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新冠病毒的检测详解
送交者:  2020年05月06日12:55:22 于 [世界时事论坛] 发送悄悄话

唐驳虎:全球为何纷纷复工?因病毒大秘密被揭开

  核心提示:

  1. 在成为新冠病毒重灾区的欧美各国,抗体检测都给出了一个更加准确、规模大得多的疫情图像

  2. 抗体检测尽管有10~15%的偏差(假阴与假阳),但可以相当准确地查出曾经的无症状感染者,能够得知疫情的真实规模

  3. 结合中南医院和武钢总医院的结果,武汉市民的血清新冠病毒IgG抗体范围在3%~10%之间。以5%来算,武汉最少有55万既往感染人群

  4. 从黑龙江、海南的一些特别个例来看,新冠病毒的确很刁钻。但迄今为止,被检出的大量无症状感染者,几乎未见发生传染的报告。因此虽然目前国内必然还存在着无症状感染者,但不可能重回封城隔离状态

  美国核酸检测确诊的人数超过了100万,病亡人数超过了5.6万。

  虽然这是随时间推移的必然,但由于突破百万的象征意义,在全球疫情增长已经令人麻木之下,还是引发了一些关注。

  

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  但实际上,本系列解读的读者都知道,美国真实的感染人数远远不止这个规模。

  而美国大部分州,在5月1日之后都将陆续解除自我隔离状态,重启经济。

  接续上一期,西方各国的血清抗体抽样检测的结果,近期都在陆续公布。因为“任何重新开放经济的计划都必须基于数据和测试”。

  

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  法国巴斯德研究所公布了法国首份抽样结果。这项检测在法国最初的疫情中心——巴黎东北50公里瓦兹(Oise)省的Crepy en Valois市进行。

  在当地学校放假前3天,一位60岁的中学老师成为法国首例被发现的社区传播病例,并于20天后去世。

  

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  现在,这个1.5万人的小镇,对当地居民661人抽样,有171人(25.9%)抗体呈阳性。

  更具体地说,在那所中学的师生中,抗体阳性的比例达到40.9%。而在学生的家人中,感染率为11%。

  但即使在全部抽样检测人群中,住院率也仅为5.3%。

  而在意大利北部山区,著名的多洛米蒂山谷中的奥蒂塞伊(Ortisei)旅游小镇,在对456名20~59岁的居民进行抗体检测时,发现高达49%的人呈阳性。

  作为度假与滑雪胜地,这里曾被认为是欧洲最大的冠状病毒“集散中心”。

  这次检测的缘起是当地一家高级酒店,从中国购买了 1000 份血清检测试剂,并请来专业医生护士,打算为员工进行新冠病毒检测。

  但批量购买的试剂数量超过了员工数,于是该酒店决定对外开放,当地市民只需要支付 30 欧元成本,即可进行检测。

  

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  血清检测还在以每天 100 人次的速度进行。而49% 的阳性比例,即使是在意大利这个欧洲疫情重灾区,也是惊人的高。

  但实际上,在当地全部4883名常住居民中,通过核酸检验确诊的仅有53例,病亡4例,而且大部分病例已出院。也就是居民核酸确诊的比例仅有1%,差异巨大。

  在高耸的洛基山脉中心,美国科罗拉多州圣米格尔县(当然,这里也有一个滑雪场),联合生物医学公司正与当地卫生与环境局合作,对当地的8000人口进行全面的血清抗体测试。

  这里可能将成为全球首个全民普查抗体的行政区域。截止4月21日已经出结果的一半人口检测结果中,抗体阳性就有26人,疑似70人。

  然而,同期因为患病求医而在当地诊所进行的核酸PCR检测,只确诊了17人(后增加2人)。

  

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  在成为新冠病毒重灾区的欧美各国,抗体检测都给出了一个更加准确、规模大得多的疫情图像。

  意大利已计划每天筛查2万人的血液,而美国的一项计划将涉及4万名医务人员。德国计划检测1.5万人。

  

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  目前这一大批检测呈阳性的人,大都没有任何新冠肺炎的症状,或者曾在14天前有过轻微症状,也没有在意。

  但通过血清分析发现,他们体内已经产生了新冠病毒的抗体,说明他们以前应该感染过,然而他们却又都不知道自己是如何被感染的。

  微生物等异物进入机体组织后,对于一般的感染,固有免疫(也叫先天免疫、遗传免疫或非特异性免疫)系统的巨噬细胞、吞噬细胞、粒细胞等就能应付。

  但有时如果病毒细菌入侵规模大,繁殖增生能力强,人体就要激活特异性免疫系统(specific immunity,又称获得性免疫、适应性免疫)。

  

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  其中淋巴B细胞在相应异物(抗原、病原)刺激下,转化为浆细胞,产生能与抗原(病原)发生特异性结合的专门抗体,也就是免疫球蛋白。

  免疫球蛋白(Ig)广泛分布于血清、体液和组织中,占血浆蛋白总量高达20%。可以特异性识别和抵抗病原,并引发一系列生理效应。

  这就是神奇的生物机制。为了与意欲寄生繁衍的简单生物(细菌病毒)对抗,经过几亿年的演化,复杂生物衍生出了这样的办法。

  

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  免疫球蛋白(Ig)的基本结构均为Y型,具体组成有1、2、5个Y构型的组合。

  目前已发现人体内有5种Ig,分别被称为IgG、IgM、IgA、IgD、IgE。后两种含量很低,后三种的免疫机理作用尚不完全清楚。最主要的抗体就是IgM与IgG。

  IgM抗体是人体机制首先产生的第一抗体,约在感染后5~7 天产生。IgM由5组Y结构蛋白构型组成,分子量最大,可增强固有免疫系统的吞噬、凝集、杀伤能力,协同发挥免疫功能。

  

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  IgM抗体阳性,是早期感染的辅助诊断依据,可快速检测,在15分钟内出结果,且操作简单方便,有利于快速初筛发热病人是否感染特定病毒。

  但对于尚处于病毒潜伏期、没有发病的感染者,IgM还没有产生,因此是检测不出来的。

  所以仅测抗体也就起不到早期筛查的效果,只能在临床上起到辅助判定作用。

  而且IgM的维持时间短,在感染结束后即基本消失。

  

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  IgG抗体在感染后10~15 天产生,在病程结束之后,依然会长期甚至终生存在于血液循环当中,是人体血清中抗体蛋白的主要成分(约75%),也较易扩散到人体组织内。

  IgG抗体阳性,表示已经曾感染过某种特定病原体。当人体再次遇到相同病原体时,IgG可以及时“抓住”病原,阻断病原与人体细胞结合,降低其活性;还能使固有免疫系统更快激活,缩短免疫反应时间、增加作用强度,避免或减轻第二次得相同的病。

  

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  Ig蛋白的Y形结构的臂区均有可变区,根据病原体特征,生成可以识别、结合病原的特定位点,这就是特定免疫作用的关键所在。

  这种作用称为“免疫监视作用”或者叫“免疫记忆机制”,相当于人体的警报系统,守护人体健康。

  

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  另外IgG为单Y构型结构,分子量小,能透过胎盘,由母亲传给胎儿,在新生儿抗感染中起到重要作用。

  面对各种各样的病毒细菌病原体,Ig具有高度的多样性和特异性,类型极多。一种Ig一般只针对一种病原体,也就是“一把钥匙配一把锁”。

  

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  同样,经由后天感染(病愈或无症状的感染)或人工预防接种(菌苗、疫苗、类毒素、免疫球蛋白等),都能使机体获得和增强抵抗感染的能力。

  如果是IgM抗体检测阳性,IgG抗体检测阴性,显示正处于感染期。

  而如果核酸和IgM均是阴性,而IgG呈阳性,则显示机体已经清除了病毒,并获得了免疫记忆。

  在疫情的急迫需求下,现在市场上针对新冠的抗体检测产品,可谓是百花齐放。

  美国市场上已经有至少40种抗体检测试剂,然而除了少数几种,大多数没有也无需获取FDA紧急使用批准。

  

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  快速检测板检测原理

  

  当然,有人怀疑抗体检测技术比较简单,虽然灵敏度高,但是特异性差,存在假阳性 (实际没有抗体,却被检测试剂认为有抗体),也存在假阴性 (实际有抗体,却没有检测出来),因此存在质疑。

  

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  加州大学旧金山分校和伯克利分校的研究人员,最近对美国市面上的12种新冠病毒抗体检测试剂盒进行了检测评估。

  他们采用了各种不同的血样来做检测,包括已由核酸检测确诊的新冠患者的血样(阳性)、2018年7月以前采集的肯定无新冠的历史血样(阴性)、患有其它呼吸道感染但核酸检测为新冠阴性的血样(考核特异性)。

  

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  面对历史血样的检测对比,数据为准确判定为阴性的比例

  结果对于历史血样,只有一种的试剂盒结果从未产生假阳性,准确率达到了100%。

  另外两种的假阳性是1%左右。还有3种的假阳性率在11%~15%不等,但大部分在5%左右。总的平均假阳性值为10%左右。

  

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  面对非新冠感染血样的检测对比,数据为错误判定为阳性的比例

  而如果是面对患有其它呼吸道感染的血样,试剂盒的假阳性率还会更高一些。

  有的继续保持准确,很少误报(假阳性5%以内甚至0%),但一半的试剂盒假阳性超过10%甚至超过了20%。总的平均假阳性值为17%左右。

  

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  更麻烦的在于假阴性,对于确诊新冠患者的血样,有家公司产品的检出率不到50%(假阴性超过50%)。

  之前0%假阳性的试剂也不能幸免。大体上能够准确检出抗体(IgM和IgG)的比例在85%~90%左右。假阴性比例在10~15%。

  

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  各公司试剂盒对确诊患者IgM抗体和IgG抗体的检测结果,分为不同的病程时间段。深蓝为阳性,浅蓝为阴性,黄色为无结果

  当然,作为病毒感染的直接证据,核酸检测的假阴性比例更高——单次30%,两次10%,三次也还有近3%,都存在一定概率的偏差。

  因为无论是鼻、喉、咽拭子都是上呼吸道采样,而新冠繁衍增殖主要存在于下呼吸道,痰液算是较为靠谱。

  肺泡液是最准确的,但是不到明显重症又始终查不出的情形,不会去取肺泡液。因为灌洗肺泡实在是麻烦,患者也痛苦。

  

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  因此,在疫情防控临床诊断中,抗体检测应作为核酸检测的有效补充,而不能作为单独的筛查手段。

  核酸检测+抗体检测+胸部CT诊断,互相补充验证,才是最保险的检测。而且抗体检测可以更方便地筛查无症状患者。

  

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  但是,作为疫情过后的流行病学调查,抗体检测尽管有10~15%的偏差,但依然是非常实用的。

  它灵敏度高,关键是适用时间久,可以相当准确地查出曾经的无症状感染者,可以更清楚地表明有多少人曾感染过新冠病毒,能够得知疫情的真实规模(考虑到假阴与假阳,总体有10%左右偏差)。

  武汉也一样

  在各方专家的反复呼吁之下,为进一步确认武汉市群体免疫及无症状感染者情况,武汉市于4月11日筹备启动了规模达1.1万人的血清学流行病学调查。

  据介绍,这次调查共覆盖13个行政区,依据新冠肺炎累计发病情况和辖区人口比例,每区确定5-11个街道,每个街道选取一个社区,共100个社区作为调查点,武汉市共抽样1.1万人,相当于对全市人口的千分之一进行抽样。

  

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  14日上午,武汉江夏区体育馆前,110人依次抽血、查咽拭子,参加武汉市居民新冠病毒血清流行病学调查。被抽样的家庭成员全部免费检测咽拭子核酸检测、抽血查lgG、lgM。

  此次武汉市的采样时间为期3天,从14日~16日。原先说结果将于22日公布,令人期待。

  但是22日,只等来了这么一条更大范围更大力度全国性检测的新闻:

  决策层指出,做好常态化防控要提升检测能力,大规模开展核酸和抗体检测。这有利于精准防控、维护群众健康、推动全面复工复产。

  要提升检测技术,抓紧扩大更简便高效准确的检测设备生产和商业化应用,努力做到应检尽检、愿检尽检。

  

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  从22日到现在,又过去了7天,还是没有等到武汉市正式发表血清抗体流调的结果。

  不过实际上武汉的两家医院,都已经分别以新闻和论文的形式,介绍了本院展开复工复产检测中,发现的人群抗体比例。

  之前介绍过,中南医院在4月上半月,给3600名本院员工和5000名其他单位返岗职工做了血液抗体测试,发现2.4%的员工和2-3%的外单位检测者拥有抗体。

  同样,位于青山区的武钢总医院4月20日预发表的论文显示,从4月3日至15日,该院一共检测了1402人的血清及核酸抗体。其中复工体检1021人,四月医院开诊以来住院的非新冠病人381人。

  结果除了住院组有一人病毒核酸阳性(曾因新冠在定点医院住院,检测显示复阳后立即被送回定点医院),其它人病毒核酸全是阴性,也都没有过症然而,结果两组人员的新冠 IgG抗体阳性率,大约都是10%。

  

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  结合中南医院和武钢总医院的结果,武汉市民的血清新冠病毒IgG抗体范围在3%~10%之间。

  就算5%的话,意味着武汉最少有55万既往感染人群。这个规模远大于武汉的确诊病例50333例(规模是确诊的10倍以上)。

  也意味着,按补充之后的武汉不幸病亡人数3869人,武汉的实际感染-病亡率为0.7%。

  是的,在应测尽测的武汉,病毒实际感染的规模很有可能也是核酸检测的10倍以上。

  无症状感染者、低毒量曾感染者,在人群中不同个体、不同的免疫系统面前,这些名词能把人搞晕了。

  无症状感染,就是能在鼻咽拭子中检测出病毒,但是自身不发病的人群。他们的免疫系统能压制得住病毒。

  而数量更庞大的低毒量曾感染者,就是不仅几乎无症状,而且就是在鼻咽拭子里也不会发现病毒的感染者。

  他们悄无声息地被感染,也悄无声息地清除了体内病毒。他们甚至没怎么觉得自己得过什么大不了的病。

  这些低剂量病毒不会发病,但能产生抗体,只能通过血清检测来发现。至于传播,就更不可能了。

  否则,武汉规模庞大的IgG阳性人群,是不是还得全都重新隔离?

  当然,有人会举出哈尔滨扑朔迷离的“1传87”例子,病毒源头被暂定为一位归国留学女生韩某。

  但是她按照规定进行了隔离与检测,和她生活在一起的父母、弟弟都没被感染。

  她在结束居家隔离后,就去了上海医疗美容,在上海和她直接近距离接触的人也没感染,反倒只和她住楼上楼下,没接触过的人却感染了?

  3月19日从疫区纽约经香港、北京中转入境,并直接接转社区,进行居家隔离

  3月31日首次作核酸和抗体检测,均为阴性

  4月3日解除隔离,曾外出就餐2次

  4月5日由哈尔滨乘飞机到上海,在一家美容院接受手术后回酒店休息。

  4月8日上午乘飞机返回哈尔滨

  4月10日因为所在楼栋曹某被流调追溯确诊为无症状感染者(14日转确诊病例),上午再次检测核酸和抗体,IgG阳性,核酸和IgM均为阴性。下午第3次检查,结果跟第2次一样。

  这次“链式”传播的关键节点,其实是3月29日的一场聚餐。

  这一天,韩某的同楼邻居曹某(核验为无症感染)的母亲王某(核验为无症感染)的男友——郭某(核验为有症感染)和多位朋友共同聚餐,由此病毒蔓延。

  可见,郭某的被感染日期不晚于3月29日。当时留学女生韩某尚在居家隔离期,几乎无法构成传播链条。

  

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  而且,无症状感染者的传播概率,一般被认为是1/10。有症状感染者的传播概率被认为3~5。

  无症状要经过好几层关系向有症状传播,比有症状向无症状传播,概率完全天差地别。

  所以,尽管已经做了21人的感染病毒全基因组测序,但只能证实这起传播是同一个传播链,而非能证明韩某是传染源。

  

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  因为最关键的证据缺失——从来没有采集到韩某核酸阳性的病毒样本,所以无法直接比较。

  综合来看,更有可能的事实是:

  1、作为传播链源头郭某的感染,是另外接触了其他境外来源;

  另外,已经确认郭某、女友王某涉嫌故意隐瞒谎报病情、旅居史、密切接触人员等信息。

  所以这一条线索还应仔细调查,尤其是他们3月29日之前的行踪。

  2、纽约归国的韩某IgG阳性,同为既往感染者,可能只是一场无关联的巧合。

  不管怎样,现在哈尔滨经过全面的跟踪流调,这条疫情“链式”传播已基本得到控制,也希望这里能成为“国内最后的传染链”。

  从一些特别个例来看,新冠病毒的确很刁钻,潜伏期、隐匿期长。如黑龙江刚刚新增的1例境外输入无症状感染者:

  窦某,女,38岁,3月27日乘俄航SU1700航班,从莫斯科直飞海参崴;并于3月28日乘坐大巴入境绥芬河。

  经核酸检测,结果呈阴性,转运至隔离点集中隔离。

  4月9日,再经核酸检测,结果呈阴性。4月11日,集中隔离满14天,由救护车转运居家隔离。

  4月25日,在即将解除居家隔离前,第三次核酸检测,结果呈阳性。再次由救护车转送至绥芬河市人民医院。

  经专家组诊断,判定为无症状感染者,目前已进行集中隔离医学观察。

  集中隔离14天、居家隔离14天,前后在入境、转运时都经历了两次检测,始终呈阴性。然而在近一个月后还是显现了。

  

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  另外,最新被发现的,已经在海南居住三个多月的婆媳,更被认为是超长潜伏期(90天)的例证:

  1月8日、17日,武汉祖孙三代(外公外婆、儿子儿媳、孙子)分批从武汉飞到琼海居住。儿子的父母(家公家婆)也提前于去年12月从湖南永州来到琼海。

  两家虽不同住,但有来往。与其他武汉来琼亲戚也有来往。不过总体上较少出门。

  1月15日,家婆李某发热,1月23日前往当地医院隔离治疗,26日、27日两次核酸检测阴性,2月1日出院。

  4月17日,儿媳张某带孙子乘飞机从海口返回已离开三个月的武汉,下飞机后直接先前往社区卫生中心体检。

  4月19日,儿媳体检结果显示核酸阳性,IgM和IgG抗体阴性,无发热和咳嗽等症状,判定为无症状感染者。

  4月22日,留在海南的家人,均作为密切接触者集中隔离。家婆李某22日当天采样,核酸阴性,抗体IgM阴性、IgG阳性(显示为既往感染)。

  4月23日下午第二次采样,咽拭子核酸显示阳性。

  省疾控中心对琼海市第二次采样进行了两次复核,复核结果均为咽拭子阳性(判定相同)。

  4月23日深夜第三次采样,检测结果又变为咽、肛拭子均恢复阴性,IgG仍为阳性。

  省疾控中心24日再次进行第四次采集,检测结果仍显示核酸阴性。

  但最终专家判定为无症状感染者。

  仅4月底的四次采样,家婆的检测结果就变成了既往感染——无症状载毒——既往感染——既往感染。

  可见,除了血清抗体的显示更为灵敏精确,核酸检测受制于采样深度,相对不那么靠谱。

  不过经过媒体宣传炒作,新冠病毒似乎成了妖精一般,居无定型,妖孽无比的东西。

  但是,在海南发现的29例无症状感染者中,仅有这一起超长隐蔽的家庭传播案例——而且传播时间很可能发生在1月份疫情初期,其余28例无症状感染者的密切接触者,均未监测到被传染的情况。

  

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  但是,公共卫生判断不能仅看特殊个例,要看总体。

  迄今为止,湖北与武汉解封之后,无论是本地还是到外地,被检出的大量无症状感染者,几乎未见发生传染的报告。

  武汉本地近一个多月,也未见新增病例报告——

  最后一位直接确诊病例是3月23日的一位医生。最后的确诊病例是4月3日一位隔离观察的无症状感染者转确诊。现在,武汉所有确诊患者都已经转阴出院了。

  

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  因此,虽然目前国内必然还存在着无症状感染者,但不可能因此就重回封城隔离状态。

  只能是提升检测能力,大规模开展核酸和抗体检测,做好常态化精准防控,推动全面复工复产。

  而无论意愿如何,全世界也都在对新冠病毒的全新认识之上,走向即将到来的5月。

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