Journal of microbiology, epidemiology and immunobiologyJournal of microbiology, epidemiology and immunobiologyЖурнал микробиологии, эпидемиологии и иммунобиологии0372-93112686-7613Central Research Institute for Epidemiology1847910.36233/0372-9311-367tnzpidORIGINAL RESEARCHESОРИГИНАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯResearch ArticleComparative analysis of IgG levels in blood sera from patients with COVID-19, persons vaccinated by «Gam-COVID-Vac» and healthy donors before the pandemicСравнительный анализ уровня IgG в сыворотках крови больных COVID-19, вакцинированных «Гам-КОВИД-Вак», и здоровых доноров до пандемииhttps://orcid.org/0000-0003-3226-5989TarakanovaYulia N.ТаракановаЮлия Николаевна
Russian Federation

Cand. Sci. (Biol.), Head, Laboratory of diagnostics of viral infections, Department of virology, I. Mechnikov Research Institute for Vaccines and Sera

к.б.н., зав. лаб. диагностики вирусных инфекций отдела вирусологии НИИВС им. И.И. Мечникова

ytarakanova@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-7664-2945BorisovaOlga V.БорисоваОльга Васильевна
Russian Federation

Cand. Sci. (Chem.), Head, Laboratory of medical biotechnology, Department of virology, I. Mechnikov Research Institute for Vaccines and Sera

к.х.н., зав. лаб. медицинской биотехнологии отдела вирусологии НИИВС им. И.И. Мечникова, Москва

ytarakanova@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-7397-6499DmitrievDmitriy A.ДмитриевДмитрий Александрович
Russian Federation

Cand. Sci. (Biol.), senior researcher, Laboratory of diagnostics of viral infections, Department of virology, I. Mechnikov Research Institute for Vaccines and Sera

к.б.н., с.н.с. лаб. диагностики вирусных инфекций отдела вирусологии НИИВС им. И.И. Мечникова

ytarakanova@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0001-9579-7865LichutinaMaria V.ВладимировнаМария Мария
Russian Federation

junior researcher, Laboratory of diagnostics of viral infections, Department of virology, I. Mechnikov Research Institute for Vaccines and Sera

м.н.с. лаб. диагностики вирусных инфекций отдела вирусологии НИИВС им. И.И. Мечникова

ytarakanova@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-1165-2712MassinoYulia S.МассиноЮлия Сергеевна
Russian Federation

Cand. Sci. (Biol.), senior researcher, Laboratory of diagnostics of viral infections, Department of virology, I. Mechnikov Research Institute for Vaccines and Sera

к.б.н., с.н.с. лаб. диагностики вирусных инфекций отдела вирусологии НИИВС им. И.И. Мечникова

ytarakanova@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-6628-1576PechelyulkoAnastasia A.ПечелюлькоАнастасия Александровна
Russian Federation

Cand. Sci. (Biol.), senior researcher, Laboratory of diagnostics of viral infections, Department of virology, I. Mechnikov Research Institute for Vaccines and Sera

н.с. лаб. диагностики вирусных инфекций отдела вирусологии НИИВС им. И.И. Мечникова

ytarakanova@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-6621-236XSegalOlga L.СегалОльга Леонидовна
Russian Federation

Cand. Sci. (Biol.), senior researcher, Laboratory of diagnostics of viral infections, Department of virology, I. Mechnikov Research Institute for Vaccines and Sera

к.б.н., с.н.с. лаб. диагностики вирусных инфекций отдела вирусологии НИИВС им. И.И. Мечникова

ytarakanova@mail.ruYakovlevaDinora A.ЯковлеваДинора Абдуллаевна
Russian Federation

Cand. Sci. (Biol.), senior researcher, Laboratory of diagnostics of viral infections, Department of virology, I. Mechnikov Research Institute for Vaccines and Sera

к.м.н., с.н.с. лаб. диагностики вирусных инфекций отдела вирусологии НИИВС им. И.И. Мечникова

ytarakanova@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-1132-3708DmitrievAlexander D.ДмитриевАлександр Дмитриевич
Russian Federation

D. Sci. (Biol.), leading researcher, Laboratory of diagnostics of viral infections, Department of virology, I. Mechnikov Research Institute for Vaccines and Sera

д.б.н., в.н.с. лаб. диагностики вирусных инфекций отдела вирусологии НИИВС им. И.И. Мечникова

ytarakanova@mail.ruI. Mechnikov Research Institute for Vaccines and SeraНаучно-исследовательский институт вакцин и сывороток имени И.И. Мечникова22112023100531932720112023Copyright ©; 2023, Tarakanova Y.N., Borisova O.V., Dmitriev D.A., Lichutina M.V., Massino Y.S., Pechelyulko A.A., Segal O.L., Yakovleva D.A., Dmitriev A.D.Copyright ©; 2023, Тараканова Ю.Н., Борисова О.В., Дмитриев Д.А., Владимировна М.М., Массино Ю.С., Печелюлько А.А., Сегал О.Л., Яковлева Д.А., Дмитриев А.Д.2023Tarakanova Y.N., Borisova O.V., Dmitriev D.A., Lichutina M.V., Massino Y.S., Pechelyulko A.A., Segal O.L., Yakovleva D.A., Dmitriev A.D.Тараканова Ю.Н., Борисова О.В., Дмитриев Д.А., Владимировна М.М., Массино Ю.С., Печелюлько А.А., Сегал О.Л., Яковлева Д.А., Дмитриев А.Д.https://creativecommons.org/licenses/by/4.0https://microbiol.crie.ru/jour/article/view/18479

Introduction. Serum IgG measurement is used in the diagnosis and monitoring of many diseases. Therefore, it seems important to study the impact of coronavirus pandemic on IgG levels in population and the role of this parameter in COVID-19.

The aim of this study was to compare mean IgG levels in sera obtained from 31 hospitalized COVID-19 patients, 30 healthy donors before pandemic and 34 donors vaccinated with «Sputnik V» (have not had COVID-19).

Materials and methods. Total IgG was quantitated by two enzyme immunoassays (EIAs): «IgG Total-ELISA-BEST» kit certificated in Russia and homemade competitive EIA utilizing bispecific monoclonal antibodies (bsAbs) against human IgG (HIgG) and horseradish peroxidase (HRP).

Results and discussion. The groups did not show differences in IgG levels (regardless of sex) with both methods giving comparable results. However, «IgG Total-ELISA-BEST» kit revealed statistically significant differences in mean serum IgG levels in subgroups of male patients depending on the levels of antibodies to viral RBD-antigen: below and above 400 BAU/ml. In the first subgroup (10 men) the mean serum IgG content was 14.3 ± 4.1 mg/mL, while in the second (6 men) — 6.9 ± 2.7 mg/mL.

Conclusion. Sera obtained before pandemic contained the same mean IgG concentrations as sera from donors vaccinated with «Sputnik V» and COVID-19 patients. The relatively decreased mean IgG concentration was found only in COVID-19 male patients with anti-RBD antibodies levels above 400 BAU/ml. In light of literature data on association of decreased serum IgG with COVID-19 severity, it would be reasonable to further compare larger groups, taking into account clinical differences. The possibility of using bsAbs for human Ig measurements by competitive EIA was demonstrated.

Введение. Измерение концентрации сывороточного иммуноглобулина G (IgG) используется в диагностике и мониторинге многих заболеваний. Поэтому важно изучить влияние пандемии COVID-19 на уровень IgG в популяции.

Целью работы был сравнительный анализ среднего уровня сывороточного IgG в образцах крови, полученных от госпитализированных пациентов с COVID-19 (n = 31), здоровых доноров до начала пандемии (n = 30) и доноров, вакцинированных препаратом «Спутник V» (не болевших COVID-19; n = 34).

Материалы и методы. IgG измеряли двумя методами твердофазного иммуноферментного анализа (ИФА): зарегистрированной российской системой «IgG общий-ИФА-БЕСТ» и сконструированным в лаборатории конкурентным ИФА, основанным на моноклональных биспецифических антителах к IgG человека и пероксидазе хрена.

Результаты и обсуждение. Отличий в среднем уровне сывороточного IgG в трёх группах не обнаружили (независимо от пола); оба метода дали соотносимые результаты. Однако система «IgG общий- ИФА-БЕСТ» выявила статистически значимые различия в концентрации сывороточного IgG в подгруппах пациентов-мужчин с разным уровнем антител к вирусному антигену к рецепторсвязывающему домену (receptor-binding domain, RBD): ниже и выше 400 BAU/мл. У 10 мужчин с RBD-антигеном < 400 BAU/мл содержание IgG было 14,3 ± 4,1 мг/мл, у 6 мужчин с RBD-антигеном > 400 BAU/мл — 6,9 ± 2,7 мг/мл.

Заключение. Средний уровень IgG в сыворотках крови, полученных до пандемии, не отличался от такового у здоровых доноров, вакцинированных препаратом «Спутник V», или пациентов, госпитализированных в связи с COVID-19. При этом обнаружено сравнительное снижение средней концентрации IgG у пациентов-мужчин с COVID-19 и уровнем анти-RBD антител > 400 BAU/мл. В учётом данных литературы об ассоциации снижения сывороточного IgG с тяжестью COVID-19 целесообразно сравнить выборки большего размера.

COVD 19: SARS-CoV-2anti RBD antibodiesIgGimmunoglobulin Gbispecific antibodiesenzyme immunoassayбиспецифические антителаIgG человекаCOVID-19SARS-CoV-2антитела к RBDиммуноглобулин GThe study was carried out on the scientific equipment of the Collective Usage Center «I.I. Mechnikov NIIVS», Moscow, Russia, with the financial support of the project by the Russian Federation represented by the Ministry of Science of Russia, Agreement No. 075-15-2021-676 dated 28.07.2021.Работа выполнена с использованием научного оборудования центра коллективного пользования НИИВС им. И.И. Мечникова — при финансовой поддержке проекта Российской Федерацией в лице Минобрнауки России (Соглашение № 075-15-2021-676 от 28.07.2021).Khan S.R., van der Burgh A.C., Peeters R.P., et al. Determinants of serum immunoglobulin levels: a systematic review and meta-analysis. Front. Immunol. 2021;12:664526. DOI: https://doi.org/10.3389/fimmu.2021.664526Чучалин А.Г. Болезни, ассоциированные с иммуноглобулином G. Терапевтический архив. 2018;90(3):4–9. Chuchalin A.G. Disease associated with immunoglobulin G. Therapeutic Archive. 2018;90(3):4–9. DOI: https://doi.org/10.26442/terarkh20189034-9 EDN: https://elibrary.ru/ytpvaqHusain-Syed F., Vadász I., Wilhelm J., et al. Immunoglobulin deficiency as an indicator of disease severity in patients with COVID-19. Am. J. Physiol. Lung Cell. Mol. Physiol. 2021;320(4):L590–9. DOI: https://doi.org/10.1152/ajplung.00359.2020Çölkesen F., Kepenek K.E., Vatansev H., et al. Memory B cells and serum immunoglobulins are associated with disease severity and mortality in patients with COVID-19. Postgrad. Med. J. 2022;98(1164):765–71. DOI: https://doi.org/10.1136/postgradmedj-2021-140540Vrettou C.S., Vassiliou A.G., Kakkas I., et al. Low admission immunoglobulin G levels predict poor outcome in patients with mild-to-critical COVID-19: A prospective, single-center study. J. Epidemiol. Glob. Health. 2021;11(4):338–43. DOI: https://doi.org/10.1007/s44197-021-00002-8Barzegar-Amini M., Mahmoudi M., Dadgarmoghaddam M., et al. Comparison of serum total IgA levels in severe and mild COVID-19 patients and control group. J. Clin. Immunol. 2022;42(1):10–8. DOI: https://doi.org/10.1007/s10875-021-01149-6Фролова Е.В., Филиппова Л.В., Учеваткина А.В. и др. Иммунологические особенности пациентов с СOVID-19 в зависимости от степени тяжести заболевания. Проблемы медицинской микологии. 2021;23(1):3–13. Frolova E.V., Filippova L.V., Uchevatkina A.V., et al. Immunological features of patients with COVID-19 depending on the severity of the disease. Problems in Medical Mycology. 2021;23(1):3–13. DOI: https://doi.org/10.24412/1999-6780-2021-1-3-13 EDN: https://elibrary.ru/jlyvnqDmitriev D.A., Massino Y.S., Segal O.L., et al. The comparison of the ability of monoclonal antibodies directed to different proteins (human IgG, human myoglobin and HRP) and bispecific antibodies derived thereof to bind antigens immobilized on a surface of a solid phase. Clin. Chim. Acta. 2001;309(1):57–71. DOI: https://doi.org/10.1016/S0009-8981(01)00531-9Dmitriev D.A., Massino Y.S., Segal O.L., et al. Analysis of the binding of bispecific monoclonal antibodies with immobilized antigens (human IgG and horseradish peroxidase) using a resonant mirror biosensor. J. Immunol. Methods. 2002;261(1-2):103–18. DOI: https://doi.org/10.1016/S0022-1759(01)00558-0Массино Ю.С., Суханова Л.Л., Кизим Е.А. и др. Получение бифункциональных антител к IgG человека и пероксидазе хрена и их использование для тестирования антител к ВИЧ. Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. 1994; 117(3):291–3. Massino Y.S., Sukhanova L.L., Kizim E.A., et al. Production of bifunctional monoclonal antibodies to human IgG and horseradish peroxidase and their utilization for testing anti-HIV antibodies. Bulletin of Experimental Biology and Medicine. 1994;117(3): 294–6. DOI: https://doi.org/10.1007/BF02444168Parashar A., Sarkar S., Ganguly A., et al. Bispecific antibodies for diagnostic applications. In: Kontermann R., ed. Bispecific Antibodies. Berlin, Heidelberg;2011:349–67. DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-642-20910-9_19Laemmli U.K. Cleavage of structural proteins during the assembly of the head of bacteriophage T4. Nature. 1970;227(5259):680–5. DOI: https://doi.org/10.1038/227680a0Fasman G.D., ed. Handbook of Biochemistry and Molecular Biology. Section A: Proteins. Volume 2. Cleveland;1976:383.Ishikawa E., Imagawa M., Hashida S., et al. Enzyme-labeling of antibodies and their fragments for enzyme immunoassay and immunohistochemical staining. J. Immunoassay. 1983;4(3):209–327. DOI: https://doi.org/10.1080/15321818308057011Смирнова М.Б., Дергунова Н.Н., Кизим Е.А. и др. Изучение антигенсвязывающих свойств биспецифических моноклональных антител. Биохимия. 1997;62(1):51–9. Smirnova M.B., Dergunova N.N., Kizim E.A., et al. Study of antigen-binding properties of bispecific antibodies. Biochemistry. 1997;62(1):41–51.Wasiluk T., Sredzinska M., Rogowska A., et al. Analysis of the IgG subclass profile and IgG sum-total discrepancy in COVID-19 convalescent plasma donors: A single-centre prospective cohort study. Transfus. Apher. Sci. 2022;62(1):103527. DOI: https://doi.org/10.1016/j.transci.2022.103527Garcia-Beltran W.F., Lam E.C., Astudillo M.G., et al. COVID-19-neutralizing antibodies predict disease severity and survival. Cell. 2021;184(2):476–88.e11. DOI: https://doi.org/10.1016/j.cell.2020.12.015Lagadinou M., Zareifopoulos N., Gkentzi D., et al. Alterations in lymphocyte subsets and monocytes in patients diagnosed with SARS-CoV-2 pneumonia: a mini review of the literature. Eur. Rev. Med. Pharmacol. Sci. 2021;25(15):5057–62. DOI: https://doi.org/10.26355/eurrev_202108_26463Sosa-Hernández V.A., Torres-Ruíz J., Cervantes-Díaz R., et al. B cell subsets as severity-associated signatures in COVID-19 patients. Front. Immunol. 2020;11:611004. DOI: https://doi.org/10.3389/fimmu.2020.611004Wildner N.H., Ahmadi P., Schulte S., et al. B cell analysis in SARS-CoV-2 versus malaria: Increased frequencies of plasmablasts and atypical memory B cells in COVID-19. J. Leukoc. Biol. 2021;109(1):77–90. DOI: https://doi.org/10.1002/JLB.5COVA0620-370RRSøndergaard J.N., Tulyeu J., Edahiro R., et al. A sex-biased imbalance between Tfr, Tph, and atypical B cells determines antibody responses in COVID-19 patients. Proc. Natl Acad. Sci. USA. 2023;120(4):e2217902120. DOI: https://doi.org/10.1073/pnas.2217902120Taban E.M., Tintinger G.R., Joseph D., et al. Lymphopenia and IgG2 subclass deficiency in patients with severe COVID-19 pneumonia. Afr. J. Thorac Crit. Care Med. 2021;27(2):41–6. DOI: https://doi.org/10.7196/AJTCCM.2021.v27i2.134Cervia C., Zurbuchen Y., Taeschler P., et al. Immunoglobulin signature predicts risk of post-acute COVID-19 syndrome. Nat. Commun. 2022;13(1):446. DOI: https://doi.org/10.1038/s41467-021-27797-1Hasan A.O., Bomze D., Risch L., et al. Severe coronavirus disease 2019 (COVID-19) is associated with elevated serum immunoglobulin (Ig) A and antiphospholipid IgA antibodies. Clin. Infect. Dis. 2021;73(9):e2869–74. DOI: https://doi.org/10.1093/cid/ciaa1496Montrucchio G., Sales G., Balzani E., et al. Effectiveness of mid-regional pro-adrenomedullin, compared to other biomarkers (including lymphocyte subpopulations and immunoglobulins), as a prognostic biomarker in COVID-19 critically ill patients: New evidence from a 15-month observational prospective study. Front. Med. (Lausanne). 2023;10:1122367. DOI: https://doi.org/10.3389/fmed.2023.1122367