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新型冠状病毒核酸和抗体联合检测的应用价值*

2020-08-04陈伟吴成就彭丽梁剑琦朱爱民黄小晔娄底市中心医院检验科湖南娄底417000

临床检验杂志 2020年6期
关键词:核酸检出率标本

陈伟,吴成就,彭丽,梁剑琦,朱爱民,黄小晔(娄底市中心医院检验科,湖南娄底 417000)

新型冠状病毒肺炎(COVID-19)是由新型冠状病毒(SARS-CoV-2)引起的传染性极强的急性传染病,早发现传染源并进行隔离治疗,是防治COVID-19的重要手段。新型冠状病毒肺炎诊疗方案一直以来均推荐实时荧光RT-PCR检测SARS-CoV-2核酸阳性作为疑似病例确诊的诊断条件之一,但实时荧光RT-PCR技术对实验场所及人员要求高、操作繁琐、耗时长、检测人员感染风险高、结果受标本质量、病毒感染部位及表达量等因素影响较大[1]。血清特异性抗体检测的操作简单便捷,仅需采集血液标本,很大程度上降低医护人员在标本采集和检测过程中被感染的风险,是快速筛查和辅助诊断的重要手段[2]。《新型冠状病毒肺炎诊疗方案(试行第七版)》已将血清学抗体检测列入疑似病例确诊的诊断条件之一[3]。鉴于2种检测方法各自的特点,将核酸检测和血清学检测相结合可提高检出率,不同类型患者可选择不同的检测方法。

1 资料和方法

1.1标本来源 收集2020年2月1日至2020年3月15日本院感染科隔离病房入院的26例确诊COVID-19患者的咽拭子和血清标本。确诊标准[3]:(1)有相应流行病学史;(2)有相关临床表现(发热和/或呼吸道症状、具有COVID-19影像学特征等);(3)实时荧光RT-PCR检测SARS-CoV-2核酸阳性。其中男性16例,女性10例,年龄(42.0±18.3)岁。分别于确诊后第4、7、15、30和45天采集患者血液标本及咽拭子(对已出院患者进行回访并在相应时间点采集血液和咽拭子标本)。

1.2仪器与试剂 Vii7-Dx荧光定量 PCR仪(ABI公司);SARS-CoV-2核酸检测试剂盒(湖南圣湘公司),SARS-CoV-2 IgM和IgG抗体检测试剂盒(胶体金免疫层析法,康华公司)。

1.3SARS-CoV-2核酸检测(实时荧光RT-PCR法) 待测标本56 ℃灭活30 min后,用SARS-CoV-2核酸检测试剂盒提取核酸,按照一步法试剂盒说明书配制反应体系:26 μL反应液,4 μL酶,20 μL核酸,共50 μL。反应参数:50 ℃ 30 min,95 ℃ 1 min;95 ℃ 15 s,60 ℃ 30 s,45个循环。用Vii7-Dx荧光定量 PCR仪检测,荧光通道选择:VIC(内标基因)、FAM(ORF1ab基因)、ROX(N基因)。结果判定:FAM或ROX通道检测到典型的S型扩增曲线,且循环阈值(Ct)≤40为阳性;FAM、ROX通道未检测到典型的S型扩增曲线,仅VIC通道有扩增曲线且Ct≤40为阴性。一步法检测阳性标本采用伯杰新型冠状病毒核酸检测试剂盒(荧光PCR 法)作进一步确认。

1.4SARS-CoV-2血清抗体检测(胶体金免疫层析法) 用捕获法检测血清样本中的IgM抗体,双抗原夹心法检测IgG抗体,标本3 000 r/min 离心10 min后,离心机内静置15 min后取出,二级生物安全柜内开盖。取10 μL待检血清至加样处,随即滴加80 μL样本稀释液至加样处,均于15~30 min后观察结果。根据试剂说明书直接进行肉眼判读,当检测区及质控区各出现一条红色反应线为阳性,仅质控区出现一条红色反应线为阴性。

2 结果

2.1核酸检测转阴后IgM/IgG抗体检出率 26例确诊患者病毒核酸检测转阴时间为(16.3±11.6)d,最短为6 d,最长为45 d(观察截止时间),转阴当日IgM和IgG的检出率分别65.38%(16/26)和53.85%(14/26),2种抗体检出率差异无统计学意义(χ2=0.719,P>0.05)。

2.2不同时间点IgM/IgG抗体检出率 根据IgM和IgG抗体产生的一般规律,选择5个时间点作为抗体检测时间(第4、7、15、30、45天),分析病毒感染后不同类型抗体产生后达到检出限的时间和发展趋势,IgM抗体在确诊后15 d检出率达到65.38%,而IgG抗体为46.15%。IgM抗体最早可在确诊后4 d内检出(19.23%),并在15 d左右达到峰值后检出率逐渐下降,IgG抗体在确诊后7 d左右可检出(检出率为7.69%),并随着时间延长检出率持续上升并维持较长时间。见表1和图1。

表1 26例COVID-19患者不同时间点血清抗体检出率(%)

2.3不同时间点内标基因、ORF1ab基因、N基因的Ct值 内标基因在不同患者不同时间点的表达量基本恒定,ORF1ab基因和N基因表达量在一周内出现明显下降,N基因的下降速率明显低于ORF1ab基因。到观察截止时间点(45 d)仍有1例ORF1ab基因阳性(Ct为38.05)和5例N基因阳性(Ct为35.47±3.12)。见表2。

表2 不同检测时间点SARS-CoV-2核酸检测循环阈值(Ct)结果

3 讨论

鉴于SARS-CoV-2的高传染性,控制疫情蔓延最有力措施就是对确诊患者的早发现、早诊断、早隔离、早治疗,国家推荐核酸检测为新冠病毒肝炎确诊的金标准,但同时核酸检测也可因为采集部位、方法、病程等因素的影响而出现假阴性结果[4-5]。胶体金免疫层析法具有快速、操作简便等特点,相比核酸检测,具有成本较低、对操作人员技术要求不高、无需特殊仪器、试剂稳定等优点,适合于大面积推广。

IgM抗体是机体在急性期感染时较早出现的抗体,亲和力较低,持续时间短。IgG抗体是再次免疫应答产生的抗体,亲和力较强,持续时间长,提示既往感染或是病程中后期。目前,COVID-19患者的体液免疫应答机制尚未完全明确,但其抗体变化规律与一般病毒感染存在一定的相似性[6-7],SARS-CoV-2特异性IgM多在发病后3~5 d出现阳性。来自武汉的研究显示:COVID-19患者IgM和IgG抗体检测的敏感性分别为70.24%和96.10%,抗体检出率较高[8]。本研究根据病毒感染的特异性IgM抗体和IgG抗体的产生规律,选择5个时间点作为检测时间(第4、7、15、30、45天),分析病毒感染后不同类型抗体产生后达到检出限的时间和发展趋势,IgM抗体在确诊后15 d检出率达到65.38%,而IgG抗体为46.15%,IgM抗体最早可在确诊4 d内检出,并在15 d左右达到峰值后逐渐下降,IgG抗体在7 d左右可检出,并随着时间延长检出率持续上升并维持较长时间。

SARS-CoV-2基因组含有约29 000个碱基,有 12 个蛋白质编码区/开放读码框(ORF),其中ORF1ab基因为RNA依赖的RNA聚合酶基因(RdRp)所在区域,编码RNA聚合酶,负责病毒核酸复制[9];N基因编码核衣壳蛋白,是一种多功能结构蛋白,具有增强病毒基因组转录、病毒组装过程中与其他蛋白质结合等特征。有研究表明确诊病例和无症状感染者第3周这2个基因的Ct值高于第2周,提示病程的进展、相关诊疗手段的实施,病毒载量随着时间的延长而下降[10]。本研究中发现,病毒2个基因的表达量随着病程的进展下降程度不一样。ORF1ab基因表达量在一周内明显下降,而N基因的下降速率明显减慢,观察结束时N基因的检出率高于ORF1ab基因,可能与2种基因编码的蛋白质功能不同有关,治疗过程中与病毒复制有关的ORF1ab基因表达受到明显的抑制,而对核衣壳蛋白编码基因(N基因)影响较小。N基因的持续表达对机体免疫系统产生持续的免疫刺激,从而提高抗体的产生效率。

核酸检测和血清抗体检测各有优劣:核酸检测成本高、技术要求高且费时,标本采样、病毒灭活、核酸提取等过程对核酸检测结果影响较大,容易出现假阴性;而血清抗体检测因检测时间短、操作简便、具有较高的敏感性和特异性。本研究发现在感染早期(7 d内)核酸检测检出率较高,IgM抗体开始产生并且检出率持续升高,而病程中后期IgM和IgG抗体的检出率明显高于核酸检测。因此,可以将2种方法有效结合起来,以核酸检测为主并辅以抗体检测,以判断感染早期、既往感染和无症状感染者。

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