) between the saliva of the post- and pre-vaccinated individuals was 8.7 (AI). An average relative increase of 431 pg/mL was observed when the unconcentrated saliva specimens were analyzed using the Simoa immunoassay (SARS-CoV-2 RBD IgG). These findings support the suitability of concentrated saliva specimens for the measurement of SARS-CoV-2 RBD IgG antibodies via ELISA, and unconcentrated saliva specimens for the measurement of SARS-CoV-2 RBD IgG and IgA using an ultrasensitive Simoa immunoassay.