Introducción

La pandemia de COVID-19 ha afectado severamente a la humanidad en los últimos años, después del reporte del primer caso en Wuhan, provincia de Hubei en China, en diciembre de 2019, causando una alta morbilidad y mortalidad en todos los países del mundo^1,2.

Gracias al desarrollo científico moderno, a la movilización de recursos, y a que ya se tenían algunas bases previas, se logró el desarrollo de vacunas con buena calidad y seguridad, para prevenir el COVID-19, y hoy se dispone de un buen número de ellas autorizadas para uso masivo, y las cuales según los ensayos clínicos presentan diferentes niveles de eficacia para evitar la infección por el virus, los cuales van desde el 50% al 95%; en una alta proporción de los casos, todas evitan la presentación de casos graves relacionados con hospitalización o mortalidad³.

Desde los primeros meses de la pandemia estuvieron disponibles en el mercado diferentes pruebas para la detección de anticuerpos IgM, IgG, y totales, contra SARS-CoV-2, en diferentes formatos y contra diferentes proteínas del virus. La evidencia actual es que las que tienen mayor sensibilidad y especificidad son las pruebas automatizadas, dirigidas contra la proteína de unión del virus (RBD, por sus siglas en inglés) de la proteína spike (Por su denominación en inglés), y que la respuesta de anticuerpos no necesariamente se correlaciona con los anticuerpos neutralizantes contra el virus. El primer grupo de pruebas fueron de tipo cualitativo, y estaban orientadas principalmente a complementar el diagnóstico o a evaluar contacto previo con el agente^1,4.

La efectividad de las vacunas para COVID-19 en el mundo real se hace a través de indicadores indirectos como hospitalización, necesidad de unidad de cuidados intensivos (UCI) y mortalidad, en general con muy buenos resultados para todas las marcas disponibles⁵. La respuesta inmune humoral a las vacunas en los ensayos clínicos se realiza midiendo el nivel de anticuerpos neutralizantes contra la proteína spike del SARS-CoV-2; sin embargo, después de una vacunación masiva, esta metodología no es práctica debido a sus altos costos y a su complejidad técnica, y se requiere, por lo tanto, de una prueba serológica, fácil de realizar, y costo eficiente. Esto hizo que las compañías migraran hacia el desarrollo de técnicas de medición de anticuerpos cuantitativos tipo IgM, IgG o totales por inmunoensayo ligado a enzima, inmunoensayo quimioluminiscente, o inmunoensayo fluorescente. El segundo paso era establecer la correlación de esos niveles de anticuerpos con los anticuerpos neutralizantes, para utilizarlos como un correlato de protección, y ya se dispone de trabajos que asi lo sugieren^6,7.

Si bien, no se recomienda que a todas las personas que reciban la vacuna para COVID-19 se les realice medición de la respuesta de anticuerpos frente a la misma, ya que sería una estrategia que no es costo eficiente, sí conviene realizar estudios aleatorios en poblaciones seleccionadas que nos permitan corroborar esta respuesta obtenida e informada en los ensayos clínicos.

El propósito de este estudio fue evaluar la intensidad y la duración de la respuesta inmune humoral frente a la vacunación para COVID-19 en trabajadores de la salud de dos hospitales de alta complejidad, utilizando una prueba cuantitativa que detecta anticuerpos IgG por quimioluminiscencia indirecta.

Materiales y métodos

Estudio de cohorte prospectiva, donde se incluyeron trabajadores asistenciales de los Hospitales San Vicente Fundación de Medellín y Rionegro, Colombia. Partiendo de una población de 3000 trabajadores, con una confianza del 95%, y considerando una proporción de trabajadores con presencia de anticuerpos esperada de 70%+/-5 y una desviación del 5%, se estimó un tamaño de muestra de 292 trabajadores, utilizando la calculadora OpenEpi®.

Se hizo una asignación proporcional de la muestra por institución así: 219(75%) Hospital de Medellín y 73(25%) Hospital de Rionegro. La asignación de las personas al estudio fue de manera aleatoria en cada centro. Se incluyeron trabajadores de ambos sexos y todas las edades, que tuvieran el cargo de médico, enfermera, auxiliar de enfermería, bacteriólogo, o terapeuta respiratorio.

El proyecto contempló tres mediciones de anticuerpos cuantitativos a cada trabajador:

A cada participante se le tomó el consentimiento informado, y además se le realizó una encuesta que contenía las variables objeto del estudio: edad, sexo, tipo de trabajador, sitio de trabajo, antecedentes de covid-19, la vacuna recibida y el tiempo transcurrido. En cada uno de los tres momentos se les tomó una muestra de sangre por venopunción, la cual fue conservada y transportada en condiciones estandarizadas; de dicha muestra se obtuvo suero para su posterior procesamiento.

Las muestras de suero fueron procesadas para la medición de anticuerpos IgG por quimioluminiscencia indirecta con la prueba Siemens Atellica IM SARS-CoV-2 IgG (sCOVG), por profesionales del laboratorio entrenados y siguiendo las instrucciones del fabricante. El método es un inmunoensayo de quimioluminiscencia tipo sándwich de 2 pasos, que está diseñado para el análisis cuantitativo de anticuerpos tipo IgG contra la porción RBD de la proteína Spike del SARS-CoV-2.

Los resultados del ensayo sCOVG se dan en U/ml, y el punto de corte de positividad se define como ≥ 1,00 U/ml. La prueba tiene un rango de medición de 0,50-150,00 U/ml. Estas unidades se convierten en unidades de unión a anticuerpos (BAU, por sus siglas en inglés) por un factor de conversión sugerido por la casa comercial de 21.8; esto siguiendo las recomendaciones de la organización mundial de la salud (OMS) para la estandarización de los ensayos serológicos. Debido a que el límite superior de detección de la prueba es de 150 U/ml (3270 BAU/ml) y no permite diluciones para obtener el valor exacto, en caso de obtenerse un resultado >150 este se interpretó como igual a 3270.

La información relacionada con cada una de las variables fue recolectada por las personas que realizaron la toma de muestras, bajo la supervisión de uno de los investigadores. La información fue consignada en una base de datos en Excel (Microsoft^®), a partir de la cual se exportó al paquete estadístico SPSS (IBM^®) v. 27 para su posterior tabulación y análisis.

Para el análisis de la información se utilizó la estadística descriptiva. Para las variables cuantitativas se utilizó la media o la mediana, según la distribución de los datos por Kolmogorov Smirnov, con su desviación estándar o rango intercuartílico. Para las variables cualitativas se utilizó la distribución de frecuencias absolutas y relativas de las categorías de las variables.

Para relacionar dos variables cuantitativas o una cuantitativa con una cualitativa se utilizó la t de Student o la U de Mann Whitney según la distribución de los datos. Para relacionar dos variables cualitativas dicotómicas se utilizó el Chi cuadrado o el test exacto de Fischer según el número de datos. Se consideró como significativa la diferencia si p<0.05.

Resultados

Se incluyeron en la primera medición 306 trabajadores de la salud, en la segunda 169 y en la tercera 88. En la tabla 1 se presentan las características generales de la población en las tres mediciones.

El 27,7%(85/306) de los trabajadores que participaron en la primera medición tenían el antecedente de haber sufrido CO-VID-19 confirmado; de estos el 81,1%(69/85) antes de la vacunación, 1,1%(1/85) después de la primera dosis, y 6%(15/85) después de la segunda dosis. El 69,4%(59/85) sufrieron CO-VID-19 hacía más de 6 meses, el 10,6%(9) entre 3 y 6 meses, 10,6%(9) entre 1 y 3 meses, y el 9,4%(8/85) menos de 1 mes.

El 91,5%(280/306) de los trabajadores recibieron la vacuna de Pfizer, el 8,2%(25/306) la vacuna de Sinovac, y el 0,3%(1/306) la vacuna de Jansen. El 3,6%(10/280) de los trabajadores vacunados con Pfizer recibieron una sola dosis, por haber sufrido COVID-19.

El 2,9%(5/169) de los trabajadores que participaron en la segunda medición sufrió COVID-19 entre la primera y la segunda medición. El 4,1%(7/169) de los trabajadores se habían aplicado una dosis adicional de vacuna.

El 59,1%(52/87) de los trabajadores que participaron en la tercera medición presentó COVID-19 confirmado por laboratorio, entre la segunda y la tercera medición.

De los 88 trabajadores que participaron en las tres mediciones, el 20,4%(18) no se había aplicado una dosis de refuerzo, el 55,7%(49) recibieron refuerzo con Aztra Zeneca, 14,8%(13) con Pfizer, 7,9%(7) con Moderna, con Sinovac.

En la tabla 2 se presentan las medianas de tiempo de medición de anticuerpos con respecto a la primera vacuna y el resultado de anticuerpos IgG en los trabajadores estudiados:

En la primera medición, la mediana de anticuerpos en los trabajadores que recibieron la vacuna Pfizer fue de 875,5 BAU/ ml (RIQ:434-2837), y la de los que recibieron Sinovac fue de 105 BAU/ml (RIQ: 63,8-226,2).

En la primera medición, la mediana de anticuerpos de los trabajadores que habían sufrido COVID-19 fue de 2195 BAU/ ml (RIQ:622-3270), mientras que en los que no tenían el antecedente de COVID-19 fue de 1167 BAUI/ml (RIQ:417-2047).

El 21,2%(65/306) de los trabajadores tuvieron una respuesta mayor de 3270 BAU en la primera medición, el 7,7%(13/169) en la segunda y el 71,6%(63/88) en la tercera.

Al analizar qué proporción de pacientes con respuesta de anticuerpos >3270 BAU/ml en la primera medición, habían sufrido COVID-19 previamente, se encontró este antecedente en el 53,9%, mientras que en los que tuvieron <3270 BAU/ ml, dicho antecedente solo estuvo presente en el 20,7%, con una diferencia estadísticamente significativa (p<0.05).

En la tabla 3 se presentan los resultados de la prueba de anticuerpos en la tercera medición, de acuerdo con el antecedente de COVID-19 después de la segunda toma y el haber recibido dosis de refuerzo

El promedio de tiempo transcurrido entre la dosis de refuerzo y la tercera medición fue de 77,5(RIQ:64,5-92) días.

En la tercera medición, el 71,4% (45/63) de los que tuvieron >3270 BAU/ml habían tenido COVID-19 entre la segunda y la tercera toma, mientras que el 28,6%(18/63) que no lo tuvieron, alcanzaron esos niveles de anticuerpos, con una diferencia estadísticamente significativa. No se encontraron diferencias estadísticamente significativas en los niveles de anticuerpos IgG al comparar por edad, sexo, lugar de trabajo, o cargo.

La mediana de anticuerpos IgG en BAU/ml los 88 trabajadores que participaron en las tres mediciones fue: 1071 (RIQ: 424,53229) en la primera medición, 192,3 (RIQ: 110,5-385,6) en la segunda, y 3270 (RIQ: 2480-3270) en la tercera (Figura 1).

Figura 1 Medianas de niveles de anticuerpos IgG en cada medición en los trabajadores que participaron en las tres mediciones P<0.05 entre los grupos 

La mediana de anticuerpos en la segunda medición para los trabajadores que posteriormente sufrieron COVID-19 fue de 187(RIQ:31,2-3270) BAU/ml, mientras que para los que no lo sufrieron fue de 253(RIQ:11,7-3270) BAU/ml.

En la figura 2 se presentan los niveles de anticuerpos en rangos, de los 88 trabajadores que participaron en la tercera medición.

Figura 2 Distribución porcentual de los niveles de anticuerpos IgG por rangos, en trabajadores de la salud que participaron en la tercera medición 

Discusión

La forma más adecuada para determinar la respuesta inmune al SARS-CoV-2 después de la vacunación, es la medición de los títulos de anticuerpos neutralizantes contra la proteína spike, lo cual se considera como el estándar de oro, al menos para identificar respuesta humoral. Sin embargo, su realización presenta dificultades técnicas y altos costos, lo que motivó el desarrollo de ensayos serológicos cuantitaivos, fáciles de realizar, costo-eficientes, y que a su vez tuvieran buena correlación con los ensayos de neutralización^6,7. En un estudio realizado por Irsara et al., evaluando la correlación de la prueba utilizada en nuestro estudio (sCOVG), se encontró un r=0.843, y un acuerdo cualitativo de 98,5% con el ensayo de neutralización, lo que sugiere que la prueba funciona como un buen correlato para anticuerpos neutralizantes⁸.

En vista que no se disponía de un estándar internacional que permitiera comparar los resultados de las pruebas serológicas cuantitativas comerciales⁹, y había variación en el reporte de los resultados, encontrando diferentes formatos, se recomienda que tanto los desarrolladores de vacunas, la industria de pruebas diagnósticas, los laboratorios de referencia, y los grupos de investigación basen sus investigaciones y publicaciones en un estándar internacional recomendado por la OMS, y que utilicen para su reporte UI/ml si se trata de anticuerpos neutralizantes o Unidades de Unión de Anticuerpos (BAU, por sus siglas en inglés) para las pruebas serológicas comerciales^10,11.

En nuestro estudio, en la primera medición de anticuerpos IgG contra RBD, aproximadamente 4 meses después de un esquema de vacunación completo para COVID-19 se observó una buena respuesta, con una mediana de 770,5 BAU/ml; dicha respuesta fue mayor en los trabajadores que tenían el antecedente de infección previa por SARS-CoV-2, lo cual concuerda con diferentes estudios, en los que los pacientes con infección previa tenían una respuesta de anticuerpos IgG contra la proteína spike mayor en comparación con los individuos sin infección previa^12,13,14. Lo anterior llevó a la decisión de que personas previamente infectadas requerían una sola dosis de la vacuna de Pfizer para inducir una respuesta eficaz¹⁵.

La mediana de niveles de anticuerpos encontrados en la primera medición es consistente con el estudio realizado por Perkmann et al. en el cual evaluaron los niveles de anticuerpos IgG anti-5 de 50 participantes que habían recibido la vacuna AZD1222 y observaron que 3 semanas después de recibida la segunda dosis de la vacuna, los niveles medianos de anticuerpos fueron de 895,5 BAU/mL (RIQ:611,8-1681,0). 5e ha descrito que los niveles de anticuerpos comienzan a elevarse después de la primera semana de aplicado el biológico hasta la cuarta semana y a partir de allí se mantiene estables hasta por tres meses o más¹⁶.

La respuesta de anticuerpos que se obtuvo en nuestro estudio, en la primera muestra, en vacunados con Pfizer (875,5 BAU/mL) se correlaciona con una eficacia de respuesta a la vacuna del 80% (506-2359 BAU/mL), un poco menor a la descrita en los ensayos clínicos (alrededor del 90% contra la enfermedad sintomática); sin embargo, se debe tener en cuenta que las características poblacionales de los individuos participantes en los ensayos clínicos pueden ser genética y demográficamente diferentes a la de la población general; además, puede haber variaciones en la eficiencia obtenida a partir del "mundo real" dado que en eventos de vacunación masiva hay factores que no se pueden controlar^17,18.

La mediana de anticuerpos en las personas vacunadas con la vacuna de Sinovac en la primera medición fue de 105 BAU/ml, muy por debajo de lo obtenido con Pfizer (875,5 BAU/ml). La diferencia de los resultados puede deberse a lo que ha sido documentado por otros autores como Tanriover et al., quienes estudiaron la eficacia y seguridad de la vacuna CoronaVac dejando en evidencia la moderada respuesta inmunológica de tipo IgG anti RBD que genera esta vacuna, lo cual se explica porque la vacuna CoronaVac al ser la partícula viral inactivada genera una respuesta inmune menos específica que no solo se limita a la proteína spike sino a otras proteínas del SARS-CoV-2, como las proteínas la matriz, la envoltura y la nucleoproteína, lo que se refleja en la generación de una amplia gama de respuestas inmunogénicas¹⁹. El método utilizado en nuestro estudio detecta solo anticuerpos IgG anti RBD.

En la segunda medición de anticuerpos IgG, realizada aproximadamente 8 meses después de la primera dosis de vacuna, se encontró una disminución significativa en la mediana de anticuerpos, la cual fue de 185,7 BAU/ml. Diferentes estudios han reportado la pérdida de la inumnidad humoral frente a SARS-CoV-2 a través del tiempo, y ello llevó a la recomendación de aplicar dosis de refuerzo^20,21; sin embargo, otros estudios demuestran que si bien la inmunidad disminuye, no desaparece totalmente y que pudiera responder adecuadamente frente a un nuevo reto²².

En la tercera medición realizada aproximadamente 12 meses después de la primera dosis de vacuna, se encontró una mediana de anticuerpos bastante alta (3270 BAU/ml), lo cual es explicable por la dosis de refuerzo recibida por el 81,8% de los participantes y el antecedente de COVID-19 entre la segunda y la tercera toma en el 59,1% de los trabajadores. Está documentado que la tercera dosis o dosis de refuerzo restablece la respuesta inmune humoral principalmente a expensas de IgG²³, aunque hay que tener en cuenta el efecto que sobre esta respuesta tiene el antecedente de la enfermedad²².

No se encontraron diferencias significativas entre la respuesta de anticuerpos frente a la edad, lo que concuerda con otros estudios como el de EyrenDW y et al.²⁴, con una mediana de edad de 41 años y el de Cordova Et. al²⁵, con una mediana de 47 años. La población de nuestro estudio fue en su mayoría joven, por lo que no es comparable con otros estudios que incluyen población más adulta¹², donde a mayor edad es menor la respuesta. En este estudio predominó el sexo femenino, tal como lo encontraron Cordova Et al.²⁵ en su estudio (73,3%), lo cual es explicable por la mayor cantidad de auxiliares de enfermería y enfermeras dentro del personal asistencial.

El 75% de los trabajadores que participaron en la tercera medición tuvieron anticuerpos >= 2360 BAU/ml, lo cual res-presenta una protección del 90% para COVID-19 sintomático según la publicación de Feng Et al.¹⁷; el 19,3% tuvieron niveles entre 506 y 2359 BAU/ml, lo cual se correlaciona con una protección del 80%, según el mismo autor.

Unos pocos trabajadores tuvieron respuesta negativa a la presencia de anticuerpos en alguna de las mediciones, según el límite de detección de la prueba, y si bien algunos autores como Bonelli Et al. y Chemaitelly Et al. han descrito que personas que han recibido trasplantes de órganos, terapias inmunosupresora con anticuerpos monoclonales anti-CD20 y radioterapia pueden tener una pobre respuesta inmunológica a la vacuna contra el SARS-CoV-2^26,27, no es el caso de estos trabajadores en quienes no se identificó ninguno de esos antecedentes; sin embargo, se sabe por experiencia previa con otras vacunas y a partir de los ensayos clínicos de las vacunas anti SARS-CoV-2 que hay sujetos no respondedores por causas aún no esclarecidas.

La principal limitante de este estudio es la pérdida de sujetos en la segunda y tercera medición; sin embargo, consideramos que el número de trabajadores que participaron en las tres mediciones fue suficiente para detectar el resultado, dados los altos niveles de anticuerpos obtenidos en la mayoría de ellos, y no creemos que haya habido un sesgo de selección ya que en este grupo se mantienen las medianas de anticuerpos obtenidas en las dos primeras mediciones con poblaciones mas altas.

Otra limitante fue la linealidad de la prueba cuyo límite máximo de detección fue de 3270 BAU/mL, y a pesar de que muchos de los participantes tenían un valor mayor, no fue posible hacer diluciones para obtener el valor real, ya que dicho procedimiento no está estandarizado para la prueba.

Se sigue investigando con el fin de encontrar pruebas que se comporten como un buen correlato de protección frente a la vacuna para COVID-19 para la población general, y los ensayos quimioluminiscentes de cuantificación de IgG contra la porción RBD de la proteína spike están dentro de los opcionados²⁸.

Finalmente, es posible concluir a partir de este estudio que: