英國首相鮑里斯·約翰遜稱它們為“遊戲規則改變者”。抗體檢測因其有可能透過揭示誰已暴露於新型冠狀病毒,並且現在可能對其免疫,從而幫助生活恢復正常而引起了全世界的關注。
數十家生物技術公司和研究實驗室紛紛 rush 生產血液檢測產品。世界各國政府購買了數百萬套試劑盒,希望它們可以指導何時放鬆社交距離措施並讓人們重返工作崗位的決策。有些人甚至建議可以將這些檢測用作“免疫護照”,讓持有者可以再次與他人互動。
許多科學家也抱有這種熱情。西澳大利亞大學珀斯分校的臨床病毒學家 David Smith 表示,眼前的目標是開發一種可以告知醫療保健和其他必要工作人員他們是否仍有感染風險的檢測方法。未來,它們還可以評估候選疫苗是否能賦予人們免疫力。
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但與大多數新技術一樣,有跡象表明,COVID-19 抗體檢測的承諾已被過度誇大,而其挑戰則被低估了。試劑盒已湧入市場,但大多數都不夠準確,無法確認個人是否已暴露於該病毒。
科學家說,即使檢測可靠,它們也無法表明某人是否對再次感染免疫。Smith 說,試劑盒要達到預期的效果還需要一段時間。“各國仍在收集證據。”
英國政府對此付出了慘痛的代價,它在 3 月下旬從多家公司訂購了 350 萬份檢測,但後來發現這些檢測均表現不佳。
舊金山 Vitalant 研究所所長 Michael Busch 說:“沒有檢測比糟糕的檢測更好。”
全球研究人員還在使用抗體檢測來估計 人群中冠狀病毒感染的程度,考慮到許多地方的標準檢測不足,並且有輕微或無症狀的人可能會在官方病例統計中被遺漏,這非常有價值。這些調查檢測一部分人口,並使用它來估計更廣泛社群中的感染情況。全球有十多個研究小組正在進行此類研究。
檢測氾濫
當病毒侵入人體時,免疫系統會產生抗體來對抗它。試劑盒使用來自病毒的成分(稱為抗原)來檢測抗體的存在。檢測通常分為兩類:需要由訓練有素的技術人員處理且大約需要一天的實驗室檢測,以及在 15 分鐘到半小時內給出快速、現場結果的即時檢測。包括美國 Premier Biotech 和中國 Autobio Diagnostics 在內的多家公司提供即時檢測套件,這些套件旨在供醫療專業人員使用,以檢查個人是否感染過病毒——但一些公司將其推銷給人們在家中使用。
衛生機構表示,這些檢測不檢測病毒本身,因此在診斷活動性感染方面的用途有限。但 Smith 表示,在某些國家/地區(例如美國和澳大利亞),在某些情況下,檢測被用於診斷疑似 COVID-19 但標準 PCR 檢測呈陰性的人。(中國深圳第三人民醫院研究人員的一項研究發現,PCR 檢測並非總是能診斷出感染病毒的患者。)
在 COVID-19 康復者身上進行的早期研究檢測到三種 SARS-CoV-2 特異性抗體,製造商和研究機構已經開發出針對這些抗體的檢測。例如,德國生物製藥公司 EUROIMMUN 開發了一種實驗室檢測,可以檢測 SARS-CoV-2 特異性免疫球蛋白 G 和免疫球蛋白 A。
由於正在發生的緊急情況,美國食品和藥物管理局 (FDA) 放寬了管理此類檢測使用的規則。它已授權在實驗室中以及由醫護人員使用它們來診斷活動性 COVID-19 感染,但宣告它們尚未經過 FDA 審查,並且結果不應作為確認某人患有該疾病的唯一依據。澳大利亞也引入了類似的緊急授權。
Smith 說,考慮到疫情情況,這些措施是適當的。他表示,對可能正在積極感染的人進行抗體檢測可能是醫院患者管理和接觸者追蹤的重要組成部分,儘管需要謹慎解釋結果。
檢測檢測方法
然而,一個問題是,大多數試劑盒尚未經過嚴格的測試以確保其可靠性,Busch 說。在 4 月 8 日英國議會下議院科學技術特別委員會的一次會議上,COVID-19 檢測策略主管 Kathy Hall 表示,似乎沒有哪個國家擁有經過驗證的抗體檢測,可以準確確定個人是否感染過 COVID-19。
堪培拉澳大利亞國立大學的醫生和實驗室微生物學家 Peter Collignon 說,試劑盒需要在大量人群中進行試驗,以驗證其準確性:數百名感染過 COVID-19 的人和數百名未感染過的人。但到目前為止,由於檢測開發速度很快,大多數檢測評估僅涉及數十人。
似乎現在可用的許多檢測在識別感染過該疾病的人(稱為檢測靈敏度)和未感染的人(稱為檢測特異性)方面不夠準確。Collignon 補充說,高質量的檢測應達到 99% 或更高的靈敏度和特異性。這意味著每 100 個真陽性和真陰性結果,檢測應僅出現約 1 個假陽性和 1 個假陰性。
但一些商業抗體檢測在感染早期記錄的特異性低至 40%。在對丹麥可用的 9 種商業檢測進行的分析中,3 種基於實驗室的檢測的靈敏度範圍為 67–93%,特異性為 93–100%。在同一項研究中,六分之五的即時檢測的靈敏度範圍為 80–93%,特異性為 80-100%,但某些試劑盒的測試人數少於 30 人。其中一個試劑盒的測試被暫停。總體而言,所有檢測的靈敏度隨著時間的推移而提高,症狀首次出現後兩週記錄的靈敏度最高。其中一些檢測也正在用於檢測包括德國和澳大利亞在內的其他國家/地區的個人。
Smith 補充說,即時檢測甚至不如在實驗室中使用的檢測可靠。這是因為它們使用的血液樣本較小——通常來自指尖採血——並且在不如實驗室受控的環境中進行,這可能會影響它們的效能。他說,應謹慎使用它們。世界衛生組織建議即時檢測僅用於研究。
Collignon 說:“如果沒有可靠的檢測,我們最終可能會弊大於利。”
時機至關重要
影響兩種檢測的一個未知因素是時間和準確性之間的相互作用。如果檢測在一個人感染後過早進行,而身體沒有時間產生檢測旨在檢測的抗體,則可能會漏掉感染。但是,科學家們對人體對 SARS-CoV-2 的免疫反應的時間尚不瞭解,無法準確說明何時會產生特異性抗體。
相比之下,Smith 說,如果檢測使用的抗原不僅針對為對抗 SARS-CoV-2 而產生的抗體,而且還檢測到針對另一種病原體的抗體,則會出現假陽性。對 EUROIMMUN 抗體檢測的一項分析發現,儘管它在三名 COVID-19 患者中檢測到 SARS-CoV-2 抗體,但對於另外兩名感染另一種冠狀病毒的人,它返回了陽性結果。
Collignon 說,解決所有這些問題需要時間和反覆試驗。他說,開發特異性超過 99% 的 HIV 抗體檢測花了數年時間。
感染不等於免疫
圍繞抗體檢測的另一個大問題是,感染病原體在多大程度上賦予了對再次感染的免疫力。為了獲得保護性免疫力,人體需要產生一種特定型別的抗體,稱為中和抗體,它可以阻止病毒進入細胞。
但尚不清楚所有感染過 COVID-19 的人是否都會產生這些抗體。對中國 175 名 COVID-19 康復者和輕度症狀患者進行的一項未發表的分析報告稱,有 10 人未產生可檢測到的中和抗體——即使有些人具有高水平的結合抗體。領導這項研究的中國上海復旦大學微生物學家吳凡說,這些人已被感染,但尚不清楚他們是否具有保護性免疫力。“患者的情況非常複雜,”範說。
到目前為止,研究人員表示,他們尚未看到任何證據表明人們會被該病毒再次感染。根據北京協和醫學院研究人員進行的一項未經審查的研究,感染 SARS-CoV-2 的恆河猴在首次感染後不到一個月的時間內無法再次感染。“我們應該假設,一旦你被感染,在兩到三個月後再次感染的機會很低,”Collignon 說。但這種保護性免疫力將持續多久尚不清楚。
即使明確大多數人確實會產生中和抗體,但目前大多數檢測都無法檢測到它們。而能夠檢測到它們的檢測方法開發起來更復雜,並且尚未廣泛應用。
大多數抗體檢測無法檢測到中和抗體這一事實也很重要,因為一些政治家正在推動這樣一種想法,即應使用這些檢測來允許那些過去感染過 COVID-19 的人再次與他人互動,即所謂的免疫護照。Smith 說,研究人員正在努力確定當前試劑盒檢測到的抗體是否可以作為保護性免疫的代表。
Smith 說,免疫護照的另一個複雜因素是抗體檢測無法排除一個人不再具有傳染性。本月發表在《自然》雜誌上的一項研究發現,在血液中檢測到抗體後,病毒 RNA 下降緩慢。病毒 RNA 的存在可能意味著該人仍在排出傳染性病毒。
Collignon 說,儘管存在挑戰,但一旦有可靠的抗體檢測可用,它們可能對於瞭解哪些人群已被感染以及如何阻止進一步傳播非常重要。Smith 補充說,當 PCR 檢測失敗時,它們甚至可以用於診斷活動性感染。
本文經許可轉載,於 2020 年 4 月 18 日首次發表。
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