关于 COVID-19 抗体检测能告诉我们什么,不能告诉我们什么

检测早期新型冠状病毒感染的化验可能揭示疫情的程度。但它们可能会给个人带来虚假的安全感

2020年4月24日,在菲律宾马尼拉一所改造成大规模检测机构的学校,一名医务人员使用快速抗体检测试剂盒为一名男子进行 COVID-19 检测。

近几周,针对新型冠状病毒的数十种抗体检测方法已经上市。在美国和世界各地进行的此类血清学检测的早期研究结果已成为头条新闻。尽管人们对这些检测可能成为恢复正常生活的关键抱有乐观态度,但专家表示,现实情况很复杂,取决于如何使用结果。

抗体检测可以帮助科学家了解 COVID-19 在人群中的传播程度。然而,由于检测准确性的局限性以及对免疫本身的大量未知因素,它们对个人过去的暴露情况或对未来感染的保护作用的信息较少。

肯特州立大学公共卫生学院流行病学教授塔拉·史密斯说:“目前的重点主要是流行病学。”这种方法意味着试图弄清楚已经感染的人口百分比,即使有些人从未表现出症状。“这将使我们能够更好地计算死亡率,并确定我们还需要走多远才能达到[感染]水平,这将使我们进入群体免疫的范围,”她说,群体免疫是指当人口的很大一部分人由于疫苗接种或过去的感染而对疾病产生免疫力时。“这也将使我们能够开始研究免疫持续时间。”


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血清学调查已经在全美各社区进行,其结果差异很大。抗体阳性率的估计范围从纽约市的近 25%马萨诸塞州切尔西的 32%,到洛杉矶县的 2.8% 至 5.6% 和加利福尼亚州圣克拉拉县的 2.8%

这些结果支持了专家们已经根据无症状传播的案例研究怀疑的情况:COVID-19 比医院数据表明的更为普遍。但其中几项研究受到了科学家的批评,他们对抽样方法可能存在缺陷的统计数据以及首先以新闻稿形式发布的结果而非同行评审甚至预印本研究提出了警告。

次等化验的普遍存在加剧了这些方法学问题和感知到的缺乏透明度。目前充斥市场的许多检测尚未经过第三方的验证。即使是那些已获得美国食品和药物管理局紧急使用授权的检测,其准确性也可能不足以评估热点地区以外的疾病流行水平。

约翰·霍普金斯大学健康安全中心维护并定期更新一个网站,该网站列出了市场上和开发中的许多 SARS-CoV-2 血清学检测(即导致 COVID-19 的病毒)的关键特征。专家建议,检测应在<0xC2><0xA0>研究<0xA0>中进行验证,这些研究<0xA0>至少包括 100 名阳性和阴性患者,这些患者的<0xA0>感染<0xA0>状态已根据参考标准(如<0xA0>诊断性检测<0xA0>结果和症状)得到确认。<0xA0>目前<0xA0>市场上<0xA0>的<0xA0>抗体<0xA0>检测<0xA0>已在样本中进行了验证,样本范围从<0xA0>仅<0xA0>几十个人到<0xA0>超过<0xA0>1,000 人不等。截至撰写本文时,健康安全中心列出了美国批准用于研究或个人用途的检测,这些检测准确检测出人群中抗体的能力(称为灵敏度)在 82% 到 100% 之间。它们仅在实际患有抗体的人群中正确识别抗体的能力(称为特异性)范围为 91% 到 100%。

从表面上看,这些数字似乎相当不错。但芝加哥大学生态学和进化论副教授莎拉·科比说,“阈值是由背景设定的”。她说,“因此,如果血清阳性率”,即社区中拥有 SARS-CoV-2 抗体的比例,“是 3% 而不是 5%,您必须拥有一个非常好的检测”才能区分这一点。“如果您[仅]试图确定患病率是高于 50% 还是低于 50%,您可以使用一个可能不太好的检测。但没有人属于[COVID-19 的]这种类别。”

这种对可接受检测的变异性源于以下事实:在疾病或过去暴露于疾病的人群中,真阳性(检测结果呈阳性且具有先前感染疾病抗体的人)和假阴性(检测结果呈阴性但实际上具有抗体的人)更为常见。与此同时,在患病率较低的人群中,检测更可能给出假阳性结果。

来源:阿曼达·蒙塔涅斯

关于圣克拉拉县抗体检测的预印本研究声称其特异性为 99.5%。但华盛顿大学流行病学家特雷弗·贝德福德Twitter 帖子中辩称,如果该检测的特异性改为 98.5%(完全在研究人员定义的可能不确定性范围内),则该研究的所有“阳性结果”都可能是假阳性。

其中一些担忧可以通过构建考虑不确定性的模型来管理。但是,高估 COVID-19 的传播可能导致低估死亡率和住院率,或者对群体免疫的过度自信。目前认为,这种免疫需要大约70% 的人口暴露于该病毒,即使是纽约等热点地区也可能远未达到这一比例。这些错误中的任何一个都可能反过来导致对公共卫生不利的政策。

此外,高估 SARS-CoV-2 抗体携带者的患病率可能会对检测可以发挥的诊断作用产生不必要的安全感。史密斯指出,由于假阳性在疾病患病率较低的地区更为常见,“个人有可能对其[抗体]状态产生误解。如果他们是假阳性,他们可能会认为自己有免疫力,但实际上并没有,并且可能会放松防护措施。”

专家警告说,在现阶段,即使是最好的 SARS-CoV-2 抗体检测在个体层面上也几乎没有用处。自从中国武汉的医生首次发现导致 COVID-19 的新型冠状病毒以来,已经过去了四个多月,科学家仍在努力了解我们的免疫系统如何对其做出反应。尽管越来越多的研究表明,大多数感染者可能会产生针对该病毒的抗体,但尚不清楚这些抗体是否能预防再次感染,或者任何免疫力将持续多久。

科罗拉多州公共卫生学院临床流行病学教授梅·朱说:“我们不知道疾病的自然[病程]。我们所能做的只是[说],如果您有一个好的[抗体]检测,并且您相信结果,并且您是阳性,那么您确实接触过。”。“我们不知道[这些抗体是否]具有保护作用。而且我们将在未来几个月内才知道,直到另一个以前感染过的人再次暴露于该病毒,我们才能看到他们是否会生病,”朱说,他也是世界卫生组织专注于 COVID-19 疫情感染控制和预防的专家组成员。事实上,世界卫生组织于 4 月 24 日发布了一份科学简报,明确警告不要使用所谓的“免疫护照”或“无风险证书”。有一些报告称,有些人康复并检测呈阴性后,病毒检测呈阳性。但他们尚未被证明是再次感染。一些专家认为,抗体检测可能有助于确定此类病例是重新感染还是由临床复发引起的“重新检测”的结果。

在科学家努力掌握疫情如何在世界各地不同人群中蔓延的同时,SARS-CoV-2 抗体检测仍然主要处于研究领域。正在进行的全国性调查旨在在未来两年内从全美数万人身上采集样本。

全国各地对活动性感染的检测能力仍然不均衡。抗体检测为那些没有资源确认活动性病例的地区提供了一个了解情况的机会。科比说:“对于不同地区来说,进行自己的[血清学]调查以准确确定发生了多少传播将极其重要。”。“这就是您如何根据当地情况调整干预措施的方式。”

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