针对新冠病毒,牡丹江市和武汉市进行了全民核酸排查:6月1日~6月7日,牡丹江市筛查近65万人;5月14日~6月1日,武汉筛查近990万人。意大利的重灾区贝加莫,则对部分重点人群进行了抗体筛查。
新冠病毒抗体检测几分钟就能出结果,新冠病毒核酸检测则需要几个小时。为什么不同地区选择了不同的排查手段?在医院诊断病情时,有了抗体检测,是不是可以不做核酸检测了呢?也有很多人前往检测机构进行测试,查了核酸和抗体。那要如何看自己的结果?
为解答上面的问题,我们首先就要解答两个问题:什么是抗体检测?什么是核酸检测?
要回答这个问题,离不开新冠病毒的结构和基因。
2019新型冠状病毒(SARS-CoV-2),是一类呈球形或者椭球形、表面有突起的病毒;在电镜下观察,就像欧洲皇冠。病毒直径60-140纳米,外有包膜,里面为遗传物质RNA。
新冠病毒的抗体检测,是间接检测病毒的结构蛋白;能发现感染3~5天后的患者或既往感染者。
核酸检测,则是直接检测病毒的核酸,能尽可能快地发现感染者。
冠状病毒结构。
所有冠状病毒的蛋白质包膜上,都至少有3种结构蛋白,即上图中的S、E、M;有些冠状病毒有第4种蛋白质HE,而根据文献报道[1],新冠病毒没有。
在包膜里面,是冠状病毒的遗传物质RNA,RNA由核壳蛋白(nucleoprotein,N)包裹并保护。
核酸检测
以下为新冠病毒的基因组示意图。我国国内的新冠病毒核酸检测,主要检测新冠病毒核酸的ORF1ab和N基因,也有增加检测E基因区域的;在国外,赛默飞世尔的试剂盒检测的是ORF1ab、N、S基因区域。
新冠病毒基因组成。图左侧基因组5'端,是基因ORF1ab和ORF1a;图右侧基因组的3'端,编码4种结构蛋白(S、E、M和N)和8种辅助蛋白。
以下进阶版知识,看不懂正常:
2019新型冠状病毒(2019-nCoV)基因组含有约29.8kb核苷酸,有14个开放阅读框(ORF),可以编码至少27种蛋白,位于基因组5'端的ORF1ab和ORF1a分别编码多聚体蛋白pp1ab和pp1a,它们包括15种非结构蛋白(non-structural protein,nsp),即nsp1至nsp10,nsp12至nsp16(图2)。
基因组的3'端编码4种结构蛋白(S、E、M和N)和8种辅助蛋白(3a、3b、p6、7a、7b、8b、9b和orf14)。
ORF 1ab为RNA依赖的RNA聚合酶(RdRp)基因所在区域,编码RNA聚合酶,负责病毒核酸复制;
S区编码棘突蛋白,通过与细胞表面血管紧张素转换酶2(angiotensin-converting enzyme 2,ACE2)受体结合,使病毒进入宿主细胞;
E区编码包膜蛋白,负责病毒包膜及病毒颗粒的形成,是病毒最小的结构蛋白,在宿主细胞内大量表达;
M区编码膜糖蛋白,常与其他结构蛋白相互作用,决定病毒包膜的形状;
N区编码核壳蛋白,位于包膜内部,呈螺旋状,在病毒装配时,它先和病毒RNA相互作用形成复合体形式,最后被包装进病毒包膜内。
抗体检测
我国获批的新冠病毒抗体检测试剂盒,针对的对象不是核酸RNA了,而是蛋白质;具体来说,是新冠病毒的包膜蛋白E和/或核壳蛋白N。
抗体是人体分泌的具有免疫功能的球蛋白:外来抗原进入人体,激活免疫细胞,B细胞(一种免疫细胞)合成和分泌抗体;可以和相应的抗原进行特异性结合,“阻止”抗原继续为害身体。
抗体可分为五类,IgM、IgG、IgA、IgE和IgD。其中,临床试剂盒主要检测的是IgM和IgG。
如果检测到针对新冠病毒的结构蛋白的IgM,说明新近感染了新冠病毒;
如果检测到新冠病毒的结构蛋白的IgG,则说明机体有感染新冠病毒,但不能区分是尚在感染中、还是既往感染过。
IgM是机体接触抗原后,首先出现在血液循环中的抗体,也是最大的抗体。在感染早期阶段,主要是IgM起作用,清除病毒。但IgM在血液中的浓度,会随着清除病毒的进程下降,到感染后期,就检测不到IgM了。
有报道,感染新冠病毒后,IgM多在发病3-5天后出现阳性,大约在感染一月后开始下降;它可以提示新冠病毒近期感染。
IgG是血清中免疫球蛋白的主要成分,它的出现晚于IgM;在IgM下降的同时,IgG逐渐增高,到了感染中后期,IgG成为了机体免疫的主力军;它在机体内存在时间较长,有报道称,SARS感染者在治愈12个月后依然可检测到IgG。所以,IgG可以提示病情进入了恢复期,或者存在既往感染。
抗体检测的方法
目前,临床使用的抗体检测方法主要有胶体金法、酶联免疫法、化学发光法。
其中,酶联免疫法和化学发光法的检测样本都是血清。也就是说,需要将采集的血液静置然后离心,离心的过程很容易产生气溶胶,存在病毒污染风险。但它们可以进行定量检测。
胶体金法可以对血清、血浆和全血样本进行检测,也就是说可以避免离心操作,安全系数更高。但它不能定量检测,只能得出有无IgM/IgG的结果,不能检测出IgM/IgG的浓度是多少。
这三种方法,出报告的时间都可以只需要十几分钟,很快速。其中,酶联免疫法和化学发光法也要比胶体金法准确度高一些。
抗体检测假阳性和假阴性的问题
正如之前谈过的,核酸检测会出现“假阴性”和“假阳性”(假阳性概率非常低),抗体检测同样可能不准。
假阳性:也就是把实际上是阴性的样本检测出了阳性的结果。可能有以下几个原因:
1. 血液中的各种酶与检测的底物发生非特异性反应,使检测结果看起来好像阳性。
2. 患者有基础性疾病或者免疫功能异常或长期服用某种药物,例如类风湿性疾病患者、癌症患者,容易造成抗体检测假阳性;
3. 除此,还有检测过程中的污染,设备出问题,或者正好目视受影响等原因。
假阴性:相应地,是把实际上是阳性的样本检测出了阴性的结果。抗凝剂不对、标本保存不当、操作出现问题、试剂盒有问题等等,都会导致假阴性。
抗体检测无法代替核酸检测
抗体检测是一种辅助检测手段,无法用它取代核酸检测。抗体检测出现假阳性、假阴性的概率都不低。加上新冠病毒感染早期时,产生的抗体还没有达到抗体检测的检测限、无法检出抗体,但此时对鼻咽拭子样本进行核酸检测更容易检测出正确结果,这时核酸检测可以比抗体检测更早发现病毒感染。
核算检测和抗体检测的区别丨果壳制图
如果你同时做了抗体和核酸检测……
如今,是将抗体检测和核酸检测相结合,来进行诊断。于是,得到的结果就有几种可能性(致歉:下表表头IgG与IgM标反)
因抗体检测假阴性与假阳性过高,故而,临床医生在诊断患者是否感染新冠病毒时,会将抗体结果结合患者的流行病学情况、核酸结果、影像学结果、临床症状等进行综合判断;而如果核酸检测结果为阳性,则会被诊断为感染者。
参考文献
[1] Aiping Wu, Yousong Peng, Baoying Huang, et al. Genome Composition and Divergence of the Novel Coronavirus (2019-nCoV) Originating in China. Cell Host &Microbe(2020).https://doi.org/10.1016/j.chom.2020.02.001
作者:南枝
审校:famfamfam
编辑:Luna
一个AI
今日课后题:牡丹江排查手段为核酸检测,超过65万人中检出19例无症状感染者;贝加莫针对中间人群进行抗体检测,57%的人有新冠抗体,高阳性率可能因为_____。
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