Comparison of ELISA protocols measuring HPV16 IgG antibodies and evaluation of the association between HPV16 seropositivity and HPV DNA detection

Abstract

Bien que les infections cervicales au VPH soient très courantes, la séroconversion ne se produit pas toujours. Nous avons comparé deux protocoles basés sur deux dilutions sériques pour mesurer la séroréactivité du papillomavirus humain (VPH) de type 16 et avons étudié si la présence de l'ADN du VPH était associé à la séropositivité au VPH16. Nous avons également évalué si l'association était influencée par la co-infection avec d’autres types de VPH et par la charge virale. Les données utilisées proviennent de femmes brésiliennes qui ont participées à l'étude de cohorte Ludwig-McGill portant sur l'histoire naturelle de l'infection du col de l’utérus par le VPH. Les protocoles de sérologie étaient basés sur des particules pseudo-virales (VLP) composés par les protéines L1 ou L1 et L2 qui sont, respectivement, les protéines principale et secondaire de la capside virale. Deux dilutions sériques ont aussi été utilisées, soient : 1:10 et 1:50. La séroréactivité au VPH16 a été exprimée en rapports d'absorbance normalisé (NAR). Le génotypage de l'ADN du VPH et la charge virale ont été évalués par des méthodes basées sur la PCR. La corrélation et la concordance entre les dilutions de chaque protocole (VLP L1 et L1+L2) ont été évaluées par la corrélation de Pearson (r) et la méthode de Bland-Altman, respectivement. La performance des différents protocoles a été comparée à l’aide de courbe ROC (receiver operating characteristic) en utilisant la présence de l'ADN de VPH16 comme étalon-or. La régression linéaire a été utilisée pour analyser l'association entre la séropositivité au VPH16 et la détection de l’ADN du VPH avec les deux protocoles. La présence de l’ADN du VPH a été analysée en fonction (1) des types spécifiques de VPH plus ou moins apparentés au VPH16 et (2) l’infection VPH16 détectée seule ou en co-infection avec d’autres types de VPH. Les modèles de régression linéaire présentés ci-haut ont aussi été utilisées sur l’ensemble de la cohorte testée avec le protocole VLP L1+L2 et dilution sérique 1:10. L'impact de l'âge en tant que facteur de confusion potentiel ou modificateur d'effet a été analysé dans ce modèle. Finalement, l’association entre la charge virale de VPH16 et la séroréactivité a été analysée à l’aide de la corrélation de Pearson. L’ampleur des différences de la moyenne des log10-NAR et les écart-types entre les dilutions sériques observées pour chaque protocole (VLP L1 et L1+L2) étaient, respectivement, -0,081 (0,123) et -0,026 (0,150) unités logarithmiques. Les NARs obtenus par les dilutions sériques utilisées (1:10 et 1:50) pour chaque protocole étaient fortement corrélés (r = 0,87 vs. 0,94, respectivement). Cependant, l'utilisation de VLP L1+L2 a augmenté la performance du test à détecter les anticorps IgG anti-VPH16 en particulier avec la dilution sérique 1:10 [l’aire sous la courbe ROC la plus élevée (IC 95%) = 0,7330 (0,6465 – 0,8495)]. Les modèles de régression ont montré que la séroréactivité au VPH16 n’étaient qu’associée à la présence de l’ADN du VPH16 et non pas aux autres types. Par exemple, les analyses avec le protocole VLP L1+L2 et la dilution sérique 1:10 ont montré que la séroréactivité au VPH16 était associée à la présence de l'ADN du VPH16, β (IC 95%) = 0,24 (0,14 – 0,34), et non pas aux VPH31 ou 35, β (IC 95%) = 0.03 (-0,19 – 0,25), ou VPH52, 67, 33 ou 58, β (IC 95%) = 0,15 (-0,04 – 0,34), comparativement aux femmes infectées par tout autre type de VPH ou négative. Les analyses sur la cohorte entière avec le même protocole ont aussi montré que l’association entre la séroréactivité et l’ADN du VPH16 était similaire quand l’infection était présente seule ou en co-infection, β (IC 95%) = 0,14 (0,07 – 0,21) et β (IC 95%) = 0,11 (0,01 – 0,21), respectivement, comparativement à celles infectées par tout autre type de VPH ou négative. L’âge n’a pas été un facteur de confusion important et n’a pas été un modificateur d’effet dans l'analyse de l'ensemble de la cohorte. La charge virale du VPH16 n’a pas été corrélée avec la séroréactivité du VPH16, r (95% IC) = -0,04 (-0,34 – 0,27); β (IC 95%) = -0,01 (-0,08 – 0,06). En conclusion, le protocole le plus fortement corrélé avec l’ADN du VPH-16 a été celui avec le VLP L1+L2 et la dilution sérique 1:10. Seule la présence de l'ADN du HPV16 a été associée à la séropositivité au HPV16 (pas d’autre type de HPV), et elle n'a pas été influencée par la co-infection ou la charge virale.

Although cervical HPV infections are very common, seroconversion does not always occur. We compared two protocols based on two serum dilutions to measure human papillomavirus (HPV) type 16 seroreactivity and investigated if HPV DNA positivity was associated with HPV16 seropositivity. We also assessed if the association was influenced by co-infection with other HPV types and viral load. The data used are from Brazilian women participating in the Ludwig-McGill cohort study on the natural history of cervical HPV infection. The serology protocols were based on virus-like particles (VLPs) composed by the L1 or L1 and L2 proteins which are, respectively, the major and minor viral capsid proteins. Two serum dilutions were used: 1:10 and 1:50. HPV16 seroreactivity was expressed as normalized absorbance ratio (NAR). HPV DNA genotyping and viral load were evaluated by PCR-based methods. Correlation and agreement between serum dilutions of each protocol (L1 and L1+L2 VLP) were assessed by Pearson’s correlation (r) and Bland-Altman method, respectively. The performance of the different protocols was compared using the receiver operating characteristic (ROC) curve using the presence of HPV16 DNA as the gold standard. Linear regression was used to analyze the association between HPV16 seropositivity and the detection of HPV DNA infection with both protocols. The presence of HPV DNA was analyzed based on (1) specific HPV types more or less related to HPV16 and (2) HPV16 infection detected alone or in co-infection with other HPV types. The linear regression models presented above were also used on the entire cohort tested with VLP L1+L2 and serum dilution 1:10. The impact of age as a potential confounding factor or effect modifier was analyzed in this model. Finally, the association between HPV16 viral load and seroreactivity was analyzed using Pearson correlation. The magnitude of log10-NARs mean differences between serum dilutions and their standard deviations for each protocol (L1 and L1+L2 VLP) were -0,081 (0.123) and -0.026 (0.150) log units, respectively. The NARs obtained by the serum dilutions used (1:10 and 1:50) for each protocol were strongly correlated (r = 0.87 vs. 0.94, respectively). However, the use of L1+L2 VLPs increased the performance of the test to detect HPV16 IgG antibodies, especially with the 1:10 serum dilution [the highest ROC area (95% CI) = 0.7330 (0.6465 – 0.8495)]. The regression models showed that HPV16 seroreactivity was uniquely associated with the presence of HPV16 DNA and not with other HPV types. For example, the analyses with the protocol L1+L2 VLP and serum dilution 1:10 showed that HPV16 seroreactivity was associated with the presence of HPV16 DNA, β (95% CI) = 0.24 (0.14 - 0.34), and not to HPV31 or 35, β (95% CI) = 0.03 (-0.19 - 0.25), or HPV52, 67, 33 or 58, β (95% CI) = 0.15 (-0.04 - 0.34), compared to women infected with any other HPV type or negative. The analysis of the entire cohort shows that the association between HPV16 seroreactivity and HPV16 DNA infection was similar when the infection was present alone or in co-infection, β (95% CI) = 0.14 (0.07 - 0.21) and β (95% CI) = 0.11 (0.01 - 0.21), respectively, compared to those infected with any other HPV type or negative. Age was not a significant confounder nor an effect modifier in the analysis of the entire cohort. The HPV16 viral load was not correlated with HPV16 seroreactivity, r (95% CI) = -0.04 (-0.34 – 0.27); β (95% CI) = -0.01 (-0.08 – 0.06). In conclusion, the protocol with the higher correlation with HPV 16 positivity was that with the L1+L2 VLP and serum dilution 1:10. Only the presence of HPV16 DNA was associated with HPV16 seropositivity (no other HPV type), and it was not influenced by co-infection or viral load.