血清學檢測,一個新冠輔助檢測的“金標準”

　　核酸檢測是確診 SARS-CoV-2 感染患者的金標準。然而單一基于核酸檢測可能會出現假陰性或假陽性的情況，譬如，據王辰院士公布，SARS-CoV-2 病毒核酸檢測僅有 30%-50% 的陽性率，即存在更大比例的假陰性。因待檢樣本的提取部位，試劑盒的靈敏度，樣本抽提步驟等造成的核酸檢測假陰性會使疫情防控難度加大。因此，作為輔助的檢測方法之一，血清學檢測進入我們的視線。

　　（注：本文對新型冠狀病毒采用的命名是 SARS-CoV-2，而新型冠狀病毒肺炎采用的命名是 COVID-19。）

　　01 為什么要用血清學檢測？

　　與 SARS 患者不同，SARS-CoV-2 感染的患者存在無癥狀感染者，但他們也可能成為傳染源。血清學檢測可以幫助對疑似的輕癥、無癥狀感染者進行排查。在 WHO 總部召開的新冠病毒研究和創新論壇上，與會者商定了一系列研究重點，其中之一就是基于血清學檢測對患病人群和密切接觸人群的流行病學調查研究。

　　了解病毒感染規模和疾病流行狀態

　　MERS 也存在輕型和無癥狀感染者，為了研究其流行病學，沙特和卡塔爾分別在2015年和2019年開展研究對 10009 名和 4719 名健康人進行了 MERS-CoV 血清學檢測，發現 MERS 在公眾的流行率是偏低的，分別 0.15% 和 0.02%，但是高風險人群即與 MERS 患者密切接觸者血清陽性率分別為 0.74% 和 3.08% 1,2。因此，鑒于 SARS-CoV-2 病毒核酸檢測存在較高概率的假陰性，加上存在無癥狀感染者，對廣泛人群和高風險人群開展血清學監測，可以了解病毒感染規模和疾病流行狀態。

　　快速初步了解病毒來源

　　另外，血清學檢測可以快速初步了解 SARS-CoV-2 病毒的來源。一項來自荷蘭的研究對阿曼、西班牙、荷蘭、智利的牛、綿羊、山羊、單峰駝和其它駱駝科動物進行血清學篩查后，發現 100% (50/50) 的阿曼單峰駝和 14% (15/105) 的西班牙單峰駝血清中含有針對 MERS-CoV 病毒 Spike 蛋白 S1 亞基抗體，這說明阿曼單峰駝普遍存在曾經/近期 MERS-CoV 或相關病毒感染 3。因此，對大量不同物種、以及不同地方的物種進行 SARS-CoV-2 病毒血清學檢測可以不需要分離病毒和基因測序，即可較為快速地篩查出潛在的自然宿主、中間宿主和病毒來源地。

　　02 什么是血清學檢測？

　　病毒感染后，機體產生初次體液免疫應答產生抗體 IgG、IgM或 IgA，首先，這些抗體可結合病毒表面抗原來阻止其通過和宿主細胞結合，以達到抑制病毒的效果。其次，結合了病毒的 IgG、IgA 通過 Fc 段和吞噬細胞的 FcR 結合，促進其吞噬病毒。

　　IgG 是血液和組織液中主要的 Ig，對抗原親和力高；IgM 在病毒感染的初次體液免疫應答要比 IgG 早，但對抗原親和力弱；IgA 分布于血液和黏膜，在黏膜局部（如呼吸道上皮等）免疫中起了重要的作用。

　　一般來說，經潛伏期后，抗體水平呈指數增高，而后經平臺期，最后由于抗體被降解或與抗原結合而被機體清除，抗體水平下降（圖1）。IgM 抗體一般在感染早期出現，后期產生 IgG 抗體。理論上，在血清中檢測到 SARS-CoV-2 特異性抗體即可明確個體近期或曾經感染了該病毒。

圖1 SARS 患者血清中抗SARS-CoV nucleocapsid蛋白IgA、IgM和IgG模式

　　03 血清學檢測有哪些方法？

　　病毒感染的血清學檢測大多使用三類方法：間接免疫熒光（IIFT）、間接法 ELISA 和膠體金法。三者原理、判讀陽性的標準、優缺點詳見下表、圖2。

　　間接免疫熒光（IIFT）、間接法 ELISA

圖2 病毒血清學檢測 IIFT 法和 ELISA 法原理圖

　　膠體金法

　　可能大家對膠體金法原理有點陌生，膠體金法就是我們常說的試紙條，它基于膠體金免疫層析技術，可以體外定性檢測人血清、血漿或全血中的病毒特異性 IgM/IgG 抗體。該方法將重組的病毒蛋白以條帶狀固定在膜上（檢測線），膠體金標記二抗吸附在結合墊上。檢測時待檢樣本加到試紙條一端的樣本墊，通過毛細作用向前移動，溶解結合墊上的金標二抗并與之相互作用，然后移動到檢測線，當樣本中含有病毒特異性 IgM/IgG 抗體時，一抗二抗復合物與病毒蛋白發生特異性結合而被截留，聚集在檢測線上，產生肉眼可見的顯色條帶（圖3）。

圖3 膠體金法檢測病毒特異性 IgG/IgM 原理圖

　　04 血清學檢測陽性就一定是感染了/過病毒？

　　不一定，血清學檢測冠狀病毒感染并不能像病毒核酸檢測陽性一樣作為病毒感染的“金標準”！因為抗體檢測的準確性受制于檢測方法、靈敏度、特異性、血樣制備等因素，且 ELISA 法檢測結果通常還需要進一步的中和抗體測試等嚴格驗證 2,5。

　　值得注意的是，同樣的血清樣本用 ELISA 和 IIFT 平行比較，測出的血清轉換時間可能偏差會非常大4。還會出現 IIFT 檢測陽性，但是 ELISA 檢測陰性，或者反過來4,6。而方法中包被病毒蛋白的選擇、病毒蛋白重組表達的條件、包被緩沖液、與同源性較高的病毒產生交叉反應以及試劑品質高低都會影響血清學檢測的特異性和靈敏度2,7。

　　05 COVID-19 血清學檢測試劑盒開發進展如何？

　　據央視新聞消息報道，鐘南山院士指導研發出了 IgM 抗體快速檢測試劑盒，采一滴血 15 分鐘內可出結果。而麗珠集團（子公司麗珠試劑與武漢病毒所合作）、廣州達瑞分別通過公司公告和互動平臺聲稱成功研發出了“膠體金法”及“酶聯免疫法”新型冠狀病毒 IgG、IgM 抗體檢測試劑盒。另據媒體報道，深圳大學和深圳市第三人民醫院及深圳市天深醫療器械有限公司成功研發出了化學發光檢測試劑盒，但截止到目前還沒有血清學檢測試劑盒被國家審批上市應用于臨床檢測。