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国务院新冠联防组3月10日提出新冠抗原检测的试行方案。方案中抗原检测对象为 有症状到基层卫生机构就诊的人隔离观察人员,想 做自我检测的社区居民

相对核酸的遍地开花,抗原检测在国内并不普及。不过抗原(港澳台习惯称为快筛,美国称为antigen test,英国叫lateral flow)因其便捷快速的特点,在国外已广泛使用(很多均为中国制造)。

之前Omicron欧美大爆发时,抗原测试需求激增,那时写过一篇分析各种测试原理与应用的文章( )。这次在那篇文章的基础上做些修改,着重讲一下抗原检测。

1.检测新冠的思路

新冠检测说到底是检测新冠病毒。光看症状,新冠和很多呼吸道疾病类似,比如流感,因此不能光凭症状来说一个人得了新冠。

所以检测新冠必须要确认这个人有感染新冠病毒。但病毒是非常微小的,而且世上的病毒千千万万,怎么样才能检测出新冠病毒,并确认这真的是新冠病毒,不是其它病毒呢?

这就引出了检测的两个点——第一, 找出新冠病毒的特异之处,第二,把这个特点 放大到能被我们观察

什么东西会是新冠病毒特异的?首先,它的基因组肯定是特殊的,否则它就不是一个独立的物种了。其次,病毒的基因对应蛋白质,新冠的基因组有自己的特征,相应的的病毒蛋白也会特殊。

所以检测新冠可以从检测它的 基因与检测它的 蛋白两个方向着手。设计的检测试剂,从原理上就是要放大这些肉眼看不到的基因与蛋白,把它们能呈现出来。 核酸检测就是针对病毒基因组做检测,而抗原检测则是针对病毒的蛋白

2.金标准——PCR核酸检测

新冠检测金标准仍是核酸检测,因为它的灵敏度和特异性都非常好。这次国务院联防组的文件也明确说了,是在“ 核酸的基础上,增加抗原作为补充”。

核酸检测会用到PCR技术,所以也叫PCR检测。简单来说是利用PCR这个扩增核酸片段的技术,去扩增一个样本里的新冠病毒基因片段,直到扩增下来的片段多到我们的机器可以“看”到。

PCR扩增的时候是针对特异的核酸片段,只要把PCR设计成针对新冠病毒基因组特有的片段,就能专门检测新冠病毒的基因组。能测出来,就是有病毒,测不出来,就是没有。

由于PCR是把病毒的一个基因片段不断扩增,所以核酸检测可以做得 非常灵敏,样本里病毒量再低,多扩增几次一样多到检测得出。同时病毒的基因组是特殊的,只要设计得当,核酸检测的 特异性也可以非常好。正因为这样的优点,核酸检测仍然是检测新冠的金标准。

不过核酸检测需要专门的实验仪器,从采捡到出结果要时间,涉及专业人员的劳动付出,从便捷以及实时性上来说不是那么好。考虑到人力物力投入(这些不一定反映在收费上),成本也很高。

3.抗原检测——快速测病毒蛋白

抗原检测,也是新冠联防组提出要试行的检测,是直接测病毒的蛋白——一般是测新冠的N蛋白,因为病毒颗粒里这个蛋白的量比较大,容易测。

不同于核酸,我们没法复制扩增蛋白质。抗原检测的方法是用能特异结合N蛋白的抗体去抓这些病毒,然后通过一些生化反应,把这些抓取的信号放大到我们能观测的程度。

抗原检测 速度快,一般15分钟能出结果。过程简单不需要专门的仪器,非常 适合居家自测。整个原理以及检测试剂的设计类似于验孕棒。

由于不像PCR有扩增病毒片段的能力,抗原检测的灵敏度要差一些,病毒量比较高的时候才能测出来。很多国家的国际航班入境的标准只用更精准的核酸检测,就是怕抗原检测的灵敏度不够,有假阴性问题。

4.检测优劣要看情况

核酸与抗原各有特点,也可以说是各有优缺点。如果光看优点,核酸非常灵敏,抗原非常方便。但要合理使用一个检测,不能光挑优点说,更要看到缺点,然后 联系实际应用场景来评估

以抗原为例,它确实很方便,但灵敏度差会带来假阴性的问题。推广应用时要考虑这种假阴性产生的原因,以及有什么办法可以把影响降到最低。

抗原测试的假阴性问题来自它的灵敏度不如核酸。由于不像核酸那样有“扩增”步骤, 抗原检测依赖样本里已有的病毒量。要尽量拿它来 检测那些潜在病毒应该很多的样本,不要去筛那些病毒量可能很少的样本。这样才能把抗原检测用对。

什么意思?新冠感染过程里病毒从进入人体,到大量复制,再到逐渐被免疫系统清除,载毒量有一个从低到高再回落的动态。由于抗原检测的灵敏度不如核酸,载毒量高的阶段表现会好,载毒量低假阴性的风险就高。

所以在使用时要考虑,这个现在来做检测的人如果是感染者,他(她)是不是在载毒量高的阶段,是的话,用抗原测试是不错的选择,反之,则测试结果解读要小心。

什么样的情况载毒量比较高?感染后刚开始出现症状这段时间对应的是载毒量高峰。因此 抗原测试对有症状的人是比较有效。拿来广泛做无症状筛查就不行了。

所以国务院文件里的基层卫生机构抗原检测使用里提到了有发热等症状的人,可以使用抗原检测。然后灵敏度低对应的是一次检测假阴性风险高,也能 通过多次检测来弥补。比如联防组文件里对于有症状抗原检测阴性的,要求是连续5天,每天检测一次,这就大幅降低了漏网可能性。隔离人员也是5天每天检测。

5.检测需科学化合理化

在核酸检测的基础上加入抗原检测,无疑是一大进步。不过对于任何检测方案的调整,增加种类只是一个方面,更重要的是在检测上不断科学化、合理化。

核酸抗原各有优缺点,我们只有 结果解读科学化应用合理化,才能发挥它们的优势,而不是误入陷阱。

比如我们说核酸非常灵敏,是金标准。但使用不当“灵敏”也有坏处。有时康复后体内还会残留一些病毒尸体,数量不会很多,但核酸太灵敏了,还能测出来。看一些新闻,多少天过去了还是阳性,或者检测了几次阴性后又复阳。按核酸检测的金标准来,这些人就一直被当作感染者,没法解除隔离,回归正常生活。

这就是没有注意到核酸检测的潜在欠缺引起的问题。一些极端的确诊12周还能核酸阳性,其实早就没传染性了,都是死病毒,为此CDC就提出 核酸阴性不应用于感染者解除隔离的标准【1】。

抗原检测的假阴性问题是个缺点,但抗原检测“粗糙”的灵敏度使用得当也会是优点。抗原检测能检测出来的时段,因为载毒量高,恰好 对应一个感染者传染性比较高的时候。一旦抗原测是阳性,那就不要乱跑了,否则真成扩散病毒。而英国缩短感染者的隔离时间就加入了两次抗原检测阴性的标准,确认解隔离时确实已无传染性【2】。

用抗原这种更容易个人普及使用的检测,让传染期的人及时知晓情况,减少进一步传播,可以让抗原检测作用最大化。

6.检测优化是个持续过程

检测的优化是一个 持续的过程,不是说上市一个新的检测就做到了优化,这只是优化过程中的一步。

像抗原检测最大的一个优点——便捷性,关键是不需要专业人员,可以个人操作。试行方案里在基层卫生机构的检测里似乎还是以医疗人员采样为主,这不利于发挥抗原检测的优点。

抗原检测虽然速度快,但通量低。它一次检测确实15分钟就能出结果,可一次测试也就测一个样本,不像核酸,几十个样本一次实验就能做完。如果让医疗人员来采样做测试,抗原检测的便捷性没法发挥,一旦要求测试的人多,反而因其通量低,成了麻烦。

抗原检测 应以个人自测为方向,才能发挥最佳作用。当然,这涉及到检测的可及性与成本。按试行方案,有自测需求的人可以在药店等处购买,这非常好。但对于习惯核酸检测,对抗原检测不熟悉的中国老百姓,我们需要更好地普及相关信息,特别是什么时候适合做抗原检测。

还有成本。核酸的物力、人力投入,全部核算下来,肯定要比抗原高不少。可国内民众熟悉的全民核酸排查都是免费,花钱去药店买抗原测试,涉及观念的转变,不是一朝一夕可成。

可以多参考欧美甚至港台这些抗原使用更早的地方。抗原检测生产厂家众多,也要注意明确标准,一些质量不行的,或者因突变株而效果降低的检测要及时下架。

最后秀一下个人的抗原检测“收藏”:

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自Omicron以来,美国政府送了两轮抗原测试试剂(每次4个检测)。自上而下分别是中国产的iHealth试剂,罗氏的试剂(韩国产)以及雅培的检测(美国土特产)。前两个是山姆大叔送的,雅培是在1月上旬一剂难求时到雅培的食堂买的。当时药店里一个测试卖个二三十美元不奇怪,还不容易买到,雅培食堂是6美元一个测试,瞬间感觉这哪是食堂,明明是金矿

参考资料:

  1. https://www.npr.org/sections/health-shots/2022/01/06/1070096493/covid-test-guide

  2. https://www.nhs.uk/conditions/coronavirus-covid-19/self-isolation-and-treatment/when-to-self-isolate-and-what-to-do/

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