血清学检测,一个新冠辅助检测的“金标准”

　　核酸检测是确诊 SARS-CoV-2 感染患者的金标准。然而单一基于核酸检测可能会出现假阴性或假阳性的情况，譬如，据王辰院士公布，SARS-CoV-2 病毒核酸检测仅有 30%-50% 的阳性率，即存在更大比例的假阴性。因待检样本的提取部位，试剂盒的灵敏度，样本抽提步骤等造成的核酸检测假阴性会使疫情防控难度加大。因此，作为辅助的检测方法之一，血清学检测进入我们的视线。

　　（注：本文对新型冠状病毒采用的命名是 SARS-CoV-2，而新型冠状病毒肺炎采用的命名是 COVID-19。）

　　01 为什么要用血清学检测？

　　与 SARS 患者不同，SARS-CoV-2 感染的患者存在无症状感染者，但他们也可能成为传染源。血清学检测可以帮助对疑似的轻症、无症状感染者进行排查。在 WHO 总部召开的新冠病毒研究和创新论坛上，与会者商定了一系列研究重点，其中之一就是基于血清学检测对患病人群和密切接触人群的流行病学调查研究。

　　了解病毒感染规模和疾病流行状态

　　MERS 也存在轻型和无症状感染者，为了研究其流行病学，沙特和卡塔尔分别在2015年和2019年开展研究对 10009 名和 4719 名健康人进行了 MERS-CoV 血清学检测，发现 MERS 在公众的流行率是偏低的，分别 0.15% 和 0.02%，但是高风险人群即与 MERS 患者密切接触者血清阳性率分别为 0.74% 和 3.08% 1,2。因此，鉴于 SARS-CoV-2 病毒核酸检测存在较高概率的假阴性，加上存在无症状感染者，对广泛人群和高风险人群开展血清学监测，可以了解病毒感染规模和疾病流行状态。

　　快速初步了解病毒来源

　　另外，血清学检测可以快速初步了解 SARS-CoV-2 病毒的来源。一项来自荷兰的研究对阿曼、西班牙、荷兰、智利的牛、绵羊、山羊、单峰驼和其它骆驼科动物进行血清学筛查后，发现 100% (50/50) 的阿曼单峰驼和 14% (15/105) 的西班牙单峰驼血清中含有针对 MERS-CoV 病毒 Spike 蛋白 S1 亚基抗体，这说明阿曼单峰驼普遍存在曾经/近期 MERS-CoV 或相关病毒感染 3。因此，对大量不同物种、以及不同地方的物种进行 SARS-CoV-2 病毒血清学检测可以不需要分离病毒和基因测序，即可较为快速地筛查出潜在的自然宿主、中间宿主和病毒来源地。

　　02 什么是血清学检测？

　　病毒感染后，机体产生初次体液免疫应答产生抗体 IgG、IgM或 IgA，首先，这些抗体可结合病毒表面抗原来阻止其通过和宿主细胞结合，以达到抑制病毒的效果。其次，结合了病毒的 IgG、IgA 通过 Fc 段和吞噬细胞的 FcR 结合，促进其吞噬病毒。

　　IgG 是血液和组织液中主要的 Ig，对抗原亲和力高；IgM 在病毒感染的初次体液免疫应答要比 IgG 早，但对抗原亲和力弱；IgA 分布于血液和黏膜，在黏膜局部（如呼吸道上皮等）免疫中起了重要的作用。

　　一般来说，经潜伏期后，抗体水平呈指数增高，而后经平台期，最后由于抗体被降解或与抗原结合而被机体清除，抗体水平下降（图1）。IgM 抗体一般在感染早期出现，后期产生 IgG 抗体。理论上，在血清中检测到 SARS-CoV-2 特异性抗体即可明确个体近期或曾经感染了该病毒。

图1 SARS 患者血清中抗SARS-CoV nucleocapsid蛋白IgA、IgM和IgG模式

　　03 血清学检测有哪些方法？

　　病毒感染的血清学检测大多使用三类方法：间接免疫荧光（IIFT）、间接法 ELISA 和胶体金法。三者原理、判读阳性的标准、优缺点详见下表、图2。

　　间接免疫荧光（IIFT）、间接法 ELISA

图2 病毒血清学检测 IIFT 法和 ELISA 法原理图

　　胶体金法

　　可能大家对胶体金法原理有点陌生，胶体金法就是我们常说的试纸条，它基于胶体金免疫层析技术，可以体外定性检测人血清、血浆或全血中的病毒特异性 IgM/IgG 抗体。该方法将重组的病毒蛋白以条带状固定在膜上（检测线），胶体金标记二抗吸附在结合垫上。检测时待检样本加到试纸条一端的样本垫，通过毛细作用向前移动，溶解结合垫上的金标二抗并与之相互作用，然后移动到检测线，当样本中含有病毒特异性 IgM/IgG 抗体时，一抗二抗复合物与病毒蛋白发生特异性结合而被截留，聚集在检测线上，产生肉眼可见的显色条带（图3）。

图3 胶体金法检测病毒特异性 IgG/IgM 原理图

　　04 血清学检测阳性就一定是感染了/过病毒？

　　不一定，血清学检测冠状病毒感染并不能像病毒核酸检测阳性一样作为病毒感染的“金标准”！因为抗体检测的准确性受制于检测方法、灵敏度、特异性、血样制备等因素，且 ELISA 法检测结果通常还需要进一步的中和抗体测试等严格验证 2,5。

　　值得注意的是，同样的血清样本用 ELISA 和 IIFT 平行比较，测出的血清转换时间可能偏差会非常大4。还会出现 IIFT 检测阳性，但是 ELISA 检测阴性，或者反过来4,6。而方法中包被病毒蛋白的选择、病毒蛋白重组表达的条件、包被缓冲液、与同源性较高的病毒产生交叉反应以及试剂品质高低都会影响血清学检测的特异性和灵敏度2,7。

　　05 COVID-19 血清学检测试剂盒开发进展如何？

　　据央视新闻消息报道，钟南山院士指导研发出了 IgM 抗体快速检测试剂盒，采一滴血 15 分钟内可出结果。而丽珠集团（子公司丽珠试剂与武汉病毒所合作）、广州达瑞分别通过公司公告和互动平台声称成功研发出了“胶体金法”及“酶联免疫法”新型冠状病毒 IgG、IgM 抗体检测试剂盒。另据媒体报道，深圳大学和深圳市第三人民医院及深圳市天深医疗器械有限公司成功研发出了化学发光检测试剂盒，但截止到目前还没有血清学检测试剂盒被国家审批上市应用于临床检测。