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チクングニヤウイルスとマヤロウイルスの共感染後の血清学的調査のロバスト性
Robustness of Serologic Investigations for Chikungunya and Mayaro Viruses following Coemergence.
PMID: 32024703 PMCID: PMC7002312. DOI: 10.1128/mSphere.00915-19.
抄録
2013年以降、節足動物を媒介とするチクングニヤウイルス（CHIKV）が中南米で自己同種のマヤロウイルス（MAYV）と共感染している。両者は同じアルファウイルス血清複合体に属し、セムリキ・フォレスト血清複合体と呼ばれています。一般的に使用されている血清学的検査におけるCHIKVとMAYVの抗原的関連性に起因する抗体交差反応性の程度は不明のままである。ペルーとブラジルで実施されたコホート研究で得られた64のCHIKV-および37のMAYV特異的血清を検査することにより、構造抗原に基づく市販の酵素結合免疫吸着アッセイ（ELISA）を用いて約50％の偽陽性検査結果を示した。対照的に、CHIKVとMAYVのELISAを組み合わせると、すべてのコホートで陽性予測値（PPV）がIgMで35.3％から88.2％、IgGで61.3％から96.8％と有意に増加した（<0.0001）。CHIKV特異的な患者血清を縦断的に採取した結果、症状発症後5～9日目（dpo）にIgM検査、10～14日目にIgG検査でELISAの特異性が最も高いことが示された。 ELISAにおけるIgG交差反応は非対称であり、MAYV特異的な血清では57.9％、CHIKV特異的な血清では29.5％であった。CHIKVとMAYVのプラーク低減中和検査（PRNT）を並行して行うと、PPVは80.0％から100％に増加した（=0.0053）。しかし、手技に手間がかかることや血清転換の遅れにより、患者診断のためのPRNTには限界がある。まとめると、CHIKVまたはMAYVのみを対象とした個別の検査は、患者の診断および血清疫学的調査に劇的な影響を与える誤分類を起こしやすい。CHIKVとMAYVの両方のためのパラレルELISAは、CHIKVとMAYVの感染症を区別するための簡単で効率的なソリューションを提供する。このアプローチは、アルファーウイルスの共存が同様の問題を引き起こすような状況において、世界的にテンプレートを提供する可能性があります。ラテンアメリカにおけるチクングニヤウイルス（CHIKV）とマヤロウイルス（MAYV）の地理的に重複した感染は、抗原的に関連したウイルスに対する抗体が交差反応を起こし、偽陽性の検査結果を引き起こす可能性があるため、血清学的診断と疫学的サーベイランスを困難にしている。我々は、広く使用されているELISAおよびプラーク低減中和検査が、CHIKVとMAYVの共存のシナリオにおいて特異的な抗体検出を可能にするかどうかを検討した。この目的のために、ペルーからの患者由来のMAYV特異的血清37検体とブラジルからの患者由来のCHIKV特異的血清64検体を使用した。これらのサンプルの広範な検査により、ELISA、特に患者診断に一般的に使用されるIgMに対する強い抗体交差反応性が明らかになった。また、低頻度ではありますが、交差中和も観察されました。両ウイルスの並行検査と ELISA 反応性および中和抗体価の比較により，診断特異性が有意に向上した．我々のデータは、CHIKVおよびMAYV特異的抗体のロバストな鑑別を確実に行うための便利で実用的なソリューションを提供するものである。
Since 2013, the arthropod-borne Chikungunya virus (CHIKV) has cocirculated with the autochthonous Mayaro virus (MAYV) in Latin America. Both belong to the same alphavirus serocomplex, termed the Semliki Forest serocomplex. The extent of antibody cross-reactivity due to the antigenic relatedness of CHIKV and MAYV in commonly used serologic tests remains unclear. By testing 64 CHIKV- and 37 MAYV-specific sera from cohort studies conducted in Peru and Brazil, we demonstrate about 50% false-positive test results using commercially available enzyme-linked immunosorbent assays (ELISAs) based on structural antigens. In contrast, combining ELISAs for CHIKV and MAYV significantly increased positive predictive values (PPV) among all cohorts from 35.3% to 88.2% for IgM and from 61.3% to 96.8% for IgG ( < 0.0001). Testing of longitudinally collected CHIKV-specific patient sera indicated that ELISA specificity is highest for IgM testing at 5 to 9 days post-onset of symptoms (dpo) and for IgG testing at 10 to 14 dpo. IgG cross-reactivity in ELISA was asymmetric, occurring in 57.9% of MAYV-specific sera compared to 29.5% of CHIKV-specific sera. Parallel plaque reduction neutralization testing (PRNT) for CHIKV and MAYV increased the PPV from 80.0% to 100% ( = 0.0053). However, labor-intense procedures and delayed seroconversion limit PRNT for patient diagnostics. In sum, individual testing for CHIKV or MAYV only is prone to misclassifications that dramatically impact patient diagnostics and sero-epidemiologic investigation. Parallel ELISAs for both CHIKV and MAYV provide an easy and efficient solution to differentiate CHIKV from MAYV infections. This approach may provide a template globally for settings in which alphavirus coemergence imposes similar problems. Geographically overlapping transmission of Chikungunya virus (CHIKV) and Mayaro virus (MAYV) in Latin America challenges serologic diagnostics and epidemiologic surveillance, as antibodies against the antigenically related viruses can be cross-reactive, potentially causing false-positive test results. We examined whether widely used ELISAs and plaque reduction neutralization testing allow specific antibody detection in the scenario of CHIKV and MAYV coemergence. For this purpose, we used 37 patient-derived MAYV-specific sera from Peru and 64 patient-derived CHIKV-specific sera from Brazil, including longitudinally collected samples. Extensive testing of those samples revealed strong antibody cross-reactivity in ELISAs, particularly for IgM, which is commonly used for patient diagnostics. Cross-neutralization was also observed, albeit at lower frequencies. Parallel testing for both viruses and comparison of ELISA reactivities and neutralizing antibody titers significantly increased diagnostic specificity. Our data provide a convenient and practicable solution to ensure robust differentiation of CHIKV- and MAYV-specific antibodies.
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