關於 COVID-19 抗體檢測能告訴我們什麼,不能告訴我們什麼

檢測早期新型冠狀病毒感染的化驗可能揭示疫情的程度。但它們可能會給個人帶來虛假的安全感

2020年4月24日,在菲律賓馬尼拉一所改造成大規模檢測機構的學校,一名醫務人員使用快速抗體檢測試劑盒為一名男子進行 COVID-19 檢測。

近幾周,針對新型冠狀病毒的數十種抗體檢測方法已經上市。在美國和世界各地進行的此類血清學檢測的早期研究結果已成為頭條新聞。儘管人們對這些檢測可能成為恢復正常生活的關鍵抱有樂觀態度,但專家表示,現實情況很複雜,取決於如何使用結果。

抗體檢測可以幫助科學家瞭解 COVID-19 在人群中的傳播程度。然而,由於檢測準確性的侷限性以及對免疫本身的大量未知因素,它們對個人過去的暴露情況或對未來感染的保護作用的資訊較少。

肯特州立大學公共衛生學院流行病學教授塔拉·史密斯說:“目前的重點主要是流行病學。”這種方法意味著試圖弄清楚已經感染的人口百分比,即使有些人從未表現出症狀。“這將使我們能夠更好地計算死亡率,並確定我們還需要走多遠才能達到[感染]水平,這將使我們進入群體免疫的範圍,”她說,群體免疫是指當人口的很大一部分人由於疫苗接種或過去的感染而對疾病產生免疫力時。“這也將使我們能夠開始研究免疫持續時間。”


關於支援科學新聞

如果您喜歡這篇文章,請考慮支援我們屢獲殊榮的新聞報道,方式是 訂閱。透過購買訂閱,您正在幫助確保有關塑造我們當今世界的發現和想法的具有影響力的故事的未來。


血清學調查已經在全美各社群進行,其結果差異很大。抗體陽性率的估計範圍從紐約市的近 25%馬薩諸塞州切爾西的 32%,到洛杉磯縣的 2.8% 至 5.6% 和加利福尼亞州聖克拉拉縣的 2.8%

這些結果支援了專家們已經根據無症狀傳播的案例研究懷疑的情況:COVID-19 比醫院資料表明的更為普遍。但其中幾項研究受到了科學家的批評,他們對抽樣方法可能存在缺陷的統計資料以及首先以新聞稿形式釋出的結果而非同行評審甚至預印本研究提出了警告。

次等化驗的普遍存在加劇了這些方法學問題和感知到的缺乏透明度。目前充斥市場的許多檢測尚未經過第三方的驗證。即使是那些已獲得美國食品和藥物管理局緊急使用授權的檢測,其準確性也可能不足以評估熱點地區以外的疾病流行水平。

約翰·霍普金斯大學健康安全中心維護並定期更新一個網站,該網站列出了市場上和開發中的許多 SARS-CoV-2 血清學檢測(即導致 COVID-19 的病毒)的關鍵特徵。專家建議,檢測應在<0xC2><0xA0>研究<0xA0>中進行驗證,這些研究<0xA0>至少包括 100 名陽性和陰性患者,這些患者的<0xA0>感染<0xA0>狀態已根據參考標準(如<0xA0>診斷性檢測<0xA0>結果和症狀)得到確認。<0xA0>目前<0xA0>市場上<0xA0>的<0xA0>抗體<0xA0>檢測<0xA0>已在樣本中進行了驗證,樣本範圍從<0xA0>僅<0xA0>幾十個人到<0xA0>超過<0xA0>1,000 人不等。截至撰寫本文時,健康安全中心列出了美國批准用於研究或個人用途的檢測,這些檢測準確檢測出人群中抗體的能力(稱為靈敏度)在 82% 到 100% 之間。它們僅在實際患有抗體的人群中正確識別抗體的能力(稱為特異性)範圍為 91% 到 100%。

從表面上看,這些數字似乎相當不錯。但芝加哥大學生態學和進化論副教授莎拉·科比說,“閾值是由背景設定的”。她說,“因此,如果血清陽性率”,即社群中擁有 SARS-CoV-2 抗體的比例,“是 3% 而不是 5%,您必須擁有一個非常好的檢測”才能區分這一點。“如果您[僅]試圖確定患病率是高於 50% 還是低於 50%,您可以使用一個可能不太好的檢測。但沒有人屬於[COVID-19 的]這種類別。”

這種對可接受檢測的變異性源於以下事實:在疾病或過去暴露於疾病的人群中,真陽性(檢測結果呈陽性且具有先前感染疾病抗體的人)和假陰性(檢測結果呈陰性但實際上具有抗體的人)更為常見。與此同時,在患病率較低的人群中,檢測更可能給出假陽性結果。

來源:阿曼達·蒙塔涅斯

關於聖克拉拉縣抗體檢測的預印本研究聲稱其特異性為 99.5%。但華盛頓大學流行病學家特雷弗·貝德福德Twitter 帖子中辯稱,如果該檢測的特異性改為 98.5%(完全在研究人員定義的可能不確定性範圍內),則該研究的所有“陽性結果”都可能是假陽性。

其中一些擔憂可以透過構建考慮不確定性的模型來管理。但是,高估 COVID-19 的傳播可能導致低估死亡率和住院率,或者對群體免疫的過度自信。目前認為,這種免疫需要大約70% 的人口暴露於該病毒,即使是紐約等熱點地區也可能遠未達到這一比例。這些錯誤中的任何一個都可能反過來導致對公共衛生不利的政策。

此外,高估 SARS-CoV-2 抗體攜帶者的患病率可能會對檢測可以發揮的診斷作用產生不必要的安全感。史密斯指出,由於假陽性在疾病患病率較低的地區更為常見,“個人有可能對其[抗體]狀態產生誤解。如果他們是假陽性,他們可能會認為自己有免疫力,但實際上並沒有,並且可能會放鬆防護措施。”

專家警告說,在現階段,即使是最好的 SARS-CoV-2 抗體檢測在個體層面上也幾乎沒有用處。自從中國武漢的醫生首次發現導致 COVID-19 的新型冠狀病毒以來,已經過去了四個多月,科學家仍在努力瞭解我們的免疫系統如何對其做出反應。儘管越來越多的研究表明,大多數感染者可能會產生針對該病毒的抗體,但尚不清楚這些抗體是否能預防再次感染,或者任何免疫力將持續多久。

科羅拉多州公共衛生學院臨床流行病學教授梅·朱說:“我們不知道疾病的自然[病程]。我們所能做的只是[說],如果您有一個好的[抗體]檢測,並且您相信結果,並且您是陽性,那麼您確實接觸過。”。“我們不知道[這些抗體是否]具有保護作用。而且我們將在未來幾個月內才知道,直到另一個以前感染過的人再次暴露於該病毒,我們才能看到他們是否會生病,”朱說,他也是世界衛生組織專注於 COVID-19 疫情感染控制和預防的專家組成員。事實上,世界衛生組織於 4 月 24 日釋出了一份科學簡報,明確警告不要使用所謂的“免疫護照”或“無風險證書”。有一些報告稱,有些人康復並檢測呈陰性後,病毒檢測呈陽性。但他們尚未被證明是再次感染。一些專家認為,抗體檢測可能有助於確定此類病例是重新感染還是由臨床復發引起的“重新檢測”的結果。

在科學家努力掌握疫情如何在世界各地不同人群中蔓延的同時,SARS-CoV-2 抗體檢測仍然主要處於研究領域。正在進行的全國性調查旨在在未來兩年內從全美數萬人身上採集樣本。

全國各地對活動性感染的檢測能力仍然不均衡。抗體檢測為那些沒有資源確認活動性病例的地區提供了一個瞭解情況的機會。科比說:“對於不同地區來說,進行自己的[血清學]調查以準確確定發生了多少傳播將極其重要。”。“這就是您如何根據當地情況調整干預措施的方式。”

閱讀更多關於冠狀病毒爆發的資訊,請訪問《大眾科學》此處,並閱讀我們國際雜誌網路的報道

© .