【文献紹介#33】SARS-CoV-2抗体レベルとCOVID-19重症度との相関

こんにちはJunonです。

本日公開された研究論文（英語）の中から興味のあったものを一つ紹介します。

出典

タイトル：A high-throughput liquid bead array assay confirms strong correlation between SARS-CoV-2 antibody level and COVID-19 severity

著者：Monique Bennett, Sandra Yoder, Eric Brady, Jill M Pulley, 他

雑誌：iScience.

論文公開日：2021年2月18日

どんな内容の論文か？

ヒトにおけるSARS-CoV-2感染に対する宿主応答の詳細な理解が急務となっている。液体ビーズアレイ技術を用いた高感度・ハイスループット・高効率のアッセイ法を開発した。その結果。SARS-CoV-2の受容体結合ドメイン（RBD）に対する結合IgGの検出および定量化において、従来のELISA法と比較して優れた効果が認められた。COVID-19の症状の重症度がSARS-CoV-2のIgGと相関するかどうかを決定するために、PCRで確認されたCOVID-19から回復した67人の被験者から抗RBD IgGレベルを測定した。その結果、COVID-19の症状の重症度はRBD IgGレベルと強く相関していることがわかった。これらの知見は、COVID-19のすべての症例が防御的な抗体反応を示すとは限らず、特に軽症の場合は非常に低レベルの抗RBD IgGレベルを示す可能性がある。これらの知見はまた、治療的に使用される回復期血漿のドナーの選択に重要な意味を持つ。

背景と結論

コロナウイルスSARS-CoV-2に対する獲得免疫応答については、多くのことが不明である。このウイルスの新規性のために、集団はSARS-CoV-2に対する既存の免疫をほとんど持っていないか、あるいは全く持っていないため、この世界的に重要な病原体の最適な管理と予防に大きな意味を持っている。他のコロナウイルスと同様に、SARS-CoV-2 のスパイク蛋白質（S）は病原体の発生に重要な役割を果たし、感染に対する宿主の反応において免疫優勢な抗原として機能する。スパイクタンパク質は、大きな膜結合型糖タンパク質であり、Ｓ１およびＳ２ドメインに分かれている：Ｓ１ドメイン、すなわち受容体結合ドメイン（ＲＢＤ）は、ヒトアンジオテンシン変換酵素２（ＡＣＥ２）受容体に結合し、ヒト細胞へのウイルスの付着を促進する。

2003年のSARSアウトブレイクでは、抗SARS-CoV抗体レベルが疾患の重症度と相関しており、臨床的に病状の悪い患者ほど高い力価の反応を示すことが報告された。多くの中和モノクローナル抗体（mAbs）もまた、SARS-CoVのRBDに特異的に結合することが報告されている。新たなデータは、RBDがCOVID-19に続く宿主応答の高度に特異的な、免疫優勢な標的であることを強く示唆している。RBDに対する抗体価は、ACE2産生ベロ細胞におけるSARS-CoV-2によるプラーク形成の減少と相関し、高力価の抗RBD抗体を有する血清は、SARS-CoV-2をより強力に中和する。しかしながら、疾患の重症度が抗体産生と明確に相関しているかどうかは依然として不明である。

このことを調べるために、ヒト血清中の結合抗体量を定量するための SARS-CoV-2 SRBD ELISA および液体ビーズアレイアッセイを開発した。ビーズベースのアッセイは、従来の間接的な ELISA 法と比較して、特に低レベルの抗体濃度において優れた定量性と精度を発揮し、さらに広いダイナミックレンジを提供することを目的としている。次に、病状回復期（症状発症後 6 週間）に SARS-CoV-2 感染が証明された被験者からヒト血清を採取した。これらの検体を用いて、臨床症状の重症度とCOVID-19後のSARS-CoV-2 RBD抗体価との間に相関があるかどうかを調べた。

PCRで確認されたCOVID-19に続いて67人の被験者から血清を得た。年齢中央値は36.0歳で、被験者の33％が男性であった。症状のスコアは、非常に軽度のもの（スコアが1または2、n=2および7）から入院を要する重度のもの（スコアが7または8、n=8および4）まで様々であった。最も頻度の高かった症状スコアは、4、5、および6であった。

COVID-19から回復した被験者からのサンプルは、SARS-CoV-2 RBDに対するIgGレベルが9.6～731,768 EU/mLと著しく広範囲であった。COVID-19の症状の重症度の増加は、SARS-CoV-2 RBD結合IgGの量と強く有意に相関していた。例えば、COVID-19重症度尺度で2対7の患者のIgG値の平均上昇は40,906 EU/mLであった。さらに、この相関はサンプル採取までの時間に依存しなかった。すべてのサンプルは、症状発症後約 6 週間に採取された。4人の被験者はCOVID-19のために入院した；これら4人の被験者は、コホート内の5つの最高SARS-CoV-2 IgGレベルのうち4つのレベルを示した。

このように、COVID-19の臨床重症度と受容体結合ドメインに対するSARS-CoV-2結合抗体の量との間に非常に有意な相関関係があることを確認した。RBD力価は、in vitroでのウイルス中和と相関することが示されている。しかしながら、総抗体量（特に抗RBD IgG）が、感染後の機能的保護のサロゲートとして機能する可能性が高まっているように思われる。我々のデータは、より重度のCOVID-19症状が、その後のSARS-CoV-2感染からの保護の増加と関連している可能性を示唆しているが、これらの反応は時間の経過とともに衰えることが知られており、耐久性のある保護の真の相関関係が緊急に必要とされている。

液体ビーズアレイ法は、従来の ELISA 法と比較して、低レベルの抗体価での識別性が向上するなどの利点がある。我々は、報告された測定方法が非常に正確で再現性が高く、抗 RBD IgG を非常に低いレベルで識別できることを発見した。さらに、アッセイは広いダイナミックレンジ（10～410,700 EU/mLの範囲で測定）を有していた。ビーズアレイは、標準的な技術と比較して比較的高いコストと専門知識が必要とされるため、臨床現場での展開は難しいと思われるが、このアッセイは、より高いダイナミックレンジが望ましい状況での研究環境に理想的に適している。

COVID-19の臨床的側面は、個人間で大きく変動し、無症候性疾患も一般的である。最近の報告では、無症候性疾患は重症と比較して根本的に異なる宿主応答を生じることが示唆されているが、この区別が、軽度ではあるが症状のあるCOVID-19患者全体にわたって持続するかどうかは以前は不明であった。我々の研究は、COVID-19が確認され、関連する症状の重症度スコアリングを有する患者からの70例近くのサンプルへのアクセスから利益を得ている。患者の大部分が入院しておらず、症状スコアは主観的であり、重症度の判断は研究対象者によって異なる可能性があるため、我々の臨床相関データはやや限定的である。しかし，67人の患者のうち4人が入院を必要とした（重症度の増加を示すより客観的なマーカー）こと，入院した患者のそれぞれがSARS-CoV-2 RBDに対して非常に高いIgG反応を示したことは注目に値する。

最後に

ヒト血清中のSARS-CoV-2抗体の測定のための効率的で再現性の高いプラットフォームを報告し、COVID-19の重症度がウイルス受容体結合ドメインに対する抗体産生量と相関していることをSARS-CoV-1のデータと一致していることを発見した。COVID-19の症状の重症度を簡単な指標として使用することで、病院が血漿を治療薬として使用する方向に向かう中で、患者が理想的な回復期血漿ドナーとなる可能性があることを含めて、広範囲な意味を持つ。保護免疫の真の相関関係と保護免疫の予測因子を定義するためのさらなる研究が緊急に必要である。

おしまいです。

次の記事までお待ちください。