Background

Humoral immune disorders, such as common variable immunodeficiency (CVID) and specific antibody deficiency (SAD), require functional testing for proper assessment and management. The most common testing involves the measurement of pre- and post-vaccination pneumococcal titers to assess polysaccharide antibody response to the 23-valent pneumococcal vaccine (PPSV23). Guidelines for this testing remain controversial and have become increasingly challenging with the widespread use of pneumococcal conjugate vaccines (PCV) such as PCV20, which have decreased the number of unique serotypes contained in PPSV23 that are available for assessing anti-polysaccharide antibody responses.

Objective

To determine the diagnostic utility in evaluating the polysaccharide antibody response to the four or eleven pneumococcal serotypes unique to PPSV23 in patients previously vaccinated with PCV20 or PCV13, respectively.

Methods

We performed a retrospective chart review using electronic medical records of patients aged 2-65 years old seen in University of Virginia Health Immunodeficiency Clinics who received PPSV23 and had pneumococcal titers measured within 8 weeks of vaccination (see table). Pneumococcal titers were measured using a 23-serotype bead-based multiplex immunoassay panel via Mayo Clinic Laboratories. A protective response was defined as ≥1.3 µg/mL, and a response to PPSV23 was classified as “positive” based on responding to ≥70% of the unique serotypes not contained in previously received PCV for each subject.

Table 1.

Pneumococcal Vaccine Serotypes

SerotypesPCV-7aPCV-13bPCV-15cPCV-20dPCV-21ePPSV23
– – 
– – – – – 
– 
– 
– – 
6A – 6A 6A 6A 6A – 
6B 6B 6B 6B 6B – 6B 
7F – 7F 7F 7F 7F 7F 
– – – 
9N – – – – 9N 9N 
9V 9V 9V 9V 9V – 9V 
10A – – – 10A 10A 10A 
11A – – – 11A 11A 11A 
12F – – – 12F 12F 12F 
14 14 14 14 14 – 14 
15A – – – – 15A – 
15B – – – 15B – 15B 
15C – – – – 15C – 
16F – – – – 16F – 
17F – – – – 17F 17F 
18C 18C 18C 18C 18C – 18C 
19A – 19A 19A 19A 19A 19A 
19F 19F 19F 19F 19F – 19F 
20 – – – – 20 20 
22F – – 22F 22F 22F 22F 
23A – – – – 23A – 
23B – – – – 23B – 
23F 23F 23F 23F 23F – 23F 
24F – – – – 24F – 
31 – – – – 31 – 
33F – – 33F 33F 33F 33F 
35B – – – – 35B – 
SerotypesPCV-7aPCV-13bPCV-15cPCV-20dPCV-21ePPSV23
– – 
– – – – – 
– 
– 
– – 
6A – 6A 6A 6A 6A – 
6B 6B 6B 6B 6B – 6B 
7F – 7F 7F 7F 7F 7F 
– – – 
9N – – – – 9N 9N 
9V 9V 9V 9V 9V – 9V 
10A – – – 10A 10A 10A 
11A – – – 11A 11A 11A 
12F – – – 12F 12F 12F 
14 14 14 14 14 – 14 
15A – – – – 15A – 
15B – – – 15B – 15B 
15C – – – – 15C – 
16F – – – – 16F – 
17F – – – – 17F 17F 
18C 18C 18C 18C 18C – 18C 
19A – 19A 19A 19A 19A 19A 
19F 19F 19F 19F 19F – 19F 
20 – – – – 20 20 
22F – – 22F 22F 22F 22F 
23A – – – – 23A – 
23B – – – – 23B – 
23F 23F 23F 23F 23F – 23F 
24F – – – – 24F – 
31 – – – – 31 – 
33F – – 33F 33F 33F 33F 
35B – – – – 35B – 
a

16 serotypes contained in PPSV23 that are not contained in PCV7: 1, 2, 3, 5, 7F, 8, 9N, 10A, 11A, 12F, 15B, 17F, 19A, 20, 22F, 33F

b

11 serotypes contained in PPSV23 that are not contained in PCV13: 2, 8, 9N, 10A, 11A, 12F, 15B, 17F, 20, 22F, 33F

c

9 serotypes contained in PPSV23 that are not contained in PCV15: 8, 10A, 11A, 12F, 15B, 2, 9N, 17F, 20

d

4 serotypes contained in PPSV23 that are not contained in PCV20: 2, 9N, 17F, 20

e

11 serotypes contained in PPSV23 that are not contained in PCV21: 1, 4, 5, 6B, 9V, 14, 18C, 19F, 23F, 15B, 2

Table 2.

Diagnostic agreement summary between the pneumococcal antibody 4 and 11 serotype panel findings and the pneumococcal antibody 23 serotype panel findings when the pneumococcal antibody 23 serotype panel finding is considered the gold standard.

23 Serotype Response
11 Serotype ResponseResponder (≥70% Positive)Non-responder (<70% Positive)
Responder (≥70% Positive) 23 
Non-responder (<70% Positive) 12 
Diagnostic Agreement Summary 
Diagnostic Parameter Estimate [95% CI] 
Sensitivity 96.7 [82.8, 99.9] 
Specificity 66.7 [48.2, 82.0] 
PPV 72.5 [56.1, 85.4] 
NPV 95.7 [78.0, 99.9] 
FPER 33.3 [18.0, 51.8] 
FNER 3.3 [ 0.1, 17.2] 
Accuracy 81.0 [69.1, 89.8] 
23 Serotype Response
11 Serotype ResponseResponder (≥70% Positive)Non-responder (<70% Positive)
Responder (≥70% Positive) 23 
Non-responder (<70% Positive) 12 
Diagnostic Agreement Summary 
Diagnostic Parameter Estimate [95% CI] 
Sensitivity 96.7 [82.8, 99.9] 
Specificity 66.7 [48.2, 82.0] 
PPV 72.5 [56.1, 85.4] 
NPV 95.7 [78.0, 99.9] 
FPER 33.3 [18.0, 51.8] 
FNER 3.3 [ 0.1, 17.2] 
Accuracy 81.0 [69.1, 89.8] 
23 Serotype Response
4 Serotype ResponseResponder (≥70% Positive)Non-responder (<70% Positive)
Responder (≥70% Positive) 22 
Non-responder (<70% Positive) 10 
Diagnostic Agreement Summary 
Diagnostic Parameter Estimate [95% CI] 
Sensitivity 81.5 [61.9, 93.7] 
Specificity 83.3 [51.6, 97.9] 
PPV 91.7 [73.0, 99.0] 
NPV 66.7 [38.4, 88.2] 
FPER 16.7 [ 2.1, 48.4] 
FNER 18.5 [ 6.3, 38.1] 
Accuracy 82.1 [66.5, 92.5] 
23 Serotype Response
4 Serotype ResponseResponder (≥70% Positive)Non-responder (<70% Positive)
Responder (≥70% Positive) 22 
Non-responder (<70% Positive) 10 
Diagnostic Agreement Summary 
Diagnostic Parameter Estimate [95% CI] 
Sensitivity 81.5 [61.9, 93.7] 
Specificity 83.3 [51.6, 97.9] 
PPV 91.7 [73.0, 99.0] 
NPV 66.7 [38.4, 88.2] 
FPER 16.7 [ 2.1, 48.4] 
FNER 18.5 [ 6.3, 38.1] 
Accuracy 82.1 [66.5, 92.5] 
11 Serotype Response
4 Serotype ResponseResponder (≥70% Positive)Non-responder (<70% Positive)
Responder (≥70% Positive) 33 
Non-responder (<70% Positive) 20 
Diagnostic Agreement Summary 
Diagnostic Parameter Estimate [95% CI] 
Sensitivity 91.7 [77.5, 98.2] 
Specificity 74.1 [53.7, 88.9] 
PPV 82.5 [67.2, 92.7] 
NPV 87.0 [66.4, 97.2] 
FPER 25.9 [11.1, 46.3] 
FNER 8.3 [ 1.8, 22.5] 
Accuracy 84.1 [72.7, 92.1] 
11 Serotype Response
4 Serotype ResponseResponder (≥70% Positive)Non-responder (<70% Positive)
Responder (≥70% Positive) 33 
Non-responder (<70% Positive) 20 
Diagnostic Agreement Summary 
Diagnostic Parameter Estimate [95% CI] 
Sensitivity 91.7 [77.5, 98.2] 
Specificity 74.1 [53.7, 88.9] 
PPV 82.5 [67.2, 92.7] 
NPV 87.0 [66.4, 97.2] 
FPER 25.9 [11.1, 46.3] 
FNER 8.3 [ 1.8, 22.5] 
Accuracy 84.1 [72.7, 92.1] 

Results

We initially analyzed responses in 39 subjects who received PPSV23 but no prior PCV. We analyzed diagnostic agreement between the responsiveness as determined by evaluating all 23 serotypes compared with the 11 unique serotypes not found in PCV13 or those 4 unique serotypes not found in PCV20. When comparing 23 serotypes to 11 serotypes, we found the accuracy to be 81%. When comparing 23 serotypes to 4 serotypes, we found the accuracy to be 82%. For 63 subjects who previously received PCV13, we examined the diagnostic agreement between the 11 serotype and 4 serotype panels and found the accuracy to be 84%.

Conclusion

Even in subjects who have previously received PCV13 or PCV20, there is still diagnostic utility in administration of PPSV23 and evaluation of the response to the unique serotypes as a means of assessing anti-polysaccharide antibody responses.

This abstract is available under a Creative Commons License (Attribution 4.0 International, as described at https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/).