出院复阳难题，也许可以试试血清学检测
撰文 | 李娟 甘蔚
血清学检测是医学上用于分析判断疾病的常用检验手段。对于感染性疾病来说，可通过血清学检测明确病原体发生的免疫反应，以此判断病原体的感染情况。
进行血清学检测的必要性
根据临床已有数据，感染covid-19患者的常见症状是发烧、咳嗽和疲劳，ct检查显示肺部呈毛玻璃样阴影和双侧斑片状阴影，血检显示淋巴细胞减少，大多数患者c反应蛋白升高。以上临床和实验室特征并不容易与由其它常见呼吸道病原体如流感病毒、肺炎链球菌和肺炎支原体感染引起的肺炎区分开来。
疫情当前，及时准确地确诊covid-19是快速识别患者、治疗患者、限制新冠病毒传播的首要任务。在世界卫生组织近期发布的《》中，也明确提出要尽快开发能在社区层面快速使用的诊断研究。
目前，最常用的确诊方法是病毒核酸检测，但是这项技术已被证明并不能检出所有的带病毒者，尤其是在检测常用的上呼吸道样本时。在诊断病例时，有时需要多次、多样本检测才能够获得阳性，同时存在高度疑似患者无法得到确诊的现象。而有报道指出多个患者在连续数次检测为阴性认为治愈后，又等。这里有四个潜在的原因:
1) 在covid-19患者中上呼吸道样本中的病毒载量远低于下呼吸道样本中的病毒载量；
2) 不同感染阶段患者的病毒排毒量差异很大；
3) 收集高质量的拭子样本依赖于采样人员的技术水平；
4) 不同公司生产的试剂盒质量差异较大。
因此，以上问题对提供及时的生命支持治疗和预防性隔离提出了严重挑战。 血清学检测就显得十分必要了。在刚刚发布的《新型冠状病毒病诊断与治疗方案》(第七版)中，对血清学检测有了明确说明：
血清学检测何时用？
对于许多已知的病原性病毒，血清学检测已经是常规做法。与病毒核酸检测相比，血清学检测具有时间快、产量高、工作量小等优点。然而，血清病毒抗体的临床价值很大程度上取决于对感染期间患者体内抗体反应的科学认识。对于新冠病毒来说，这方面的知识仍存在较大空缺。
针对这项知识空缺，深圳市第三人民医院和厦门大学的科研人员调查了173名确诊的covid-19患者的系列血液样本中的血清总抗体(ab)、新冠病毒特异抗体免疫球蛋白m（igm）和免疫球蛋白g（igg）的动态变化，并对抗体检测的临床价值进行了讨论。该预印本论文发表在3月初的medrxiv上。
该项分析结果显示，新冠病毒急性感染的covid-19患者中广泛发生了典型的抗体免疫反应。在173例患者中，总抗体、igm和igg的血清转换率分别为93.1%、82.7%和64.7%。抗体、igm和igg的血清转化依次出现，平均所需时间分别为11、12和14天。该研究中有12位未检出抗体阳转的患者，其原因是由于只采集到了他们发病早期血样。
这项研究发现，联合使用核酸检测和抗体检测能够显著提高疾病不同阶段的确诊灵敏度。具体来说，在发病早期（7天前），核酸检测的敏感性高于血清抗体检测，但在发病后期（8天之后）血清抗体检测则更敏感；在发病后第15-39天的样本中，总抗体、igm和igg的检出率为 100.0%、94.3%和79.8%。
对所有相关患者的汇总分析发现，自发病约1周后，患者血清平均抗体水平显著增加，并在接下来的两周内持续升高。应该注意的是，抗体水平的升高并不总是伴随着病毒核酸的清除，特别是在3名危重病人中。这表明至少在部分患者中抗体可能不足以快速清除病毒。进一步分析显示，年龄、性别和抗体滴度均是covid-19疾病严重程度的独立相关因素。
基于以上结果，厦门大学公共卫生学院院长夏宁邵教授提出，血清学检测是对病毒核酸检测的有效补充，可用于帮助covid-19疾病的确诊，对流行病学研究也有重要价值。
血清学检测的应用和价值
根据science杂志2月27日的报道，新加坡的调查人员首次应用总抗体检测来追踪covid-19接触者。他们在核酸检测阴性的无症状接触者中检测到抗体后，成功地追踪了传染源，并建立了两个聚集病例之间的联系。这一突破性发现也证实了血清学检测对于追踪隐性感染的源头具有重要意义。
深圳市第三人民医院和厦门大学的研究人员认为，血清学检测可能在以下情况中发挥重要作用:
1)对于初次就诊的疑似患者或临床诊断未经病毒核酸检测的患者，抗体检出阳性的结果能辅助确诊；
2)对于健康的密切接触者，如果抗体检出阳性，应将其视为可能的携带者，延长隔离观察期，提高核酸检测频率和样品种类，并开展其密切接触者调查；
3)对于经病毒核酸检测的患者，血清抗体阳性表明患者体内已经诱导了特异性免疫反应，可以帮助医生判断机体免疫与患者疾病后续发展的联系；
4)可用于恢复期患者血清抗体水平的定量评估，其中高滴度抗体血浆可用于重症患者的治疗；
5)与病毒核酸检测相结合，发现重点人群中的潜在病毒携带者，如疾病爆发国家或地区的旅行者、重要会议或事件的参与者以及返工返校人群。对于病毒核酸阴性而抗体阳性的人，也应进行隔离和健康监测，以便及时发现潜在新冠病毒感染者，降低传播风险。
此外，研究人员指出，血清学检测在流行病学研究中也有重要价值。通过血清学试验、核酸试验和临床症状相结合，分析新冠病毒感染谱，揭示隐性感染、非典型感染、轻度症状感染、重度症状感染的分布，以及每种感染对病毒和疾病传播的影响；还便于开展以人群为基础的血清学调查，了解不同地区和人群(如不同年龄、职业或不同基础疾病的人群)中的covid-19实际患病率和致病性。
另外，从疑似病例或确诊病例中采集一系列样本，检测血清学指标、核酸指标和其他实验室指标，分析其动态变化，探索更具适应性和敏感性的covid-19诊断和治疗策略；分析恢复期covid-19患者的抗体水平和抗体表位谱，为今后疫苗和治疗性抗体的设计和评价提供科学指导。甚至，因为基于双抗原夹心法的总抗体检测法没有物种限制，这项检测还有可能在寻找潜在动物宿主中发挥重要作用。
血清抗体检测的“安全性”与有效性
国内目前的要求是，如果采集的人体血清没有预先灭活的情况下需要个人做好三级防护，在p2实验室进行检测；如果采集的人体血清灭活之后，则可以在常规实验条件下进行检测。
目前血清抗体检测最大的技术难点在于，由于冠状病毒间的相似性，可能会导致交叉反应。例如，如果患者感染了sars病毒（sars-cov-1），现有的一些血清抗体检测试剂盒无法区分可能被误诊为新型冠状肺炎（sars-cov-2）。或者有患者先期感染过sars病毒后再感染新型冠状肺炎病毒，就无法明确何时感染的病毒，抗体呈阳性。不过随着新型冠状病毒特异性抗原的发现，这一技术难点将有望解决。
据武汉大学中南医院检验科3月8日发布的最新论文报道，针对191例covid-19确诊、疑似患者及27例非covid-19患者的血清学检测显示，化学发光法测定总抗体的检出率要优于胶体金法，化学发光法检测 igm 适用于疾病各个阶段。
近期，夏宁邵教授团队与北京某生物公司联合研制出了基于化学发光微粒子免疫检测法的新冠病毒抗体检测试剂盒，已经通过国家药监局应急审批，正式获准上市。
血清学检测怎么做？
血清总抗体包含特异性igm、igg、iga等各类型抗体的感染标志物。数据显示，在患者病程中总抗体检测的灵敏度要高于igm或igg，因此研究人员建议疫情期间可优先实施总抗体检测。
一般来说，igm抗体首先在感染早期诱导产生，并迅速达到峰值，但持续时间相对较短。而igg抗体主要在感染的中后期产生，即使疾病恢复后，也能够长时间持续存在。通常而言，总抗体检测采用的双抗原夹心方法在方法学上比μ链捕获法（常用于igm抗体检测）和间接法（常用于igg抗体检测）更具有优势：
1. 可同时检测包括igm、igg、iga等各类型抗体；
2. 利用了抗体分子的两个抗原结合片段（fab片段）分别结合到包被抗原和标记抗原才能被检出的特性，显著降低了包被抗原和标记抗原中的杂蛋白导致的非特异性结合，因此特异性得以更好地保障；
3. 由于抗原中杂蛋白对反应的干扰十分有限，因此在反应孔中包被抗原和标记抗原可以使用更高的浓度，进一步提升检测的灵敏度。
因此，在对灵敏度要求较高的场合下，如对血液制品的艾滋病毒、丙型肝炎病毒筛查等，总抗体的检测早已全面取代了单一抗体类型的检测。
【作者甘蔚为英国牛津大学人群健康系遗传统计与流行病学研究员。本文感谢厦门大学公共卫生学院夏宁邵教授团队提供的科学指导和修改意见】
参考文献：
[1]antibody responses to sars-cov-2 in patients of novel coronavirus
disease 2019. medrxiv preprint doi: https://doi.org/10.1101/2020.03.02.20030189
[2]serological test is an efficient supplement of rna detection for confirmation of sars-cov-2 infection. preprints 2020, 2020030184 (doi: 10.20944/preprints202003.0184.v1)
[3]化学发光和胶体金法检测新型冠状病毒特异性抗体比较及其临床意义。武汉大学学报（医学版）doi: 10. 14188/j. 1671-8852. 2020. 0131
