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2020-04-23 14:49
英国首相说抗体检测会是“转机”,真的有用吗?

本文来自微信公众号:Nature自然科研(ID:Nature-Research),作者:Smriti Mallapaty,题图来自:视觉中国


抗体检测被英国首相鲍里斯·约翰逊称为“转机”,因为具有让人们生活重归正轨的潜力而备受关注。抗体检测能鉴定哪些人对新冠病毒已经有过暴露,现在可能已对此免疫。


抗体检测或能帮助阻断COVID-19大流行——但是首先必须跨越几大障碍。来源:Greg Baker/AFP/Getty


几十家生物技术公司和研究实验室正抓紧生产这种血液检测。全球各地的政府采购了几百万个试剂盒,希望借此决定何时能放松社交疏离措施,让民众重回工作岗位。一些政府甚至建议将抗体检测作为“免疫通行证”,让持有者可以获准与他人进行沟通接触。


许多科学家也为此感到激动。眼下的目标是有一种检测能判断医务人员及其他必要工作者是否还有被感染的风险,西澳大学的临床病毒学家David Smith说。将来,这些检测还有望用来评估候选疫苗是否真的能让人免疫。


但和大部分新技术一样,有迹象表明,COVID-19抗体检测的潜力有点言过其实了,而对其挑战性却认识不足。虽然市面上出现了大量此类试剂盒,但绝大部分都无法对个体是否曾暴露于病毒之下给出准确判断。


科学家们还表示,即使检测足够可靠,它们也无法告诉你某人是否不会再次感染。短时间内,这些试剂盒无法如我们希望的那样万能,Smith说:“各国仍在努力搜集这方面的证据。”


英国政府已经吃一堑长一智了。3月底,英国政府从多家公司订购了共计350万个试剂盒,之后才发现这些试剂盒的检测能力全都达不到要求。


“没检测好过烂检测。”旧金山Vitalant研究所主任Michael Busch说。


全球各地的研究人员还在利用抗体检测,来估算整个人口的新冠病毒感染程度。考虑到许多地方并未开展充足的标准化检测,而且轻症或无症状感染者很有可能未被计入官方统计,这么做便显得极有意义。这类调查通过对一部分人口进行检测,在此基础上估算整个社区的感染情况。全球已有几十个团队正在开展这类调查。


检测洪流


当一种病毒侵入人体时,免疫系统就会产生抗体来对抗病毒。试剂盒利用来自病毒的成分,也就是抗原,来检测这种抗体的存在。这类测试一般可分为两类:实验室检测和即时(point-of-care)检测。实验室检测需要由专业的技术人员完成,一般需要一天;而即时检测在15分钟到半小时后就能出结果。


好几家公司都提供即时检测试剂盒,包括美国的Premier生物技术和中国的安图生物,这些试剂盒本来是让医疗专业人士用来检测个体是否感染过病毒的,但一些公司却在宣传普通民众也能在家使用。


卫生部门表示,这种测试无法检测到病毒本身,因此对于诊断活动性感染的作用非常有限。但Smith说,在有些国家,比如美国和澳大利亚,这些检测正被用于诊断疑似COVID-19、但是标准PCR检测呈阴性的人。(中国深圳市第三人民医院研究人员发表的一项研究[1]发现,PCR检测有时也会遗漏新冠病毒的感染患者。)


对COVID-19康复患者的早期研究检测到了三种SARS-CoV-2特异性抗体,检测厂商和研究机构也已开发了靶向这些抗体的测试。比如,德国生物医药公司欧蒙(EUROIMMUN)就发明了一种可以检测SARS-CoV-2特异性免疫球蛋白G和免疫球蛋白A的实验室测试。


由于疫情持续发展,美国食品药品监督管理局(FDA)决定放松对这类检测的监管,批准实验室和医务人员用它们来诊断COVID-19的活动性感染,同时发布免责声明称其尚未得到FDA的审核,且结果不应作为确认感染的唯一依据。澳大利亚也实行了类似的紧急授权。


Smith说考虑到大流行的严峻形势,这种做法是恰当的;对可能的活动性感染人群进行抗体检测,可以作为管理住院患者、追踪接触者的一项重要工作,当然结果的解读需要非常谨慎。


检测的检测


“还有一个问题,那就是这类试剂盒都没有经过严格的测试来确保可靠性。”Busch说。4月8日,在英国下议院科学技术特别委员会举行的一次会议上,COVID-19检测策略主任Kathy Hall表示,似乎没有哪个国家的抗体检测,能准确判断个体是否患过COVID-19。


试剂盒需要在大规模人群中开展试验,以验证它们的准确性——这需要成千上百名COVID-19患者和同等数量的未患病者,澳大利亚国立大学临床与实验室微生物学家Peter Collignon说。但迄今为止,大部分的检测评估都只涉及几十名对象,因为检测的开发速度很快。


看起来,目前许多检测的准确度都不足以识别哪些人已经感染(检测敏感性),哪些人没有感染(检测特异性)。Collignon说,高质量的检测应能达到不低于99%的敏感性和特异性,也就说每检测100个真阳性和真阴性结果时,只会出现大约1个假阳性和1个假阴性。


但是,一些商业抗体检测在感染早期的特异性只有40%。在一项针对丹麦九个商业检测的分析[2]中,三种实验室检测的敏感性为67%~93%,特异性为93%~100%。该研究还发现,六分之五的即时检测有80%~93%的敏感性,80%~100%的特异性,但有些试剂盒的检测对象还不到30人。有一个试剂盒的检测工作暂停了。总体来看,所有检测的敏感性都会随时间增加,并在症状首次出现的两周后达到最高。其中的部分检测也被其他国家用于个体检测,包括德国和澳大利亚。


即时检测比实验室检测更不可靠,Smith说。因为它们的血液样本量更小——通常是一丁点儿手指血,而且是在可控性不如实验室的环境中进行的,这也会影响它们的结果。这类检测在使用时要非常小心,他说。世卫组织建议即时检测只用于科研目的。


“如果检测手段不可靠,我们可能会好心办坏事。”Collignon说。


掐对时间


同时影响这两种检测的一个未知因素是时间和准确性之间的关系。如果一个测试是在某人感染后马上做的,那么机体还来不及产生测试要检测的抗体,这样就会漏掉一例感染。但是,科学家对SARS-CoV-2让机体产生免疫反应的时间还有很多未知之处,他们也说不清特异性抗体到底会在哪个时间点出现


相比之下,如果检测所利用的抗原不仅靶向为对抗SARS-CoV-2而产生的抗体,反而能识别另一种病原体的抗体,这种情况下就会出现假阳性,Smith说。针对EUROIMMUN的抗体检测进行的一项分析[3]发现,虽然它能在三个COVID-19患者体内检测到SARS-CoV-2抗体,但它对感染了另一种冠状病毒的两名患者的检测结果也呈阳性。


Collignon说,要排除所有这些问题需要时间和试错,开发出特异性超过99%的HIV抗体检测就用了好几年的时间。


感染 ≠ 免疫


围绕抗体检测的另一大问题是,感染了一种病原体能在多大程度上让机体不会再次感染。为了获得保护性免疫,机体需要产生中和抗体,这种特定的抗体可以防止病毒再次侵入细胞。


但是,尚不清楚是否所有COVID-19患者都能产生这种抗体。根据一项尚未发表的针对中国175名已康复的COVID-19轻症患者的分析[4],有10人产生的中和抗体未达到可检出值,不过另一些人的结合抗体水平很高。上海复旦大学微生物学家吴凡是这项研究的带头人,他说这些人有过感染,但不清楚他们是否具有保护性免疫。“患者的情况非常复杂。”吴凡表示。


研究人员表示,迄今还没有看到感染者会再次感染新冠病毒的任何证据。根据北京协和医学院研究人员发布的一项未经同行评议的研究[5],恒河猴在初次感染SARS-CoV-2后的将近一个月里不会再次感染。“我们可以这样推测,一旦你感染过了,那么你在两到三个月后再次被感染的几率并不高。”Collignon说。但这种保护性免疫具体会持续多久还无定论。 


即使事实证明大多数人会产生中和抗体,但目前的大部分测试是检测不到这些抗体的。有能力检测到的都是一些开发过程更复杂、使用范围不广的测试。


大部分抗体测试无法检测到中和抗体这一事实很重要,因为一些政客正在推行利用这种测试来为患过COVID-19的人“开绿灯”,也就是所谓的免疫通行证。“研究人员正在努力确定,目前试剂盒能检测到的抗体是否能作为保护性免疫的替代指标。”Smith说。


免疫通行证还涉及另一个复杂因素,那就是抗体检测无法排除此人不再具有传染性,Smith说。《自然》4月发表的一项研究[6]发现,病毒RNA在血液中检测到抗体后的下降速度很慢。病毒RNA的存在或意味着感染者仍在排出具有传染性的病毒。


虽然还有许多挑战,但靠谱的抗体检测一旦出现,对于甄别感染人群以及阻断病毒进一步传播来说都是至关重要的,Collignon说。它们还能被用来在PCR检测失效时诊断活动性感染,Smith补充说。


参考文献:

1.Zhao, J. et al. Clin. Infect. Dis. https://doi.org/10.1093/cid/ciaa344 (2020).

2.Lassaunière, R. et al. Preprint at medRxiv https://doi.org/10.1101/2020.04.09.20056325 (2020).

3.Okba, N. M. A. et al. Emerg. Infect. Dis. https://doi.org/10.3201/eid2607.200841 (2020).

4.Wu, F. et al. Preprint at medRxiv https://doi.org/10.1101/2020.03.30.20047365 (2020).

5.Bao, L. et al. Preprint at medRxiv https://doi.org/10.1101/2020.03.13.990226 (2020).

6.Wölfel, R. et al. Nature https://doi.org/10.1038/s41586-020-2196-x (2020).


Additional reporting by Elizabeth Gibney. 原文以Will antibody tests for the coronavirus really change everything?为标题发表在2020年 4月18日的《自然》新闻版块


本文来自微信公众号:Nature自然科研(ID:Nature-Research),作者:Smriti Mallapaty

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