Seroprevalence of Opsonophagocytic Antibodies against Serotype Ia, Ib, II, III, and V Group B Streptococcus among Korean Population

Abstract

Background Invasive Streptococcus agalactiae (Group B Streptococcus, GBS) infection most commonly occurs in infants; however, cases of GBS infection in adults, particularly in the elderly with significant underlying diseases, are being increasingly reported. The serotype specific opsonophagocytic antibodies (the major mechanism of protection against GBS) in infants, adults, and the elderly were analyzed. Methods Variant assay parameters were optimized: target bacteria preparation, concentration of baby rabbit complement and concentration of Neutral red and Tris solution. Colored colonies were counted using colony counting software called NICE (NIST’s Integrated Colony Enumerator; National Institute of Standard and Technology, Gaithersburg, MD, U.S.A.). Through setting up of GBS opsonophagocytic assay (OPA), the opsonization indices (OIs) of antibodies against serotype Ia, Ib, II, III, and V GBS were studied in 89 infants, 35 adults (age, 30–50 years), and 62 elderly individuals (age, 65–85 years) according to the GBS OPA protocol at University of Alabama at Birmingham (www.vaccine.uab.edu). Results Various parameters of assay were optimized. The growth of target cell survivor was compared under various conditions. Addition of Neutral red and Tris solution was not influenced on serum bactericidal index. The accuracy of the colony counting method using software was compared to manual counting method. The automated counting program with using Neutral red was highly correlated with manual counting of colorized colonies. Inter- and intra-assay reproducibility was acceptable. Through this GBS OPA, geometric means of OI against GBS serotype Ia were 3, 7, and 32 in infants, adults, and elderly groups respectively; Those against GBS serotype Ib were 7, 242, and 252; against serotype II were 93, 363, and 676; against serotype III were 8, 212, and 609; and against serotype V were 4, 639, and 610. The seropositive rate (% of subjects with OI ≥ 4) increased significantly in older age group for all five serotypes. Conclusion During infancy, only a limited proportion of infants have functional immunity against serotype Ia, Ib, II, III, and V GBS. Furthermore, a lack of opsonic activity against GBS observed in some adults and the elderly might predispose such individuals to the risk of invasive GBS infection. Epidemiological monitoring and development of suitable vaccine for these populations are needed. ;연구목적 B군 연쇄상구균(Group B Streptococcus, GBS)에 의한 침습 감염은 영아에게서 가장 흔하나, 성인과 노인 연령층에서도 발생하고 있으며 특히 당뇨와 심장질환과 같은 기저 질환이 있는 노인에게서 발생이 증가되고 있다. GBS에 대한 주요 방어 기전은 보체에 의한 옵소닌 탐식 작용에 의한다. 본 연구에서는 영아, 성인 및 노인 연령군에서 GBS 혈청형 Ia, Ib, II, III 및 V 에 대한 항체의 옵소닌화 지수(Opsonization index, OI)를 구하였다. 방법 본 연구는 대상 세균의 준비, 어린 토기 혈청 보체의 농도, 반응 시간, neutral red 및 Tris 용액의 농도와 같은 다양한 실험조건들을 최적화하였다. 최적화된 GBS 옵소닌 탐식 분석을 통해, 영아(N=89, 0-0.9세), 성인(N=30, 30-50세) 및 노인(N=62, 65-85세)에서 GBS 혈청 Ia, Ib, II, III 및 V 에 대한 옵소닌화 지수를 버밍엄 알라바마 대학교 (University of Alabama)의 GBS 옵소닌 탐식 분석 프로토콜(www.vaccine.uab.edu)에 따라 분석하였다. 결과 이 실험 결과 다양한 실험조건을 최적화하였다. 그리고 세균살상능 반응에 의해 살아남은 세균들의 배양 조건을 여러 변수에 대하여 비교하였다. Neutral red 및 Tris 용액을 추가하는 방법은 혈청살상능의 역가에 영향을 미치지 않았다. 최종 콜로니의 측정은 육안으로 잰 것과 자동 콜로니 측정 프로그램을 이용한 것과 비교하였을 때 높은 상관성을 보였다. 실험 내, 실험 간 재현성도 적합하였다. 이 실험법을 토대로 분석한 영아, 성인 및 노인군에서 OI의 기하 평균은 GBS 혈청형 Ia에 대해 각각 3, 7 및 32, 혈청형 Ib는 7, 242 및 252, 혈청형 II는 93, 363 및 676, 혈청형 III는 8, 212 및 609, 혈청형 V는 4, 639 및 610으로 영아군에서 낮았다. OI가 4 이상인 비율 즉 항체양성율은 모든 혈청형에서 연령이 증가함에 따라 유의하게 증가하였다. 결론 영아기에는 일부 영아만이 GBS 혈청형 Ia, Ib, II, III 및 V 에 대한 기능적 면역항체를 보유하고 있었다. 영아 대부분과 GBS에 대해 OI의 결여를 보인 일부 성인과 노인은 균에 노출 시 침습성 감염 위험이 높을 수 있다. 향후 GBS 백신 개발을 위한 항체 역학 모니터링 연구가 지속적으로 필요할 것이다.