特定和敏感的物质:Covid-19抗体测试的麻烦

从这个大流行的开始,世界各地的科学家们一直在追求答案的时钟,可以有效地打击SARS-COV-2病毒。人们努力努力的最困难的事情之一,是所有未知数:什么时候结束?我什么时候可以再次安全地拜访我的朋友和家人?如果我有它或者它,我甚至都不知道吗?

随着血清学检测的普及,人们对自己的新冠肺炎状况更加放心。从远处看,血清学检测似乎是这场大流行马拉松中的一个巨大里程碑。不幸的是,这些测试提供了模糊和不一致的结果。

分子检测和血清学检测:有什么区别?

当涉及传染病时,分子和血清学是两种主要类型的测试。分子试验促进病原体的检测,同时它仍然在体内循环,甚至拾取等待从可能不再致病的体内清除的病毒材料的片段。直到最近,在全球范围内进行SARS-COV-2进行的大多数测试都集中在分子测试上,采用逆转录酶 - 聚合酶链反应(RT-PCR)来诊断和确认患者的监测和临床治疗目的(1)。

这些分子诊断试验缺乏成功长期疫情反应的配方中的关键成分:他们无法检测到以前感染并清除感染的人。因此,虽然能够诊断目前被感染的人显然是很重要的,但在我们有一个疫苗之前,安全地在社会“正常”的方向上,我们需要知道谁已经被感染和恢复了。这是血清学测试进入的地方。

血清学检测(也称为抗体试验)通过测量对病原体的身体的免疫应答来脱离分子试验,从而深入了解当前和先前感染。测试使用血液样本来检测响应病毒(2,3)产生的抗体的存在或不存在。In the case of SARS-CoV-2, these serological tests are especially important in helping to better estimate prevalence, because not everyone who has had COVID-19 had the option or opportunity to be tested before the virus left their body, and it’s estimated that as many as 25% of infections are asymptomatic (4,5).

宣布这一点Lumit™DX SARS-COV-2免疫测定,旨在检测血清或血浆中SARS-COV-2的抗体的体外诊断测试

抗体并不总是等同于免疫力

抗体或免疫球蛋白(Ig)由B细胞产生,并在对新抗原的高度特定防御中起至关重要的作用,尤其是来自细菌,真菌和病毒(6)的强度。特别是免疫球蛋白M(IgM)和免疫球蛋白G(IgG)的两类抗体是血清学检测的最常见的靶标,这是由于它们在靶向和破坏新感染中的作用。在疾病后7天左右发病,约50%的患者开始开发特异性对SARS-COV-2蛋白(3,7)反应的抗体。

IgM抗体最初被制备为对病毒的第一道防线。目前的研究表明,感染后12天左右,它们似乎达到峰值,维持最多35天的充足供应,但随后迅速下降(7,8)。在SARS-COV-2感染后11-17天(7)后,在稍后产生的IgG抗体作为长期免疫应答,达到高达49天(这是当被引用的学习结束; 8)。取决于它保护您的疾病,IgG通常可以在血液中徘徊,并在几个月到一生中的任何地方提供免疫力,但肯定会肯定会持续到SARS-COV-2的长长抗体。

在这一点上,我们估计SARS- cov -2免疫能力的最佳比较模型是SARS- cov -1(导致SARS的病毒,其基因组与SARS- cov -2相似度约76%)和其他一些可导致普通感冒的冠状病毒。在前者中,已经在康复的SARS患者中发现了长达3年的IgG抗体(9);然而,后者似乎具有相当短的免疫力,尽管数据有限(10)。

这种免疫方程中仍有太多未知变量。我们没有完整的图片对SARS-COV-2的免疫看起来像或持续多久;患者之间的免疫反应变得更加繁重,而且目前尚不清楚为什么。它另外不清楚甚至在症状消失的情况下也可能仍然是对他人的传染性的来源,或者开发IgG抗体,或者如果人类免疫对SARS-COV-2的反应阻止您在(11)后再感染。围绕Covid-19血清学测试的交叉反应性潜力也存在不确定性,表明除了来自SARS-COV-2感染的情况之外,患者先前已经暴露的其他冠状虫病毒的抗体可能是可能的。

敏感性和特异性:一场测试拔河比赛

在正常情况下,美国食品和药物管理局(FDA)在市场上允许抗体试验之前进行内部质量检查。然而,鉴于情况的升级升级,FDA最初放弃了对Covid-19抗体试验的内部审查,这导致了120多个实验室和制造商用缺乏FDA审查和验证的测试,并且普遍不同准确性(12,13)。即使对于那些准确的测试,也因为上面列出的未知而解释结果很难。

作为回应,FDA已经加强了对所带来市场所带来的测定的监督,现在提供了它现已授权的测试的预期绩效(14)。

在这样的情况下,了解如何确定测试精度以及精度的百分比实际上是有帮助的。基于两个关键精度度量评估血清学测试:敏感性和特异性。

灵敏度当它应该是积极的,或者您的测试将检测到所需目标的可能性是测试的能力是给予积极结果的能力。高度敏感的测试应检测几乎所有患有这种疾病并具有低误差结果的人(例如,试验表明存在抗体时; 15)。

特异性当它应该是负数时,测试的能力指示负面结果,或者测试不会被期望目标以外的东西欺骗的可能性。高度特异性的测试应正确排除几乎所有没有疾病的人并具有低阳性结果的速率(例如,测试表明当它们不存在时存在抗体; 15)。

敏感性和特异性解码

如何敏感的是测试吗?
翻译:有多少实际科迪德人确实正确地识别了covid-positive?

如何具体的是测试吗?
翻译:它是多少个辅助消极的人正确地识别Covid-Digal?

是什么假阴性
翻译:被告知他们的实际科多是多少人,他们不是?

是什么假阳性
翻译:有多少不是新冠肺炎阳性的人被告知他们是?

灵敏度和特异性的速率通常具有一般反比关系:增加灵敏度可以降低特异性的速度,而更具体的测试通常不会像敏感。铸造更广泛的网可以扰乱更多的目标,包括更多的目标,而不是你想要的目标,而较小的网可能会使你以后的唯一目标类型,但不会抓住它们。

这种敏感性和特异性之间的关系有助于创造一种血清学测试,这是一种高度敏感和高度特异性的,在理想的情况下,我们希望所有的抗体测试都是如此。那么我们应该在寻找范围的情况下这些速度的百分比是多少?据佛罗里恩大学病毒学家罗伯特加里称,“95%或更高的敏感性和特异性率被认为是一个高基准,但这些数字难以击中;90%被认为是临床有用的,80%至85%是流行病学上有用的“(10)。

然而,不幸的事实是,即使是那些非常高的那些积极的数字,当应用于大人口的实时测试时也不像乐于助人或积极。让我们打破:

在这种情况下,假设有5%的人口感染了COVID-19。理论上,如果你随机对100万人进行血清学检测,结果应该是5万个阳性结果和95万个阴性结果。但假设你对这一百万人进行的测试只有95%的敏感性和95%的特异性。该测试将正确地产生47,500个阳性结果和902,500个阴性结果,但也会让50,000人(在不知情的情况下)承受错误结果的压力。在这5万人中,2500人会得到假阴性结果(当他们实际上是阳性时),47,500人会得到假阳性结果(当他们实际上是阴性时)。

意外后果

正如上面的例子所说明的,每个人都必须了解这些看似高准确度的测试的局限性和影响,特别是那些使用商用抗体测试的结果来指导自己的健康行为和决定的人。

在误报与假否定的方面,测试错误的后果也不等同。While a false negative could prevent a person from returning to work (which is objectively bad), a false positive could lead to a full-fledged epidemic chain reaction, ignited by a single person who’s test results led them to believe that their (false) immunity status entitles them to forego preventative health measures (which is objectively much, much worse).

对公共卫生当局来说,血清学测试是非常有价值的潜在信息来源,可以帮助他们更好地估计感染发生率,并继续指导公共卫生控制措施,如社交距离(16)。为了让血清学检测发挥这种潜力,在未来几周内清除三个关键的不确定因素至关重要。

最紧迫的是需要血清学测试验证,已经开始;确保可用的测试是可比的,准确和监督FDA是至关重要的。其次,尽管大多数专家假定Covid-19恢复的患者将具有一定程度的免疫力,但应追求对特定抗体水平和免疫之间是否存在相关性的额外研究。最后,确定是否通过感染诱导保护性免疫,如果是的话,它将是有益的,它可以持续多久(17)。

请浏览我们的网站,以获取支持资源:
SARS-COV-2病毒研究
SARS-CoV-2血清学检测

参考

  1. 基于分子的Covid-19测试。约翰·霍普金斯大学健康安全中心。
  2. Loeffelholz, M.J.和Tang, Y.W. (2020)新兴人冠状病毒感染的实验室诊断 - 最先进出现。微生物感染。9(1):747-756。
  3. Cevik, M., Bamford, C.和Ho, A. (2020)Covid-19大流行 - 对临床医生的重点审查临床。微生物。感染。S1198-743x(20)30231-7。[打印前发布]
  4. Mizumoto,K。。(2020)2020年日本横滨“钻石公主”号邮轮上2019冠状病毒病无症状病例比例评估欧元。监禁。25(10):2000180。
  5. 莱,C.C.et al。(2020)由于严重的急性呼吸综合征冠状病毒2(SARS-COV-2),急性载体状态,急性呼吸道疾病和肺炎:事实和神话。J. microbiol。免疫素。感染。s1684 - 1182(20) 30040 - 2。[打印前发布]
  6. Justiz Vaillant,A.A.和ramphul,K。(2020)免疫球蛋白attpearls.
  7. long,q-x。。(2020)Covid-19患者对SARS-COV-2的抗体反应Nat,地中海。[打印前发布]
  8. 棕褐色,W。。(2020)Covid-19患者的病毒动力学和抗体反应。预印迹Medrxiv.
  9. 吴,l-p。et al。(2007)严重急性呼吸综合征后抗体反应的持续时间。出现。感染。解释。13(10):1562 - 1564。
  10. Patel,N.(2020年4月9日)为什么开始发出免疫护照的为时尚早。麻省理工学院技术评论。
  11. 苏a(2020年3月13日)他们幸存了冠状病毒。然后他们再次测试正面。为什么?洛杉矶时报。
  12. Brennan,Z.和Lim,D。(4月27,2020)FDA推动了没有机构审查的不准确的抗体测试。政治报。
  13. McCoy和Heath, D.(2020年5月8日)冠状病毒抗体试验可在全国各地提供。这就是为什么他们可以提供虚假的安全感。今日美国。
  14. EUA授权血清学测试性能。美国食品和药物管理局。10月14日,2020年5月。
  15. 了解医疗测试:敏感性,特异性和阳性预测值。healthnewsreview.org.
  16. Covid-19血清学监督策略。疾病预防与控制中心。
  17. 在美国制定国家血清学(抗体测试)战略。约翰·霍普金斯大学健康安全中心。

有关SARS-COV-2 PCR和血清学检测的更多信息,请访问我们的网站

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娜塔莉是Promega的一位科学作家。她赢得了她的B.。从威斯康星州 - 麦迪逊大学的微生物学中,她的康涅狄格州科学学位。在她的业余时间,她可以找到打排球,制作音乐,在她永无止境的工艺品项目中砍伐,与动物志愿者。

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