出院復(fù)陽(yáng)難題，也許可以試試血清學(xué)檢測(cè)
撰文 | 李娟 甘蔚
血清學(xué)檢測(cè)是醫(yī)學(xué)上用于分析判斷疾病的常用檢驗(yàn)手段。對(duì)于感染性疾病來(lái)說(shuō)，可通過(guò)血清學(xué)檢測(cè)明確病原體發(fā)生的免疫反應(yīng)，以此判斷病原體的感染情況。
進(jìn)行血清學(xué)檢測(cè)的必要性
根據(jù)臨床已有數(shù)據(jù)，感染COVID-19患者的常見(jiàn)癥狀是發(fā)燒、咳嗽和疲勞，CT檢查顯示肺部呈毛玻璃樣陰影和雙側(cè)斑片狀陰影，血檢顯示淋巴細(xì)胞減少，大多數(shù)患者C反應(yīng)蛋白升高。以上臨床和實(shí)驗(yàn)室特征并不容易與由其它常見(jiàn)呼吸道病原體如流感病毒、肺炎鏈球菌和肺炎支原體感染引起的肺炎區(qū)分開(kāi)來(lái)。
疫情當(dāng)前，及時(shí)準(zhǔn)確地確診COVID-19是快速識(shí)別患者、治療患者、限制新冠病毒傳播的首要任務(wù)。在世界衛(wèi)生組織近期發(fā)布的《COVID-19全球研發(fā)藍(lán)圖》中，也明確提出要盡快開(kāi)發(fā)能在社區(qū)層面快速使用的診斷研究。
目前，最常用的確診方法是病毒核酸檢測(cè)，但是這項(xiàng)技術(shù)已被證明并不能檢出所有的帶病毒者，尤其是在檢測(cè)常用的上呼吸道樣本時(shí)。在診斷病例時(shí)，有時(shí)需要多次、多樣本檢測(cè)才能夠獲得陽(yáng)性，同時(shí)存在高度疑似患者無(wú)法得到確診的現(xiàn)象。而有報(bào)道指出多個(gè)患者在連續(xù)數(shù)次檢測(cè)為陰性認(rèn)為治愈后，又出現(xiàn)復(fù)陽(yáng)的情況等。這里有四個(gè)潛在的原因:
1) 在COVID-19患者中上呼吸道樣本中的病毒載量遠(yuǎn)低于下呼吸道樣本中的病毒載量；
2) 不同感染階段患者的病毒排毒量差異很大；
3) 收集高質(zhì)量的拭子樣本依賴于采樣人員的技術(shù)水平；
4) 不同公司生產(chǎn)的試劑盒質(zhì)量差異較大。
因此，以上問(wèn)題對(duì)提供及時(shí)的生命支持治療和預(yù)防性隔離提出了嚴(yán)重挑戰(zhàn)。 血清學(xué)檢測(cè)就顯得十分必要了。在剛剛發(fā)布的《新型冠狀病毒病診斷與治療方案》(第七版)中，對(duì)血清學(xué)檢測(cè)有了明確說(shuō)明：
血清學(xué)檢測(cè)何時(shí)用？
對(duì)于許多已知的病原性病毒，血清學(xué)檢測(cè)已經(jīng)是常規(guī)做法。與病毒核酸檢測(cè)相比，血清學(xué)檢測(cè)具有時(shí)間快、產(chǎn)量高、工作量小等優(yōu)點(diǎn)。然而，血清病毒抗體的臨床價(jià)值很大程度上取決于對(duì)感染期間患者體內(nèi)抗體反應(yīng)的科學(xué)認(rèn)識(shí)。對(duì)于新冠病毒來(lái)說(shuō)，這方面的知識(shí)仍存在較大空缺。
針對(duì)這項(xiàng)知識(shí)空缺，深圳市第三人民醫(yī)院和廈門大學(xué)的科研人員調(diào)查了173名確診的COVID-19患者的系列血液樣本中的血清總抗體(Ab)、新冠病毒特異抗體免疫球蛋白M（IgM）和免疫球蛋白G（IgG）的動(dòng)態(tài)變化，并對(duì)抗體檢測(cè)的臨床價(jià)值進(jìn)行了討論。該預(yù)印本論文發(fā)表在3月初的medRxiv上。
該項(xiàng)分析結(jié)果顯示，新冠病毒急性感染的COVID-19患者中廣泛發(fā)生了典型的抗體免疫反應(yīng)。在173例患者中，總抗體、IgM和IgG的血清轉(zhuǎn)換率分別為93.1%、82.7%和64.7%?？贵w、IgM和IgG的血清轉(zhuǎn)化依次出現(xiàn)，平均所需時(shí)間分別為11、12和14天。該研究中有12位未檢出抗體陽(yáng)轉(zhuǎn)的患者，其原因是由于只采集到了他們發(fā)病早期血樣。
這項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)，聯(lián)合使用核酸檢測(cè)和抗體檢測(cè)能夠顯著提高疾病不同階段的確診靈敏度。具體來(lái)說(shuō)，在發(fā)病早期（7天前），核酸檢測(cè)的敏感性高于血清抗體檢測(cè)，但在發(fā)病后期（8天之后）血清抗體檢測(cè)則更敏感；在發(fā)病后第15-39天的樣本中，總抗體、IgM和IgG的檢出率為 100.0%、94.3%和79.8%。
對(duì)所有相關(guān)患者的匯總分析發(fā)現(xiàn)，自發(fā)病約1周后，患者血清平均抗體水平顯著增加，并在接下來(lái)的兩周內(nèi)持續(xù)升高。應(yīng)該注意的是，抗體水平的升高并不總是伴隨著病毒核酸的清除，特別是在3名危重病人中。這表明至少在部分患者中抗體可能不足以快速清除病毒。進(jìn)一步分析顯示，年齡、性別和抗體滴度均是COVID-19疾病嚴(yán)重程度的獨(dú)立相關(guān)因素。
基于以上結(jié)果，廈門大學(xué)公共衛(wèi)生學(xué)院院長(zhǎng)夏寧邵教授提出，血清學(xué)檢測(cè)是對(duì)病毒核酸檢測(cè)的有效補(bǔ)充，可用于幫助COVID-19疾病的確診，對(duì)流行病學(xué)研究也有重要價(jià)值。
血清學(xué)檢測(cè)的應(yīng)用和價(jià)值
根據(jù)Science雜志2月27日的報(bào)道，新加坡的調(diào)查人員首次應(yīng)用總抗體檢測(cè)來(lái)追蹤C(jī)OVID-19接觸者。他們?cè)诤怂釞z測(cè)陰性的無(wú)癥狀接觸者中檢測(cè)到抗體后，成功地追蹤了傳染源，并建立了兩個(gè)聚集病例之間的聯(lián)系。這一突破性發(fā)現(xiàn)也證實(shí)了血清學(xué)檢測(cè)對(duì)于追蹤隱性感染的源頭具有重要意義。
深圳市第三人民醫(yī)院和廈門大學(xué)的研究人員認(rèn)為，血清學(xué)檢測(cè)可能在以下情況中發(fā)揮重要作用:
1)對(duì)于初次就診的疑似患者或臨床診斷未經(jīng)病毒核酸檢測(cè)的患者，抗體檢出陽(yáng)性的結(jié)果能輔助確診；
2)對(duì)于健康的密切接觸者，如果抗體檢出陽(yáng)性，應(yīng)將其視為可能的攜帶者，延長(zhǎng)隔離觀察期，提高核酸檢測(cè)頻率和樣品種類，并開(kāi)展其密切接觸者調(diào)查；
3)對(duì)于經(jīng)病毒核酸檢測(cè)的患者，血清抗體陽(yáng)性表明患者體內(nèi)已經(jīng)誘導(dǎo)了特異性免疫反應(yīng)，可以幫助醫(yī)生判斷機(jī)體免疫與患者疾病后續(xù)發(fā)展的聯(lián)系；
4)可用于恢復(fù)期患者血清抗體水平的定量評(píng)估，其中高滴度抗體血漿可用于重癥患者的治療；
5)與病毒核酸檢測(cè)相結(jié)合，發(fā)現(xiàn)重點(diǎn)人群中的潛在病毒攜帶者，如疾病爆發(fā)國(guó)家或地區(qū)的旅行者、重要會(huì)議或事件的參與者以及返工返校人群。對(duì)于病毒核酸陰性而抗體陽(yáng)性的人，也應(yīng)進(jìn)行隔離和健康監(jiān)測(cè)，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)潛在新冠病毒感染者，降低傳播風(fēng)險(xiǎn)。
此外，研究人員指出，血清學(xué)檢測(cè)在流行病學(xué)研究中也有重要價(jià)值。通過(guò)血清學(xué)試驗(yàn)、核酸試驗(yàn)和臨床癥狀相結(jié)合，分析新冠病毒感染譜，揭示隱性感染、非典型感染、輕度癥狀感染、重度癥狀感染的分布，以及每種感染對(duì)病毒和疾病傳播的影響；還便于開(kāi)展以人群為基礎(chǔ)的血清學(xué)調(diào)查，了解不同地區(qū)和人群(如不同年齡、職業(yè)或不同基礎(chǔ)疾病的人群)中的COVID-19實(shí)際患病率和致病性。
另外，從疑似病例或確診病例中采集一系列樣本，檢測(cè)血清學(xué)指標(biāo)、核酸指標(biāo)和其他實(shí)驗(yàn)室指標(biāo)，分析其動(dòng)態(tài)變化，探索更具適應(yīng)性和敏感性的COVID-19診斷和治療策略；分析恢復(fù)期COVID-19患者的抗體水平和抗體表位譜，為今后疫苗和治療性抗體的設(shè)計(jì)和評(píng)價(jià)提供科學(xué)指導(dǎo)。甚至，因?yàn)榛陔p抗原夾心法的總抗體檢測(cè)法沒(méi)有物種限制，這項(xiàng)檢測(cè)還有可能在尋找潛在動(dòng)物宿主中發(fā)揮重要作用。
血清抗體檢測(cè)的“安全性”與有效性
國(guó)內(nèi)目前的要求是，如果采集的人體血清沒(méi)有預(yù)先滅活的情況下需要個(gè)人做好三級(jí)防護(hù)，在P2實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行檢測(cè)；如果采集的人體血清滅活之后，則可以在常規(guī)實(shí)驗(yàn)條件下進(jìn)行檢測(cè)。
目前血清抗體檢測(cè)最大的技術(shù)難點(diǎn)在于，由于冠狀病毒間的相似性，可能會(huì)導(dǎo)致交叉反應(yīng)。例如，如果患者感染了SARS病毒（SARS-CoV-1），現(xiàn)有的一些血清抗體檢測(cè)試劑盒無(wú)法區(qū)分可能被誤診為新型冠狀肺炎（SARS-CoV-2）。或者有患者先期感染過(guò)SARS病毒后再感染新型冠狀肺炎病毒，就無(wú)法明確何時(shí)感染的病毒，抗體呈陽(yáng)性。不過(guò)隨著新型冠狀病毒特異性抗原的發(fā)現(xiàn)，這一技術(shù)難點(diǎn)將有望解決。
據(jù)武漢大學(xué)中南醫(yī)院檢驗(yàn)科3月8日發(fā)布的最新論文報(bào)道，針對(duì)191例COVID-19確診、疑似患者及27例非COVID-19患者的血清學(xué)檢測(cè)顯示，化學(xué)發(fā)光法測(cè)定總抗體的檢出率要優(yōu)于膠體金法，化學(xué)發(fā)光法檢測(cè) IgM 適用于疾病各個(gè)階段。
近期，夏寧邵教授團(tuán)隊(duì)與北京某生物公司聯(lián)合研制出了基于化學(xué)發(fā)光微粒子免疫檢測(cè)法的新冠病毒抗體檢測(cè)試劑盒，已經(jīng)通過(guò)國(guó)家藥監(jiān)局應(yīng)急審批，正式獲準(zhǔn)上市。
血清學(xué)檢測(cè)怎么做？
血清總抗體包含特異性IgM、IgG、IgA等各類型抗體的感染標(biāo)志物。數(shù)據(jù)顯示，在患者病程中總抗體檢測(cè)的靈敏度要高于IgM或IgG，因此研究人員建議疫情期間可優(yōu)先實(shí)施總抗體檢測(cè)。
一般來(lái)說(shuō)，IgM抗體首先在感染早期誘導(dǎo)產(chǎn)生，并迅速達(dá)到峰值，但持續(xù)時(shí)間相對(duì)較短。而IgG抗體主要在感染的中后期產(chǎn)生，即使疾病恢復(fù)后，也能夠長(zhǎng)時(shí)間持續(xù)存在。通常而言，總抗體檢測(cè)采用的雙抗原夾心方法在方法學(xué)上比μ鏈捕獲法（常用于IgM抗體檢測(cè)）和間接法（常用于IgG抗體檢測(cè)）更具有優(yōu)勢(shì)：
1. 可同時(shí)檢測(cè)包括IgM、IgG、IgA等各類型抗體；
2. 利用了抗體分子的兩個(gè)抗原結(jié)合片段（Fab片段）分別結(jié)合到包被抗原和標(biāo)記抗原才能被檢出的特性，顯著降低了包被抗原和標(biāo)記抗原中的雜蛋白導(dǎo)致的非特異性結(jié)合，因此特異性得以更好地保障；
3. 由于抗原中雜蛋白對(duì)反應(yīng)的干擾十分有限，因此在反應(yīng)孔中包被抗原和標(biāo)記抗原可以使用更高的濃度，進(jìn)一步提升檢測(cè)的靈敏度。
因此，在對(duì)靈敏度要求較高的場(chǎng)合下，如對(duì)血液制品的艾滋病毒、丙型肝炎病毒篩查等，總抗體的檢測(cè)早已全面取代了單一抗體類型的檢測(cè)。
【作者甘蔚為英國(guó)牛津大學(xué)人群健康系遺傳統(tǒng)計(jì)與流行病學(xué)研究員。本文感謝廈門大學(xué)公共衛(wèi)生學(xué)院夏寧邵教授團(tuán)隊(duì)提供的科學(xué)指導(dǎo)和修改意見(jiàn)】
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