时至今日，新冠病毒的源头真是越来越扑朔迷离了。
据报道，法国去年12月底就有新冠肺炎患者了，并且这名男性患者没有中国旅行史[1]。研究人员采用RT-PCR法，在其去年住院时采集的鼻咽拭子冷冻样本中检出了新冠病毒核酸。
而在大西洋的另一边，美国新泽西州贝尔维尔市长的血液中检出了新冠病毒抗体，他自称应该是在去年11月时就感染了新冠病毒[2]。
▲图源：Pixabay
针对新冠病毒感染，PCR检测自然是确诊的“金标准”，但这种检测方法只能检出新近被病毒感染的人，对于既往感染者却无能为力。抗体检测则能找出既往感染者，对于无症状感染者的筛查来说也尤为重要。
一项对500名德国居民的调查显示，约14%的人新冠病毒抗体检测呈阳性，而这些人中仅有2%新冠病毒核酸呈阳性[3]。可以说，战疫进入下半场，开展抗体检测摸清楚人群的实际感染情况，对于整体疫情的防控尤为重要。
当前，用于新冠病毒抗体检测的方法主要有胶体金免疫层析法、化学发光免疫分析法（CLIA）和酶联免疫吸附试验（ELISA）[4]。
三种方法的实质都是抗原抗体反应，只是显色方法不同。
胶体金免疫层析法用胶体金做示踪标志物，可用于快速诊断，日常用的验孕棒就是这个原理。
这种方法不需要特殊处理样本，只需一滴血就能在15分钟内获得结果，并且也不用特殊仪器检测，单凭眼睛看就好了。
但是这种方法也有短板，只能给出是或否的定性分析结果，不能用于定量分析。
接下来，让我们看看CLIA与ELISA。
这两种方法都可以做定性和定量分析，检测结果需要特殊的仪器。
CLIA是把化学发光测定与抗原抗体反应结合起来的技术。用化学试剂标记抗原，待抗原抗体结合后，发光试剂就会发出光信号，通过仪器自动检测光信号来测定抗体浓度。
ELISA则是把酶催化反应与抗原抗体反应结合起来的技术。用酶标记抗原或抗体，当待测的抗原抗体结合后，加入酶的底物。底物在酶催化下会产生有色产物，之后再利用酶标仪测定产物的光密度值，以此来测定抗体浓度。
▲图源：Pixabay
抗体检测的用途十分广泛。
公共卫生决策者可以用它来筛查既往感染者，以此推断人群总感染数、发病率和死亡率，这对于评估社区传播、疾病负担和非药物措施干预效果来说都是尤为必要的[5]。
养老及医疗机构可以利用抗体检测，优先安排部署已经免疫的工作人员以降低易感人群的病毒暴露风险。
再者，利用抗体检测可以找到那些对新冠病毒产生强烈免疫反应的个体，将其血浆用于新冠病毒感染的治疗。此外，抗体检测也能用于评估疫苗的效果如何[6]。
那么，为何抗体检测有如此多的用途呢？
这与抗体的产生和动态变化有关。
新冠病毒感染人体后，免疫系统会对病毒进行免疫防御并产生特异性抗体。目前的研究表明，人体在感染新冠病毒后约6-10天即可产生抗体[7]。
其中，IgM是感染早期产生的抗体，在新冠病毒感染后约12天时达到峰值并能在体内维持35天，之后数量急剧下降[8]。因此，如果在抗体筛查时检测到IgM，则提示现行感染或新近感染。
IgG则是感染中后期产生的抗体，它能在人体内存在很长一段时间，是再次免疫应答的主要抗体。目前的研究表明，IgG在新冠病毒感染后约17天达到峰值，并且至少能维持49天（这个时间点是研究完成的时间，IgG存在的时间实际上可能更长）[8]。因此，抗体筛查时IgG阳性则提示感染中后期或既往感染。
▲图源：Pixabay
目前的抗体检测试剂有的专门检测IgM、有的专门检测IgG，也有两者都检测的。究竟检测哪种抗体效果更好呢？
根据一项meta分析结果，IgG检测效果要比IgM好，尤其在新冠肺炎患者出现症状后较长时间采样检测时，IgG检测的灵敏度更高。另外，不论利用哪种检测方法，IgM和IgG联合检测比单独检测任何一种抗体的灵敏度高[9]。
虽说都是检测IgM和/或IgG，但是不同的检测试剂靶向的抗原不完全相同。
有针对核衣壳（N）蛋白的，也有针对刺突（S）蛋白。这两种蛋白对于新冠病毒感染机体来说至关重要。N蛋白负责新冠病毒的转录、复制和包装，是新冠病毒合成数量最多的蛋白[6]。而S蛋白负责病毒的入侵，特异性更高。
分析发现，相比于靶向N蛋白的抗体检测，靶向S蛋白的抗体检测灵敏度和特异度更高[9]。这可能是由于S蛋白抗体产生的时间更早，S蛋白抗体与其他冠状病毒的交叉反应较低有关[10,11]。
不过任何一项技术都不是完美无缺的。
即使ELISA和CLIA已经很优秀了，灵敏度在90%-94%之间、特异度在96%-99%之间[9]，但也难以避免“假阳性”和“假阴性”的问题。并且，人群流行率也会对抗体检测结果产生很大影响。
此时就不得不考虑阳性预测值和阴性预测值[12]。
所谓阳性预测值就是阳性患者在检测中被准确检出的比例，而阴性预测值是指阴性患者被准确检出的比例。
▲图源：Pixabay
举个例子，假如一种抗体检测试剂的灵敏度为99%，特异度为99.5%，近乎完美了。
如果在流行率为10%的人群中使用，每10万人中就会有10000例感染者和90000例未感染者，那么按照灵敏度计算可以检出9900例真阳性结果，同时由于特异度为99.5%，会有450例假阳性结果（90000×0.5%），共检出10350例阳性结果。阳性预测值为95.65%（9900/10350）。
但如果流行率很低，比如1%，同样的灵敏度和特异度条件下，阳性预测值仅有66.67%。
同理，你也可以算一下阴性预测值。
总之，在临床上有症状的患者或高风险人群中，使用抗体检测是非常有效的手段；但是如果人群流行率低，抗体检测就不那么适用了。
此外，面对新冠病毒，还有很多未知的问题有待解答。例如，针对新冠病毒的抗体能在人体内持续多久？这些抗体能不能产生免疫保护，防止二次感染？产生保护作用的最低抗体浓度是多少？
在这些问题都没有得到解答之前，还是不要放松警惕、做好防护不被感染要紧。
转载自 万物科学说明书
参考资料：
[1]https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0924857920301643
[2]https://www.nj.com/coronavirus/2020/04/nj-mayor-thinks-he-had-coronavirus-2-months-before-1st-confirmed-case-in-us.html
[3]https://www.technologyreview.com/2020/04/09/999015/blood-tests-show-15-of-people-are-now-immune-to-covid-19-in-one-town-in-germany/
[4]宁雅婷,侯欣,陆旻雅,吴宪,李永哲,徐英春.新型冠状病毒血清特异度抗体检测技术应用探讨[J/OL].协和医学杂志:1-9[2020-05-07].
[5]Winter A K, Hegde S T. The important role of serology for COVID-19 control[J]. The Lancet Infectious Diseases, 2020.
[6]Petherick A. Developing antibody tests for SARS-CoV-2[J]. The Lancet, 2020, 395(10230): 1101-1102.
[7]Okba N M A, Müller M A, Li W, et al. Severe Acute Respiratory Syndrome Coronavirus 2-Specific Antibody Responses in Coronavirus Disease 2019 Patients[J]. Emerging infectious diseases, 2020, 26(7).
[8]Tan W, Lu Y, Zhang J, et al. Viral kinetics and antibody responses in patients with COVID-19[J]. medRxiv, 2020.
[9]Kontou P I, Braliou G G, Dimou N L, et al. Antibody tests in detecting SARS-CoV-2 infection: a meta-analysis[J]. medRxiv, 2020.
[10]Liu W, Liu L, Kou G, et al. Evaluation of Nucleocapsid and Spike Protein-based ELISAs for detecting antibodies against SARS-CoV-2[J]. Journal of clinical microbiology, 2020.
[11]Okba N M A, Müller M A, Li W, et al. Severe Acute Respiratory Syndrome Coronavirus 2-Specific Antibody Responses in Coronavirus Disease 2019 Patients[J]. Emerging infectious diseases, 2020, 26(7).
[12]https://www.centerforhealthsecurity.org/our-work/pubs_archive/pubs-pdfs/2020/200422-national-strategy-serology.pdf
