Evaluation of lateral flow and ELISA techniques for detecting IgG and IgM antibodies in COVID-19 cases in Türkiye

East Mediterr Health J. 2023 Feb 26;29(2):91-99. doi: 10.26719/emhj.23.011.

Abstract

Background: Antibody testing can complement molecular assays for detecting COVID-19.

Aims: We evaluated the concurrence between lateral flow assay and enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA) for the detection of antibodies in severe acute respiratory syndrome coronavirus-2 (SARS-CoV-2).

Methods: The study was conducted at Kocaeli University, Türkiye. We used a lateral flow assay and ELISA to test serum samples from COVID-19 cases, confirmed by polymerase chain reaction assays (study group) and pre-pandemic stored serum samples (control group). We used Deming regression to evaluate the antibody measurements.

Results: The study group included 100 COVID-19 cases, and the control group included pre-pandemic samples from 156 individuals. The lateral flow assay detected immunoglobulin M (IgM) and G (IgG) antibodies in 35 and 37 study group samples. ELISA detected IgM nucleocapsid (N) antibodies in 18 samples, and IgG (N) and IgG spike 1 (S1) antibodies in 31 and 29 samples, respectively. None of the techniques detected antibodies in the control samples. Strong correlations were found between lateral flow IgG (N+ receptor-binding domain + S1) and ELISA IgG (S) (r = 0.93, P < 0.01) and ELISA IgG (N) (r = 0.81, P < 0.01). Weaker correlations were seen between ELISA IgG S and IgG N (r = 0.79, P < 0.01) and lateral flow assay and ELISA IgM (N) (r = 0.70, P < 0.01).

Conclusion: Lateral flow assay and ELISA techniques gave consistent results for IgG/IgM antibody measurements towards spike and nucleocapsid proteins, suggesting that both methods can be used to detect COVID-19 where access to molecular test kits is difficult.

تقييم استخدام طريقتَي التدفق الجانبي والمُمْتز المناعي المرتبط بالإنزيم للكشف عن الأجسام المضادة من مجموعة الجلوبيولين المناعي IgG ومجموعة الجلوبيولين المناعي IgM في حالات الإصابة بكوفيد-19 في تركيا.

عائشة آريكان، عثمان دولوكا، سيلا أخان، تامر سانليداج، مورات سيان.

الخلفية: يمكن أن تكون اختبارات الأجسام المضادة مُكمِّلة للمقايسات الجزيئية للكشف عن كوفيد-19.

الأهداف: هدفت هذه الدراسة الى تقييم التوافق بين مقايسة التدفق الجانبي ومقايسة المُمْتز المناعي المرتبط بالإنزيم للكشف عن الأجسام المضادة في حالات الإصابة بفيروس كورونا 2 المسبِّب للمتلازمة التنفسية الحادة الوخيمة (فيروس كورونا-سارس-2).

طرق البحث: أُجريت الدراسة في جامعة كوجائلي في تركيا. وقد استخدمنا مقايسة التدفق الجانبي ومقايسة الممتز المناعي المرتبط بالإنزيم، لاختبار عينات مصلية من حالات مصابة بكوفيد-19 جرى تأكيدها عن طريق مقايسة "تفاعل البوليميراز المتسلسل" (مجموعة دراسة) وعينات مصلية مخزنة سابقة للجائحة (مجموعة مرجعية). واستخدمنا انحدار ديمينج لتقييم قياسات الأجسام المضادة.

النتائج: شملت مجموعة الدراسة 100 حالة إصابة بكوفيد-19، وتضمنت المجموعة المرجعية عينات سابقة للجائحة من 156 شخصًا. وكشفت مقايسة التدفق الجانبي عن وجود أجسام مضادة من مجموعة الجلوبيولين المناعي IgM في 35 عينة وأجسام مضادة من مجموعة الجلوبيولين المناعي IgG في 37 عينة من مجموعة الدراسة. وكشفت مقايسة الممتز المناعي المرتبط بالإنزيم عن وجود أجسام مضادة من مجموعة الجلوبيولين المناعي IgM المضادة للقفيصة النووية (N) في 18 عينة، وأجسام مضادة من مجموعة الجلوبيولين المناعي IgG المضادة للقفيصة النووية (N) في 31 عينة، وأجسام مضادة من مجموعة الجلوبيولين المناعي IgG المضادة للوحدة الفرعية 1 من البروتين الفيروسي الشوكي (S1) في 29 عينة. ولم تكشف أي من الطريقتين عن أجسام مضادة في العينات المرجعية. ووجدنا أوجه ارتباط قوية بين مقايسة التدفق الجانبي للكشف عن الأجسام المضادة من مجموعة الجلوبيولين المناعي IgG (القفيصة النووية + منطقة ارتباط المستقبلات + الوحدة الفرعية 1 من البروتين الشوكي) ومقايسة الممتز المناعي المرتبط بالإنزيم للكشف مجموعة الجلوبيولين المناعي IgG المضادة للبروتين الشوكي (S) (معامل الارتباط = 0.93، القيمة الاحتمالية < 0.01) ومقايسة الممتز المناعي المرتبط بالإنزيم للكشف عن الأجسام المضادة من مجموعة الجلوبيولين المناعي IgG المضادة للقفيصة النووية (معامل الارتباط = 0.81، القيمة الاحتمالية < 0.01). ولوحظ ضعف أوجه الارتباط بين مقايسة الممتز المناعي المرتبط بالإنزيم للكشف عن الأجسام المضادة من مجموعة الجلوبيولين المناعي IgG المضادة للبروتين الشوكي (S) ومجموعة الجلوبيولين المناعي IgG المضادة للقفيصة النووية (N) (معامل الارتباط = 0.79، القيمة الاحتمالية < 0.01) ومقايسة التدفق الجانبي ومقايسة الممتز المناعي المرتبط بالإنزيم للكشف عن الأجسام المضادة من مجموعة الجلوبيولين المناعي IgM المضادة للقفيصة النووية (N) (معامل الارتباط = 0.70، القيمة الاحتمالية < 0.01).

الاستنتاجات: حققت مقايسة التدفق الجانبي ومقايسة الممتز المناعي المرتبط بالإنزيم نتائج متسقة بشأن قياسات الأجسام المضادة من مجموعة الجلوبيولين المناعي IgG والأجسام المضادة من مجموعة الجلوبيولين المناعي IgM، فيما يتعلق بالبروتين الشوكي وبروتين القفيصة النووية، وهو ما يشير إلى إمكانية استخدام كلتا الطريقتين للكشف عن كوفيد-19، في حالة صعوبة توفُّر مجموعات أدوات الاختبارات الجزيئية.

Évaluation du flux latéral et des méthodes ELISA pour la détection des anticorps IgG et IgM parmi les cas de COVID-19 en Türkiye.

Contexte: Le dépistage des anticorps peut compléter les tests de diagnostic moléculaire pour détecter la COVID-19.

Objectifs: Nous avons évalué la concordance entre un test à flux latéral et un test immuno-enzymatique (ELISA) pour la détection d'anticorps contre le coronavirus-2 du syndrome respiratoire aigu sévère (SARS-CoV-2).

Méthodes: L'étude a été menée à l'Université de Kocaeli en Türkiye. Nous avons utilisé un test à flux latéral et un test ELISA pour analyser des échantillons de sérum provenant des cas de COVID-19, confirmés par des tests d'amplification en chaîne par polymérase (groupe d'étude) et des échantillons de sérum stockés avant la pandémie (groupe témoin). Nous avons eu recours à la régression de Deming pour évaluer les mesures des anticorps.

Résultats: Le groupe d'étude comprenait 100 cas de COVID-19 et le groupe témoin incluait des échantillons prélevés avant la pandémie provenant de 156 personnes. Le test à flux latéral a permis de détecter des anticorps antiimmunoglobulines M (IgM) et G (IgG) dans 35 et 37 échantillons des groupes respectivement. Le test ELISA a permis de détecter des anticorps IgM dirigés contre la protéine de la nucléocapside (N) dans 18 échantillons et des anticorps IgG (N) et IgG dirigés contre la protéine Spike 1 (S1) dans 31 et 29 échantillons respectivement. Aucune des deux méthodes n'a permis de détecter la présence d'anticorps dans les échantillons témoins. De fortes corrélations ont été observées entre les IgG détectés par le test à flux latéral (N + domaine de liaison au récepteur + S1) et les IgG ciblant la protéine S détectés par le test ELISA N (r = 0,93, p < 0,01) et les IgG ciblant la protéine N détectés par le test ELISA N (r = 0,81, p < 0,01). Des corrélations plus faibles ont été constatées entre les IgG S et N détectés par le test ELISA N (r = 0,79, p < 0,01) et les IgM N détectés par le test à flux latéral et le test ELISA N (r = 0,70, p < 0,01).

Conclusion: Le test à flux latéral et les méthodes ELISA ont donné des résultats cohérents pour ce qui concerne les mesures des anticorps IgG/IgM dirigés contre les protéines de nucléocapside et Spike. Ceci indique que les deux méthodes peuvent être utilisées, principalement lorsqu'il est difficile d'accéder aux kits de dépistage moléculaire pour détecter la COVID-19.

Keywords: COVID-19; SARS-CoV-2; antibody; enzyme-linked immunosorbent assay; lateral flow assay.

MeSH terms

  • COVID-19* / diagnosis
  • Enzyme-Linked Immunosorbent Assay
  • Humans
  • Immunoglobulin G
  • Immunoglobulin M
  • SARS-CoV-2

Substances

  • Immunoglobulin M
  • Immunoglobulin G