国家卫健委临床检验中心：新型冠状病毒抗体检测的人群筛查

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也谈新型冠状病毒抗体检测的人群筛查

实验室抗体检测可以提供新型冠状病毒感染的血清学证据，是新型冠状病毒感染辅助诊断的重要手段，在疫情防控中起到了非常重要的作用。但是，所有的实验室诊断方法都具有一定的局限性，因此有其限定的应用场景，即为了一个合适的目的、对合适的人、在合适的时间进行检测。新型冠状病毒抗体检测也不例外。国家药品监督管理局批准的新型冠状病毒抗体检测的试剂说明书中指出，抗体检测的预期用途为：对新型冠状病毒核酸检测阴性疑似病例的补充检测指标或疑似病例诊断中与核酸检测协同使用，不能作为新型冠状病毒感染确诊和排除的依据，不适用于一般人群的筛查。最近，国内逐步出现抗体检测新的应用场景，如用于复工复产复学人员、一线医务人员的筛查，甚至普通人群的居家检测。那么偏离了实验室诊断方法的应用场景是否可以？会产生什么影响和后果？这是应该要明确的。

一、抗体检测“假阳性”导致阳性预测值太低

目前，国家药品监督管理局批准的抗体检测试剂主要是基于化学发光法和胶体金法。有报道的化学发光法检测血清型冠状病毒特异性IgM和IgG抗体，敏感性分别为70.24%和96.1%，特异性分别为96.2%和92.41%[1]。胶体金法IgM/IgG抗体联合检测试剂盒检测的敏感性和特异性分别为88.66%和90.63%[2]。导致抗体检测“假阳性”的原因有，抗体检测阳性判断值（cut-off value）设置方法，决定了敏感性和特异性的绝对存在；患者标本中存在导致免疫测定假阳性的内源性或外源性干扰物质[3]；抗体检测试剂中使用抗原的特异性，如RBD和S1抗原的特异性总体优于S和N抗原[4-6]。

对于抗体检测试剂来说，90%以上的特异性可以满足临床使用，但是却完全不能用于普通人群筛查。这是由于人群流行率不同导致的。我们假设抗体检测试剂的敏感性为99%，特异性为99.5%，如果在流行率为10%的人群使用，每10万人应有10000例感染者和90000例未感染者，那么99%敏感性可以检出9900例（10000×99%）真阳性结果，但同时由于特异性为99.5%，则同时检出450例（90000×0.5%）假阳性结果，因此实验室共计检出10350例阳性结果，其中9900例为真阳性，即实验室检出的阳性结果中95.65%（9900/10350）为真阳性，这个概念即为阳性预测值（positive predictive value, PPV）。如果在流行率为1%的人群使用，PPV为66.7%（表1），这是为什么在临床上有症状的患者中或者高风险人群中，使用抗体检测是非常有效的手段。但是，如果人群流行率为0.01%，每10万人应有10例感染者和99990例未感染者，那么99%敏感性可以检出9.9例（10×99%）真阳性结果，但同时由于特异性为99.5%，则同时检出499.95例（99990×0.5%）假阳性结果，因此实验室共计检出509.85例阳性结果，其中9.9例为真阳性，PPV仅为1.94%。即每10万人份的检测，得到509.85个阳性结果，其中仅9.9个为真阳性结果，499.95个均为假阳性结果（表1）。在人群流行率低于0.01%，试剂的特异性低于99.5%的情况下，PPV更低于上述数据。截止至2020年4月27日，全国累计确诊病例84341例，按照全国14亿人口计算，流行率为0.006%（84,341/1,400,000,000）；湖北省累计确诊68128例，2019年湖北省常住人口5927万人，流行率为0.11% (68,128/59,270,000)；湖北以外省份累计确诊16213例，流行率为0.001% (16,213/1,340,730,000)。假设抗体检测试剂的敏感性为99%，特异性为99.5%的情况下，湖北省和湖北省以外抗体检测的PPV分别为17.90%和0.20%。以美国总人口3.27亿，确诊100万例来计算，流行率为0.31%（1,000,000/327,000,000）；纽约州851万人，以确诊30万例来计算，流行率为3.52%（300,000/8,510,000）。如果检测试剂的敏感性为99%，特异性为99.5%的情况下，纽约州人群抗体检测的PPV可达87.84%。如果实际流行率高于3.52%，那么PPV应该更高，此时对人群进行抗体检测（包括流行率调查）更为有效。抗体检测更适合在流行率高的人群进行，当人群流行率低，特别是远低于试剂的假阳性率时，适用性大大降低。

在流行率低的人群进行抗体检测，产生的假阳性结果会带来两个问题。一是大量不必要的隔离；二是难以给被检者一个最终诊断。研究表明，IgM抗体在发病后3周达到峰值，随后逐渐降低，而IgG抗体在发病后4周达到稳定水平并持续存在[7]。假如为IgG单独阳性，有可能处于感染恢复期，也可能为假阳性结果，但是由于缺少IgM动态检测结果，也无法依靠IgG滴度的改变来判断结果的“真”与“假”，且此时核酸也无法检出，这种情况下，完全无法判断是否为既往感染、感染恢复期还是假阳性。假如为IgM单独阳性而核酸阴性，要排除IgM假阳性，需要数天后进行重复检测，在这段时间，仍然需要对被检者暂时隔离。实际上，IgM或IgG单独阳性在临床上反而是较少出现的，对58名出现症状8-33天的患者的抗体检测结果进行分析，发现94.83%的病人IgM和IgG均为阳性，而1.72%和3.45%的患者只有IgM或IgG阳性[8]。

二、抗体检测“假阴性”导致无法有效检出感染者

在潜伏期或症状出现不久时对患者进行血清学检测，此时特异性抗体还没有产生，或者产生量少而不足以被检出，就会导致“漏检”。 研究表明，病毒感染后首先产生IgM抗体，血清转化中位时间为发病后5~14天，而IgG抗体产生较晚，血清转化中位时间为发病后14天左右[4-5]。可能由于检测试剂和患者人群的差异，对IgM和IgG产生时间的研究结果有所不同，但是明确的是，抗体出现时间要晚于核酸，在潜伏期和感染初期IgM和IgG无法检出。抗体用于普通人群，同样存在人群没有临床症状和接触史的问题，检测时间可能存在于感染的任何一个阶段。如果感染者处于潜伏期和感染初期，抗体检测是没有意义的，这些也会导致抗体的“假阴性”率在人群筛查的应用场景下高于临床应用。当人群流行率特别低时，真阳性的数量很少，当假阳性数远高于真阳性数时，抗体检测就失去了其在临床应用场景下对核酸补充的价值。

综上所述，在我国人群流行率总体很低的情况下，由于抗体检测“假阳性”和“假阴性”的局限性，不适合用于复工复产复学等普通人群筛查，也不适用于在低流行地区的流行病学调查。抗体检测应在其正确的应用场景中使用，在新型冠状病毒核酸检测阴性疑似病例，通过动态检测IgM和IgG进行新型冠状病毒感染的肺炎辅助诊断。如果在不应检测的场景下、对不适合的人、在不适合的时间应用，将既无法有效检出感染者，又容易造成不必要的隔离和混乱。

参考文献：

[1] 徐万洲, 李娟, 何晓云, 等. 血清2019新型冠状病毒IgM和IgG抗体联合检测在新型冠状病毒感染中的诊断价值[J/OL]. 中华检验医学杂志, 2020, 43 (2020-02-27). http://rs.yiigle.com/yufabiao/1182736.htm. DOI: 10.3760/cma.j.cn114452-20200223-00109. [网络预发表].

[2] Li Z, Yi Y, Luo X, et al. Development and clinical application of a rapid IgM-IgG combined antibody test for SARS-CoV-2 infection diagnosis [published online ahead of print, 2020 Feb 27]. J Med Virol. 2020;10.1002/jmv.25727. doi:10.1002/jmv.25727

[3] 张瑞, 李金明. 2019新型冠状病毒特异抗体检测"假阳性"原因分析及对策[J/OL]. 中华检验医学杂志, 2020, 43 (2020-04-03). http://rs.yiigle.com /yufabiao/1187051.htm. DOI: 10.3760/cma.j.cn114452-20200318-00271. [网络预发表].

[4] Zhao J, Yuan Q, Wang H, et al. Antibody responses to SARS-CoV-2 in patients of novel coronavirus disease 2019 [published online ahead of print, 2020 Mar 28]. Clin Infect Dis. 2020;ciaa344. doi:10.1093/cid/ciaa344

[5] Guo L, Ren L, Yang S, et al. Profiling Early Humoral Response to Diagnose Novel Coronavirus Disease (COVID-19) [published online ahead of print, 2020 Mar 21]. Clin Infect Dis. 2020;ciaa310. doi:10.1093/cid/ciaa310

[6] Okba NMA, Müller MA, Li W, et al. Severe Acute Respiratory Syndrome Coronavirus 2-Specific Antibody Responses in Coronavirus Disease 2019 Patients [published online ahead of print, 2020 Apr 8]. Emerg Infect Dis. 2020;26(7):10.3201/eid2607.200841. doi:10.3201/eid2607.200841

[7] Xiao AT, Gao C, Zhang S. Profile of specific antibodies to SARS-CoV-2: The first report [published online ahead of print, 2020 Mar 21]. J Infect. 2020;S0163-4453(20)30138-9. doi:10.1016/j.jinf.2020.03.012

[8] Li Z, Yi Y, Luo X, et al. Development and clinical application of a rapid IgM-IgG combined antibody test for SARS-CoV-2 infection diagnosis [published online ahead of print, 2020 Feb 27]. J Med Virol. 2020;10.1002/jmv.25727. doi:10.1002/jmv.25727

国家卫生健康委临床检验中心

2020年04月30日

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