摘要:目的:探讨严重急性呼吸综合征冠状病毒2(SARS-CoV-2)免疫球蛋白(Ig)M和IgG抗体检测在新型冠状病毒肺炎(COVID-19)诊断中的价值。方法:选取COVID-19患者80例,以排除COVID-19的患者20例作为对照组。采用胶体金法检测SARS-CoV-2IgM抗体和IgG抗体。收集23例COVID-19患者不同时间点采集的样本,并进行SARS-CoV-2抗体检测。结果:SARS-CoV-2IgM抗体、IgG抗体和IgM+IgG抗体联用的特异性均为100%,敏感性分别为76.3%、81.3%、90.0%,总体符合率分别为81.0%、85.0%、92.0%。在发病7d内,SARS-CoV-2IgM抗体、IgG抗体和IgM+IgG抗体联用的敏感性分别为65.0%、70.0%、70.0%;在发病8~14d,三者的敏感性分别为72.7%、95.5%、95.5%;在发病15d后,三者的敏感性分别为84.2%、97.4%、97.4%。SARS-CoV-2IgM抗体在发病后第5~13天出现转阳趋势,在发病第18天后可观察到转阴趋势;SARS-CoV-2IgG抗体在第5天出现转阳趋势,之后持续阳性。结论:血清SARS-CoV-2IgM抗体和IgG抗体可作为COVID-19的辅助诊断指标,对其连续监测有助于判断疾病进程。
由严重急性呼吸综合征冠状病毒2感染导致的新型冠状病毒肺炎目前已在全世界范围内流行[1,2,3]。SARS-CoV-2核酸阳性是COVID-19诊断的必要指标[4],但核酸检测会出现漏检现象[5],因此临床急需一种能弥补核酸检测不足的指标,从而提高诊断准确性。免疫系统是人体对抗病原体的重要防线。在病原体感染人体后,免疫系统通过一系列的信号传导激活抗病原体反应,产生2种特异性抗体——免疫球蛋白(immunoglobulin,Ig)M抗体和IgG抗体。其中IgM抗体一般在感染初期产生,可以表征初始感染,IgG抗体为病原体刺激效应细胞二次应答后产生的抗体,可以表征感染进入恢复期或反复感染。因此,在COVID-19的诊断过程中加入血清SARS-CoV-2IgM抗体和IgG抗体检测及动态监测有助于疾病的诊断和疗效评估[6]。本研究拟评估血清SARS-CoV-2IgM抗体和IgG抗体检测在COVID-19诊断中的价值。
1、材料和方法
1.1研究对象
选取2020年1月20日—2月28日东莞市第九人民医院确诊为COVID-19的患者80例(COVID-19组),其中男44例、女36例,年龄7~79岁,诊断标准参照《新型冠状病毒肺炎诊疗方案(试行第七版)》[4],SARS-CoV-2核酸检测为阳性。以同期东莞市第九人民医院排除COVID-19的患者20例作为对照组,其中男12例、女8例,年龄1~67岁。本研究符合赫尔辛基宣言的伦理学准则,经东莞市第九人民医院伦理审查委员会审核同意,并批准豁免患者知情同意。
1.2试剂与仪器
SARS-CoV-2IgM抗体和IgG抗体检测试剂盒(胶体金法,货号分别为2002090220、2002080220)均购自珠海丽珠试剂有限公司。SARS-CoV-2核酸检测试剂盒(货号20200130C)购自上海伯杰医疗科技有限公司,检测仪器为ABI7500荧光定量PCR仪(美国ABI公司)。
1.3方法
1.3.1样本采集
采集所有对象空腹静脉血2mL,其中1mL置于含分离胶的真空采血管中,500×g离心5min,分离血清,保存于4℃;另1mL置于真空抗凝采血管中,保存于4℃,用于全血、血浆同源分析的血浆样本由全血样本分离得到。
1.3.2血清SARS-CoV-2IgM抗体和IgG抗体检测
将血清样本取出平衡至室温,采用胶体金法检测IgM或IgG抗体,严格按试剂盒说明书操作,根据说明书中的判读方法,在15min内进行结果判读。
1.3.3SARS-CoV-2核酸检测
按《新型冠状病毒肺炎诊疗方案(试行第七版)》[4]中的规定,采集所有研究对象的咽拭子样本,采用荧光定量聚合酶链反应(polymerasechainreaction,PCR)检测SARS-CoV-2核酸。严格按试剂和仪器说明书操作。
1.4统计学方法
采用SPSS22.0软件进行统计分析。计数资料以率表示,组间比较采用χ2检验。以P<0.05为差异有统计学意义。
2、结果
2.1SARS-CoV-2IgM抗体和IgG抗体检测的敏感性、特异性和总符合率分析
对照组IgM抗体、IgG抗体或IgM+IgG抗体联用(IgM抗体或IgG抗体有1项阳性即为阳性)的特异性均为100%(20/20)。COVID-19组中,IgM抗体的敏感性为76.3%(61/80),总体符合率为81%(81/100);IgG抗体的敏感性为81.3%(65/80),总体符合率为85%(85/100),IgM+IgG抗体联用的敏感性为90%(72/80),总体符合率为92%(92/100)。
SARS-CoV-2IgM抗体、IgG抗体和IgM+IgG抗体联用诊断COVID-19与临床诊断比较,差异均有统计学意义(χ2值分别为39.103、46.429、64.286,P<0.001)。见表1~表3。
表1SARS-CoV-2IgM抗体检测与临床诊断结果比较
表2SARS-CoV-2IgG抗体检测与临床诊断结果比较
表3SARS-CoV-2IgM+IgG抗体联用与临床诊断结果比较
2.2同源全血样本和血浆样本SARS-CoV-2IgM抗体和IgG抗体检测结果的一致性
同时检测30组全血样本和血浆样本,IgM抗体的阳性符合率为100.0%(25/25),阴性符合率为100.0%(5/5),总符合率为100.0%(30/30);IgG抗体的阳性符合率为100.0%(24/24),阴性符合率为83.3%(5/6),总符合率为96.7%(29/30)。见表4、表5。
表4同源全血样本和血浆样本SARS-CoV-2IgM抗体检测结果的一致性
表5同源全血样本和血浆样本SARS-CoV-2IgG抗体检测结果的一致性
2.3COVID-19患者发病后不同时间血清SARS-CoV-2IgM抗体和IgG抗体的敏感性分析
将COVID-19患者出现发热、咳嗽等症状的时间记为发病第1天,将取样时间与发病时间的间隔作为病程,统计血清SARS-CoV-2IgM抗体和IgG抗体的敏感性。发病7d内共采集血清样本20份,有13份(65.0%)样本IgM抗体阳性,有14份(70.0%)样本IgG抗体阳性,有14份(70.0%)样本IgM+IgG抗体联用阳性。发病8~14d共采集血清样本22份,其中16份(72.7%)样本IgM抗体阳性,有21份(95.5%)样本IgG抗体阳性,有21份(95.5%)样本IgM+IgG抗体联用阳性;发病15d后共采集血清样本38份,其中32份(84.2%)样本IgM抗体阳性,有37份(97.4%)样本IgG抗体阳性,有37份(97.4%)样本IgM+IgG抗体联用阳性。
2.4SARS-CoV-2IgM抗体和IgG抗体动态监测分析
收集23例COVID-19患者不同时间点采集的样本,检测血清SARS-CoV-2IgM抗体和IgG抗体。将取样时间与发病时间的间隔天数为≤5d定义为发病初期,间隔天数为6~17d定义为发病中期,间隔天数≥18d定义为发病后期。结果显示,IgM抗体在发病初期的阳性率为56%(10/18),发病中期的阳性率为100%(23/23),发病后期的阳性率为63%(12/19),在间隔时间为5~7d时IgM抗体出现转阳趋势,在发病18d后可呈转阴趋势。IgG抗体在发病初期的阳性率为22%(4/18),发病中期的阳性率为100%(23/23),发病后期的阳性率为100%(19/19),在间隔时间为5~13d时出现转阳趋势,所有患者均无转阴的情况发生。见表6。
表6SARS-CoV-2IgM抗体和IgG抗体动态监测分析
3、讨论
根据我国国家卫生健康委员会发布的《新型冠状病毒肺炎诊疗方案(试行第七版)》的规定,COVID-19诊断主要依赖于临床相关检查和SARS-CoV-2核酸检测结果[4]。但近期出现了许多无症状感染者和连续核酸检测阴性感染者[5],对于这些SARS-CoV-2感染者,常规方法会造成误诊和漏检,不利于疾病的防控和治疗。因此临床亟需一种简便、准确的检测方法来弥补核酸检测的不足。
当SARS-CoV-2感染人体时,人体的免疫系统会被激活,通过抗原递呈细胞对病毒进行捕获和识别,然后将相关的病毒信息传递给效应细胞(T细胞和B细胞),效应细胞在接受外来抗原的刺激后会产生相应的抗体来中和、清除病毒。因此,检测COVID-19患者体内SARS-CoV-2的特异性抗体水平可用于辅助诊断COVID-19。本研究使用的胶体金法SARS-CoV-2抗体检测试剂盒的基本原理为:在结合区包被胶体金标记的抗人源IgM/IgG抗体,在醋酸纤维膜检测区包被SARS-CoV-2抗原,当样本中含有SARS-CoV-2抗体时,在结合区会形成抗原抗体复合物,该复合物经层析作用迁移至检测区,与SARS-CoV-2抗原结合,形成肉眼可见的检测线。本研究结果显示,胶体金法检测SARS-CoV-2IgM抗体和IgG抗体的特异性均为100%,IgM抗体、IgG抗体和IgM+IgG抗体联用的敏感性分别为76.3%、81.3%和90.0%,表明SARS-CoV-2抗体的特异性极高,可减少临床误诊的概率,敏感性也较高,可用于COVID-19的辅助诊断[4]。造成敏感性差异的原因主要与患者的个体差异及免疫系统状况有关。
本研究结果显示,在发病7d内、发病8~14d和发病15d后,IgM+IgG抗体联用的敏感性分别为70.0%、95.5%、97.4%。由此可见,相对于临床症状和SARS-CoV-2核酸检测,SARS-CoV-2抗体检测在发病早期存在一定的局限性,这与抗体产生的机制有关,因此SARS-CoV-2抗体可作为COVID-19的辅助诊断指标,弥补SARS-CoV-2核酸检测的不足。
本研究对同一患者的血浆样本和全血样本分别进行SARS-CoV-2抗体检测,结果显示血浆样本与全血样本IgM抗体的总符合率为100%,IgG抗体的总符合率为96.7%。这表明血浆样本与全血样本有较好的一致性,必要时可使用同一患者的不同样本来进行SARS-CoV-2抗体检测,以提高检出率。
本研究还收集了23例COVID-19患者不同时间点采集的样本,并进行SARS-CoV-2抗体检测。结果显示,IgG抗体在发病初期的阳性率较低(22%),IgM抗体的阳性率(56%)一般。COVID-19发病早期SARS-CoV-2IgM抗体和IgG抗体阳性率较低的主要原因可能为人体的免疫系统对SARS-CoV-2需要有一个适应与反应的过程。在发病中期,IgM抗体和IgG抗体的阳性率均为100%。在发病后期,IgM抗体由于其本身的特性(会被人体代谢掉)导致阳性率下降(阳性率为63%),而IgG抗体会持续存在,因此依然可在血清中被检测到(阳性率为100%)。
综上所述,胶体金法检测SARS-CoV-2抗体简便、快速、准确,不需要特殊仪器,一般医护人员均能操作,不需要进行特别培训。SARS-CoV-2IgM抗体和IgG抗体检测和动态监测有助于COVID-19的辅助诊断和对患者病程的追踪,可在临床上广泛应用。
参考文献:
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