Humoral immunity in reconvalescents and persons vaccinated against COVID-19: a comparative assessment of the main indices of the humoral immune response

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

Specific humoral immunity to SARS-CoV-2 develops due to the formation of neutralizing IgG, which can primarily block the receptor-binding domain of the viral S-protein. The duration of post-infection immunity, as well as avidity of circulating antibodies, play an important role in this process. The aim of this work was to evaluate the amounts of antibodies to SARS-CoV 2 S-protein, their avidity and neutralizing activity in the studied samples of the post-COVID patients versus vaccinated seropositive individuals. Materials and methods. A sample of 113 individuals was studied, which consisted of three experimental groups, i.e.: recovered, vaccinated, as well as recovered and vaccinated persons. Blood serum specimens of the individuals were studied for specific IgG to SARS-CoV-2, along with determination of their quantities (BAU/mL) using Vector-Best kits (Novosibirsk, Russia). The avidity index was determined using a kit manufactured by MedipalTech (Dubna, Russia). Neutralizing ability of the antibodies was assayed by means of ELISA with diagnostic kits from MedipalTech (Dubna, Russia), which resulted into percentage of neutralized S-proteins to RBD. Results. The average levels of IgG did not show significant differences between reconvalescents and vaccinated persons. However, both indicators were significantly lower than those from the groups who recovered from the disease and were vaccinated. A cyclic change in the numbers of antibodies was observed, along with most intensive drop in the level of immunoglobulins over first four months after the illness or vaccination. Despite initially similar levels of immune parameters in both groups, the decline of this index in “vaccinated” group was significantly higher than in the “recovered” group, thus allowing us to conclude that the amounts of specific antibodies in this group was shown to be decreased to zero levels as soon as by the 10th month. IgG index among the «recovered and vaccinated» groups remained unchanged for the entire anamnestic period. Avidity index of the antibodies in vaccinated individuals was higher than in recovered individuals. Meanwhile, this index in both groups was characterized by stable increase over the observation period of 7 to 11 months. The highest levels of antibodies and their avidity were noted in the group of recovered and vaccinated individuals, due to the most complete activation of the immune system. A straight-line trend was revealed for the decreasing index of neutralizing activity during the considered time period. The overall pattern of thee results shows that the neutralizing activity of antibodies is largely determined by the amounts of SARS-CoV-2-specific immunoglobulins. Thus, the time dynamics of antibodies to SARS-CoV-2 in various groups of examined individuals was revealed. Direct correlation was established between the neutralizing activity and amounts of immunoglobulins, as well as the role of vaccination for increased avidity of antibodies.

About the authors

Ilshat F. Karimov

Orenburg State Medical University

Author for correspondence.
Email: ifkarimov@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0001-6853-4242
SPIN-code: 2898-9150
Scopus Author ID: 26650061100
ResearcherId: F-2041-2015

PhD (Biology), Laboratory of Microbiology, Research Center, Associate Professor, Department of Microbiology

Russian Federation, 5, Sharlyk highway, Orenburg, 460048

Alexey G. Korneev

Orenburg State Medical University

Email: proletela@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-7574-0527

PhD (Biology), Associate Professor, Department of Epidemiology and Infectious Diseases

Russian Federation, Orenburg

Sergey D. Borisov

Orenburg State Medical University

Email: sdborisov56@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-4386-8745

PhD (Medicine), Honored Doctor of the Russian Federation, Head, Laboratory of Microbiology, Research Center, Associate Professor, Department of Microbiology, Virology, Immunology

Russian Federation, Orenburg

Svetlana Yu. Nosyreva

Orenburg State Medical University

Email: swet1212@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-2758-7388

PhD (Medicine), Associate Professor, Department of Epidemiology and Infectious Diseases, Clinical Virologist, Research Center

Russian Federation, Orenburg

Anastasia A. Ushakova

Orenburg State Medical University

Email: mjasoed.na@inbox.ru

Assistant Professor, Department of Epidemiology and Infectious Diseases

Russian Federation, Orenburg

Anna A. Pankova

Orenburg State Medical University

Email: pankovaaa@mail.ru

Student, Medical Faculty

Russian Federation, Orenburg

Alexandr S. Pankov

Orenburg State Medical University

Email: aspan751@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-4994-6633

PhD, MD (Medicine), Associate Professor, Head, Department of Epidemiology and Infectious Diseases, Director, Research Center

Russian Federation, Orenburg

References

  1. Носырева С.Ю., Паньков А.С., Корнеев А.Г. Новая коронавирусная инфекция (COVID-19) у детей: клинико-лабораторные и диагностические аспекты // Детские инфекции, 2021. Т. 20, № 3. С. 23-28. [Nosyreva S.Yu., Pankov A.S., Korneev A.G. New coronavirus infection (COVID-19) in children: clinical, laboratory and diagnostic aspects. Detskiye infekcii = Children’s Infections, 2021, Vol. 20, no. 3, pp. 23-28. (In Russ.)]
  2. Bauer G. The potential significance of high avidity immunoglobulin G (IgG) for protective immunity towards SARS-CoV-2. Int. J. Infect. Dis., 2021, Vol. 106, pp. 61-64.
  3. Benner S.E., Patel E.U., Laeyendecker O., Pekosz A., Littlefield K., Eby Y., Fernandez R.E., Miller J., Kirby C.S., Keruly M., Klock E., Baker O.R., Schmidt H.A., Shrestha R., Burgess I., Bonny T.S., Clarke W., Caturegli P., Sullivan D., Shoham S., Quinn T.C., Bloch E.M., Casadevall A., Tobian A.A.R., Redd A.D. SARS-CoV-2 antibody avidity responses in COVID-19 patients and convalescent plasma donors. J. Infect. Dis., 2020, Vol. 222, no. 12, pp. 1974-1984.
  4. Cascella M., Rajnik M., Aleem A., Dulebohn S.C., di Napoli R. Features, evaluation, and treatment of coronavirus (COVID-19) [Updated 2022 Feb 5]. In: StatPearls [Internet]. Treasure Island (FL): StatPearls Publishing; 2022 Jan.
  5. Dan J.M., Mateus J., Kato Y., Hastie K.M., Yu E.D., Faliti C.E., Grifoni A., Ramirez S.I., Haupt S., Frazier A., Nakao C., Rayaprolu V., Rawlings S.A., Peters B., Krammer F., Simon V., Saphire E.O., Smith D.M., Weiskopf D., Sette A., Crotty S. Immunological memory to SARS-CoV-2 assessed for up to 8 months after infection. Science, 2021, Vol. 371, no. 6529, eabf4063. doi: 10.1126/science.abf4063.
  6. Esakandari H., Nabi-Afjadi M., Fakkari-Afjadi J., Farahmandian N., Miresmaeili S.M., Bahreini E. A comprehensive review of COVID-19 characteristics. Biol. Proced. Online, 2020, Vol. 22, 19. doi: 10.1186/s12575-020-00128-2.
  7. Grigoryan L., Pulendran B. The immunology of SARS-CoV-2 infections and vaccines. Semin. Immunol., 2020, Vol. 50, 101422. doi: 10.1016/j.smim.2020.101422.
  8. Jain R., Mallya M.V., Amoncar S., Palyekar S., Adsul H.P., Kumar R., Chawla S. Seroprevalence of SARS-CoV-2 among potential convalescent plasma donors and analysis of their deferral pattern: Experience from tertiary care hospital in western India. Transfus. Clin. Biol., 2022, Vol. 29, no. 1, pp. 60-64.
  9. Kaur S.P., Gupta V. COVID-19 Vaccine: A comprehensive status report. Virus Res., 2020, Vol. 288, 198114. doi: 10.1016/j.virusres.2020.198114.
  10. Longueira Y., Polo M.L.; InViV working group; Biobanco de Enfermedades Infecciosas Colección COVID19 working group, Turk G, Laufer N. Dynamics of SARS-CoV-2-specific antibodies among COVID19 biobank donors in Argentina. Heliyon, 2021, Vol. 7, no. 10, e08140. doi: 10.1016/j.heliyon.2021.e08140.
  11. Luo C., Liu M., Li Q., Zheng X., Ai W., Gong F., Fan J., Liu S., Wang X., Luo J. Dynamic changes and prevalence of SARS-CoV-2 IgG/IgM antibodies: Analysis of multiple factors. Int. J. Infect. Dis., 2021, Vol. 108, pp. 57-62.
  12. Mahajan A., Manchikanti L. Value and validity of coronavirus antibody testing. Pain Physician, 2020, Vol. 23, no. 4S, pp. S381-S390.
  13. Moura A.D., da Costa H.H.M., Correa V.A., de S Lima A.K., Lindoso J.A.L., De Gaspari E., Hong M.A., Cunha-Junior J.P., Prudencio C.R. Assessment of avidity related to IgG subclasses in SARS-CoV-2 Brazilian infected patients. Sci. Rep., 2021, Vol. 11, no. 1, 17642. doi: 10.1038/s41598-021-95045-z.
  14. Sun B., Feng Y., Mo X., Zheng P., Wang Q., Li P., Peng P., Liu X., Chen Z., Huang H., Zhang F., Luo W., Niu X., Hu P., Wang L., Peng H., Huang Z., Feng L., Li F., Zhang F., Chen L. Kinetics of SARS-CoV-2 specific IgM and IgG responses in COVID-19 patients. Emerg. Microbes Infect., 2020, Vol. 9, no. 1, pp. 940-948.
  15. Wu C., Liu Y., Yang Y., Zhang P., Zhong W., Wang Y., Wang Q., Xu Y., Li M., Li X., Zheng M., Chen L., Li H. Analysis of therapeutic targets for SARS-CoV-2 and discovery of potential drugs by computational methods. Acta Pharm. Sin. B., 2020, Vol. 10, no. 5, pp. 766-788.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
2. Figure 1. Dependence of the level of IgG to SARS-CoV-2 on the duration of the disease. Note. Group “recovered”, gray bars; group “vaccinated”, white bars.

Download (166KB)

Copyright (c) 2022 Karimov I.F., Korneev A.G., Borisov S.D., Nosyreva S.Y., Ushakova A.A., Pankova A.A., Pankov A.S.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».