Comparative analysis of eleven SARS-CoV-2 immunoassays and neutralisation data: time to enhance standardisation and correlation of protection.

Abstract

[EN] To infer a reliable SARS-CoV-2 antibody protection level from a serological test, an appropriate quantitative threshold and solid equivalence across serological tests are needed. Additionally, tests should show a solid correlation with neutralising assays and with the protection observed in large population cohorts even against emerging variants. We studied convalescent and vaccinated populations using 11 commercial antibody assays. Results were compared to evaluate discrepancies across tests. Neutralisation capacity was measured in a subset of the samples with a lentiviral-based assay. Serum from convalescent (n = 121) and vaccinated individuals (n = 471, 260 with Comirnaty, 110 with Spikevax, and 96 with Vaxzevria) was assessed using 11 different assays, including two from Abbott, Euroimmun, Liaison, Roche, and Vircell, and one from Siemens. A spike protein-lentiviral vector with a fluorescent reporter was used for neutralisation assay of serum from convalescent (n = 26) and vaccinated (n = 39) individuals. Positivity ranged between 81.3 and 94.3% after infection and 99.4 and 99.7% after vaccination, depending on the assay. Both cohorts showed a high level of qualitative agreement across tests (Fleiss' kappa = 0.598 and 0.719 for convalescent and vaccinated respectively). Spikevax vaccine recipients showed the highest level of antibodies in all tests. Effectiveness of each test predicting SARS-CoV-2 neutralising capacity depended on assay type and target, with CLIA and anti-S being more effective than ELISA and anti-N assays, respectively. High-throughput immunoassays are good predictors of neutralising capacity. Updated targets and better standardisation would be required to find an effective correlate of protection, especially to account for antibodies against new variants.

[ES] En esta publicación se evalúan y comparan 11 distintos tests de medición de anticuerpos de SARS-CoV-2 en dos poblaciones: una de individuos tras pasar la infección y otra de voluntarios con dos dosis de vacuna, ya sea de ARN mensajero (Spikevax y Comirnaty) o de vector viral (Vaxzevria). Adicionalmente, se estudió la capacidad de neutralizar el virus de los anticuerpos usando un ensayo de neutralización con vectores pseudovirales. El estudio destaca que el mayor nivel de anticuerpos se encuentra en recipientes de la vacuna Spikevax (Moderna), y la menor en aquellos pacientes que obtuvieron inmunidad tras infección. Se aporta también una evaluación de los tests: por norma general, los tests CLIA predijeron mejor la capacidad neutralizante de Spike que los test ELISA. Asimismo, los test que medían anticuerpos anti-Spike predijeron mejor que los tests anti-Nucleocápside. Es digno de mención que estos ensayos se realizaron en las variantes ancestrales del SARS-CoV-2, y no en las que circulan actualmente. Más importante, el estudio muestra las diferencias en la neutralización entre anticuerpos post-vacunación y post-infección: si bien en los tests los individuos vacunados muestran más anticuerpos, en la neutralización los pacientes infectados muestran de media una capacidad de neutralización similar a los individuos vacunados. Esto puede ser debido a las distintas fracciones de anticuerpos generadas, siendo la post-infección más variada en epítopos y la post-vacunal más centrada en anticuerpos anti-RBD (Dominio de Unión al Receptor). Los test de anticuerpos in vitro podrían estar midiendo peor la respuesta compleja generada tras la infección. En resumen, se indica la importancia de obtener tests in vitro fiables y sólidos, sobre todo adaptados al nuevo contexto del SARS-CoV-2, con nuevas variantes circulantes y nuevas poblaciones, ya que una mayoría de la población posee una mezcla compleja de anticuerpos tras varias exposiciones al virus tanto naturales como vacunales.