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柳葉刀:新冠檢測3類方法,對疫情防控分別有哪些作用?

診斷對於應對新冠疫情至關重要。目前,檢測新冠感染的主要方法有三種,包括以PCR核酸檢測為代表的分子檢測(檢測病毒RNA)、抗原快速檢測(檢測病毒蛋白)和抗體檢測(檢測IgG和IgM抗體)。

儘管核酸檢測是大眾最常聽到的檢測手段,但不同檢測各有特點。隨著我們對新冠病毒了解的持續深入

,以及疫情態勢的不斷變化,不同的新冠診斷方法在臨床上和疫情防控中的作用也在悄然演變。

近期,國際頂級醫學期刊《柳葉刀》發表一篇重磅綜述,全面探討了上述三種診斷方法各自的優勢、局限性,感染特徵對檢測結果的影響,以及不同診斷方法的臨床意義。綜述強調,從最初應對大流行,逐漸過渡到長期控制大流行的過程中,所有三種類型的新冠檢測都將繼續發揮關鍵作用。

要點提示:

三者各有優勢、局限性和適用場景。隨著疫情發展,恰當的聯合檢測是重要趨勢。

核酸檢測:用於確診,並作為啟動公共衛生措施的依據。

抗原檢測:操作簡單、出結果快、成本低。可用於快速篩查高風險個體,促進社會活動復甦。

抗體檢測:可回顧監測感染或疫苗接種,為公共政策提供信息。但與個體保護效應的關聯有待進一步研究。

沒有完美方法,三類檢測各有所長

綜述首先指出,三類檢測方法都與患者管理和大流行控制息息相關,但各有特點。其中,分子檢測和抗原快速檢測可用於出現症狀的2周內診斷急性感染。相比之下,抗體檢測僅在症狀出現2周後或接種疫苗後提供間接證據,建議用於監測。

分子檢測(如PCR核酸檢測):目的是檢測病毒基因(RNA),通常采集鼻咽拭子或鼻拭子。診斷新冠感染的準確度高可檢測到低病毒載量,檢測下限為每毫升102-103基因組拷貝;但耗時長、成本相對高,且需要專業人員和工具

抗原檢測:目的是檢測病毒蛋白(如核衣殼或刺突蛋白),通常采集鼻咽拭子或鼻拭子。可快速檢測,操作簡單、成本低;但準確度不如分子檢測,病毒載量低或是無症狀的情況下難以檢測。儘管檢測下限僅為每毫升105-106基因組拷貝,但病毒載量低於每毫升106基因組拷貝的個體不太可能傳播病毒,因此可快速識別最有可能傳播病毒的感染者

血清學(抗體)檢測:目的是檢測IgG和IgM抗體,通常采集血液樣本。出現症狀2周後結果比較可靠;可用於回顧分析,但可能有假陽性。

▲三種檢測方法的具體優勢和局限性(信息來源:參考資料[1];翻譯整理:醫學新視點)

綜述強調,沒有檢測方法是完美的。儘管靈敏度(結果為真陽性的樣本量/所有實際為陽性的樣本量)和特異性(結果為真陰性的樣本量/所有實際為陰性的樣本量)是檢測方法的重要屬性,但獲得正確診斷結果還取決於采樣時所處的感染階段、采樣質量、操作熟練程度等。

▲不同檢測方法的時間窗和檢測下限,從左至右分別為分子檢測、抗原檢測和抗體檢測。(截圖來源:參考資料[2])

新冠感染特徵對檢測策略的影響

為了更深入說明不同檢測的意義,接下來綜述詳細分析了感染特徵對檢測策略的影響。

1. 無症狀和症狀前人群:無論感染者的臨床表現如何(無症狀、出現症狀之前或有症狀),都可以在感染者的鼻部檢測到高濃度的病毒。這一特徵意味著僅對有症狀人群進行檢測不足以控制病毒的傳播

2. 傳染性持續時間:來自17個國家共113項研究的證據表明,新冠病毒核酸最早可在症狀出現前6天檢測到,在症狀出現時或幾天后達到峰值,通常發病約2周後從上呼吸道樣本中不再能檢測到。下呼吸道樣本中的病毒載量可能更高、出現峰值較晚,並且持續時間更長。

病毒培養研究表明,儘管患者在出現症狀後的數周內仍可檢出核酸陽性,但症狀出現9天后采集的樣本中無法再培養出活病毒。這提示傳染風險主要集中在症狀發作前2~3天到症狀發作後8天內

3. 病毒突變:由於RNA病毒不穩定,新冠病毒在複製過程中會發生突變。一些突變可能會導致傳播性增加、毒性增加或臨床疾病表現改變;或導致公共衛生和社會措施或現有診斷、疫苗和治療方法的有效性降低。

論文提到,需要關注分子檢測的有效性是否受到新冠變異株影響。不過,幾乎所有的抗原測試都使用新冠病毒核衣殼蛋白作為靶標,因此受變異株影響的可能性較小。

4. 人體免疫反應:現有證據表明,感染新冠後,體液免疫反應和細胞免疫反應都發生在症狀出現後的1-2周內。體液免疫反應主要是產生抗體、靶向病毒表面蛋白(主要是刺突蛋白和核衣殼蛋白);而細胞免疫反應則針對更廣泛的病毒蛋白。

新冠感染後,IgM和IgG抗體在症狀出現後第11-14天達到峰值,而且IgM和IgG抗體往往幾乎同時出現。IgM抗體檢測與分子測試結合使用,可以增加對未及時就診人群的檢測。

疫苗誘導的免疫則主要針對新冠病毒刺突蛋白。

然而,無論是自然感染或疫苗誘導的免疫力,對於如何量化抗體帶來的保護力目前仍然缺乏共識,可能會受到變異株和所暴露的病毒載量等因素的影響。此外,細胞免疫反應也在有效免疫反應中起重要作用。因此,不應使用抗體檢測來指導保護決策

5. 免疫持續時間和再感染風險:隨著免疫力下降,呼吸道病毒再次感染很常見。到目前為止,幾乎沒有證據表明新冠病毒抗體對再感染具有持久的免疫力。隨著變異株的出現,監測再次感染至關重要。

後疫情時代,聯合檢測成趨勢

論文指出,病毒檢測在新冠疫情的防控中發揮了關鍵作用,這主要體現在五個方面:

及時發現無症狀感染者潛伏期感染者

及時發現家庭感染和其他接觸性感染

應用於職業性高風險人群的篩查;

實現安全復工、複產的健康保障措施;

應用於入境旅客減少輸入性病例風險

而隨著疫情發展階段的不同,病毒檢測的策略也在不斷調整。

疫情初期:在疫情流行初期,針對有症狀患者的有效檢測可以幫助我們快速了新冠感染病例特徵,完善患者臨床診斷與管理措施,並且為進一步開展流行病學研究掌握病毒傳播速度與程度,制定針對性防控策略提供條件。核酸檢測在疫情流行初期被用作診斷新冠感染的重要標準,為疫情防控提供了有力保障。

第二階段:在疫情發生數月後,科學家們發現,有相當一部分傳播病例(超過20%)可歸因於無症狀感染者和潛伏期感染者。疫情防控策略因此發生轉變,如通過擴大核酸檢測人群範圍、追蹤密切接觸者、隔離管控等阻斷社區內傳播。

但是,由於專業技術人員以及檢測試劑的數量有限,因此大規模開展實驗室核酸檢測具有挑戰,如何通過多元化的檢測方法,對疑似患者以及密切接觸人群進行快速篩查成為關注重點。

第三階段:在復工、複產的背景下,為了使疫情得到更好地控制,核酸檢測的基礎上結合抗原檢測作為補充,將成為後疫情時代新的檢測策略。

我們可通過高通量實驗室分析進行抗原檢測分析,也可通過抗原檢測試劑盒快速讀取分析結果。與核酸檢測相比,基於試劑盒的快速診斷檢測更加方便、快捷,有助於提高陽性患者檢出率,但敏感性相對較低,可作為核酸檢測的重要補充。

第四階段:隨著疫苗接種率的不斷提高和特異性治療手段的問世,我們有了更多手段進行疫情防護。在維持強化疫苗接種和公共衛生防控策略的基礎上,我們有望以低死亡率度過大流行期並過渡到更持久控制疫情的第四階段,病毒檢測也將助力於更持久、可持續地控制疫情。

總結

論文最後指出,長期控制疫情,疫苗在保護個人和人群層面都將發揮重要作用。但與此同時,考慮到我們難以完全避免突破性感染的發生,檢測仍然是進行病例識別和疫情監測的重要手段

疫情變化激發了多種檢測手段的發展,在不同環境中,選擇具體的檢測策略都需要綜合考量檢測目的和可用資源,並平衡準確性、可及性、可負擔性以及對檢測速度的要求。對於新冠病例檢測,具有高靈敏度和高特異性的分子檢測(如核酸檢測)仍是首選。為了在社區中篩查無症狀感染者以中斷傳播鏈,檢測頻率和出結果的速度則可能比檢測靈敏度更重要

來源 | 醫學新視點

編輯 |醫學新視點

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