英国首相鲍里斯·约翰逊称它们为“游戏规则改变者”。抗体检测因其有可能通过揭示谁已暴露于新型冠状病毒,并且现在可能对其免疫,从而帮助生活恢复正常而引起了全世界的关注。
数十家生物技术公司和研究实验室纷纷 rush 生产血液检测产品。世界各国政府购买了数百万套试剂盒,希望它们可以指导何时放松社交距离措施并让人们重返工作岗位的决策。有些人甚至建议可以将这些检测用作“免疫护照”,让持有者可以再次与他人互动。
许多科学家也抱有这种热情。西澳大利亚大学珀斯分校的临床病毒学家 David Smith 表示,眼前的目标是开发一种可以告知医疗保健和其他必要工作人员他们是否仍有感染风险的检测方法。未来,它们还可以评估候选疫苗是否能赋予人们免疫力。
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但与大多数新技术一样,有迹象表明,COVID-19 抗体检测的承诺已被过度夸大,而其挑战则被低估了。试剂盒已涌入市场,但大多数都不够准确,无法确认个人是否已暴露于该病毒。
科学家说,即使检测可靠,它们也无法表明某人是否对再次感染免疫。Smith 说,试剂盒要达到预期的效果还需要一段时间。“各国仍在收集证据。”
英国政府对此付出了惨痛的代价,它在 3 月下旬从多家公司订购了 350 万份检测,但后来发现这些检测均表现不佳。
旧金山 Vitalant 研究所所长 Michael Busch 说:“没有检测比糟糕的检测更好。”
全球研究人员还在使用抗体检测来估计 人群中冠状病毒感染的程度,考虑到许多地方的标准检测不足,并且有轻微或无症状的人可能会在官方病例统计中被遗漏,这非常有价值。这些调查检测一部分人口,并使用它来估计更广泛社区中的感染情况。全球有十多个研究小组正在进行此类研究。
检测泛滥
当病毒侵入人体时,免疫系统会产生抗体来对抗它。试剂盒使用来自病毒的成分(称为抗原)来检测抗体的存在。检测通常分为两类:需要由训练有素的技术人员处理且大约需要一天的实验室检测,以及在 15 分钟到半小时内给出快速、现场结果的即时检测。包括美国 Premier Biotech 和中国 Autobio Diagnostics 在内的多家公司提供即时检测套件,这些套件旨在供医疗专业人员使用,以检查个人是否感染过病毒——但一些公司将其推销给人们在家中使用。
卫生机构表示,这些检测不检测病毒本身,因此在诊断活动性感染方面的用途有限。但 Smith 表示,在某些国家/地区(例如美国和澳大利亚),在某些情况下,检测被用于诊断疑似 COVID-19 但标准 PCR 检测呈阴性的人。(中国深圳第三人民医院研究人员的一项研究发现,PCR 检测并非总是能诊断出感染病毒的患者。)
在 COVID-19 康复者身上进行的早期研究检测到三种 SARS-CoV-2 特异性抗体,制造商和研究机构已经开发出针对这些抗体的检测。例如,德国生物制药公司 EUROIMMUN 开发了一种实验室检测,可以检测 SARS-CoV-2 特异性免疫球蛋白 G 和免疫球蛋白 A。
由于正在发生的紧急情况,美国食品和药物管理局 (FDA) 放宽了管理此类检测使用的规则。它已授权在实验室中以及由医护人员使用它们来诊断活动性 COVID-19 感染,但声明它们尚未经过 FDA 审查,并且结果不应作为确认某人患有该疾病的唯一依据。澳大利亚也引入了类似的紧急授权。
Smith 说,考虑到疫情情况,这些措施是适当的。他表示,对可能正在积极感染的人进行抗体检测可能是医院患者管理和接触者追踪的重要组成部分,尽管需要谨慎解释结果。
检测检测方法
然而,一个问题是,大多数试剂盒尚未经过严格的测试以确保其可靠性,Busch 说。在 4 月 8 日英国议会下议院科学技术特别委员会的一次会议上,COVID-19 检测策略主管 Kathy Hall 表示,似乎没有哪个国家拥有经过验证的抗体检测,可以准确确定个人是否感染过 COVID-19。
堪培拉澳大利亚国立大学的医生和实验室微生物学家 Peter Collignon 说,试剂盒需要在大量人群中进行试验,以验证其准确性:数百名感染过 COVID-19 的人和数百名未感染过的人。但到目前为止,由于检测开发速度很快,大多数检测评估仅涉及数十人。
似乎现在可用的许多检测在识别感染过该疾病的人(称为检测灵敏度)和未感染的人(称为检测特异性)方面不够准确。Collignon 补充说,高质量的检测应达到 99% 或更高的灵敏度和特异性。这意味着每 100 个真阳性和真阴性结果,检测应仅出现约 1 个假阳性和 1 个假阴性。
但一些商业抗体检测在感染早期记录的特异性低至 40%。在对丹麦可用的 9 种商业检测进行的分析中,3 种基于实验室的检测的灵敏度范围为 67–93%,特异性为 93–100%。在同一项研究中,六分之五的即时检测的灵敏度范围为 80–93%,特异性为 80-100%,但某些试剂盒的测试人数少于 30 人。其中一个试剂盒的测试被暂停。总体而言,所有检测的灵敏度随着时间的推移而提高,症状首次出现后两周记录的灵敏度最高。其中一些检测也正在用于检测包括德国和澳大利亚在内的其他国家/地区的个人。
Smith 补充说,即时检测甚至不如在实验室中使用的检测可靠。这是因为它们使用的血液样本较小——通常来自指尖采血——并且在不如实验室受控的环境中进行,这可能会影响它们的性能。他说,应谨慎使用它们。世界卫生组织建议即时检测仅用于研究。
Collignon 说:“如果没有可靠的检测,我们最终可能会弊大于利。”
时机至关重要
影响两种检测的一个未知因素是时间和准确性之间的相互作用。如果检测在一个人感染后过早进行,而身体没有时间产生检测旨在检测的抗体,则可能会漏掉感染。但是,科学家们对人体对 SARS-CoV-2 的免疫反应的时间尚不了解,无法准确说明何时会产生特异性抗体。
相比之下,Smith 说,如果检测使用的抗原不仅针对为对抗 SARS-CoV-2 而产生的抗体,而且还检测到针对另一种病原体的抗体,则会出现假阳性。对 EUROIMMUN 抗体检测的一项分析发现,尽管它在三名 COVID-19 患者中检测到 SARS-CoV-2 抗体,但对于另外两名感染另一种冠状病毒的人,它返回了阳性结果。
Collignon 说,解决所有这些问题需要时间和反复试验。他说,开发特异性超过 99% 的 HIV 抗体检测花了数年时间。
感染不等于免疫
围绕抗体检测的另一个大问题是,感染病原体在多大程度上赋予了对再次感染的免疫力。为了获得保护性免疫力,人体需要产生一种特定类型的抗体,称为中和抗体,它可以阻止病毒进入细胞。
但尚不清楚所有感染过 COVID-19 的人是否都会产生这些抗体。对中国 175 名 COVID-19 康复者和轻度症状患者进行的一项未发表的分析报告称,有 10 人未产生可检测到的中和抗体——即使有些人具有高水平的结合抗体。领导这项研究的中国上海复旦大学微生物学家吴凡说,这些人已被感染,但尚不清楚他们是否具有保护性免疫力。“患者的情况非常复杂,”范说。
到目前为止,研究人员表示,他们尚未看到任何证据表明人们会被该病毒再次感染。根据北京协和医学院研究人员进行的一项未经审查的研究,感染 SARS-CoV-2 的恒河猴在首次感染后不到一个月的时间内无法再次感染。“我们应该假设,一旦你被感染,在两到三个月后再次感染的机会很低,”Collignon 说。但这种保护性免疫力将持续多久尚不清楚。
即使明确大多数人确实会产生中和抗体,但目前大多数检测都无法检测到它们。而能够检测到它们的检测方法开发起来更复杂,并且尚未广泛应用。
大多数抗体检测无法检测到中和抗体这一事实也很重要,因为一些政治家正在推动这样一种想法,即应使用这些检测来允许那些过去感染过 COVID-19 的人再次与他人互动,即所谓的免疫护照。Smith 说,研究人员正在努力确定当前试剂盒检测到的抗体是否可以作为保护性免疫的代表。
Smith 说,免疫护照的另一个复杂因素是抗体检测无法排除一个人不再具有传染性。本月发表在《自然》杂志上的一项研究发现,在血液中检测到抗体后,病毒 RNA 下降缓慢。病毒 RNA 的存在可能意味着该人仍在排出传染性病毒。
Collignon 说,尽管存在挑战,但一旦有可靠的抗体检测可用,它们可能对于了解哪些人群已被感染以及如何阻止进一步传播非常重要。Smith 补充说,当 PCR 检测失败时,它们甚至可以用于诊断活动性感染。
本文经许可转载,于 2020 年 4 月 18 日首次发表。
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