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真的假的?血清抗體檢測,是解讀流行疾病的「關鍵密碼」?

為了解COVID-19(又稱武漢肺炎、新冠肺炎)在社區中流行狀況,彰化縣衛生局與台大公衛學院今年6月開始,針對該縣確診者、接觸者、醫療院所員工、健康照護人員等4類高風險族群、共4,859名人員進行血清抗體檢驗。

研究結果於8月27日公布,除18名確診者檢出抗體陽性外,4,841名高風險族群的非確診者,僅4人陽性、且都出現了具保護性的中和抗體,陽性率只有萬分之8.3,代表該縣社區相當乾淨,台灣防疫政策也因此獲得科學認證。

雖然該研究爆出倫理審查委員會(IRB)審查及研究經費有瑕疪,引發爭議,但回到研究本身,血清抗體究竟是什麼?為何能成為解讀疾病流行狀況的密碼?抗體有多少種類?不同抗體代表的意義又是什麼?除了檢測外,它還有哪些可能應用的領域?

抗體檢測怎麼做?可以輔助防疫嗎?

人體剛感染病毒時,病毒量比較多、上呼吸道的病毒量大,因此容易透過「喉頭拭子」或「深喉唾液」採檢得到,目前COVID-19即是以此工具採檢、再以「PCR檢測」確認是否確診。此時期被檢測為陽性的個案,處於發病時期、也具有傳染力。

不過,人體內的免疫機制會一直和病毒作戰,一般在感染後7到15天,會出現抗體,抗體會「記住」這隻病毒,下回病毒再入侵就會啟動防禦機制。一般狀況下,人體不會被同一隻病毒重複感染,但COVID-19也出現極少數二度感染的病例

身體產生抗體時,通常體內病毒量已降低、跑到肺部等較深層的組織,甚至可能已經痊癒、沒有傳染力。抗體檢測不像PCR屬確診工具,必須透過抽血檢測,但可觀察不同類型抗體的濃度,以輔助疫調,了解疾病傳播鏈和時序。

COVID-19爆發初期,為了釐清第一例病故的白牌車司機(案19)感染源,指揮中心就曾針對3位乘客進行抗體檢測,希望能協助釐清可能感染源,不過此案仍無明確結論。此外,磐石案爆發後,也找到8例PCR陰性、但抗體檢測為陽性的「極可能病例」,指揮中心也依此判斷艦上共發生過4波感染

為何能憑抗體了解感染狀況?

抗體究竟是什麼,又是怎麼產生的呢?當病原體進入人體後會,人體的免疫反應就會啟動,其中,免疫細胞「B細胞」會分泌各式各樣的抗體,來與病毒抗原表面上的蛋白質結合,阻斷病毒複製。

「B細胞」分泌的抗體繁多,其中「IgM」這類抗體會在感染病毒後的2週內出現,代表「近期感染」或「正在感染」;至於「IgG」這類抗體則約在2週後出現,並可存在達數月之久,因此可以作為「曾經感染」的證明。

偽陽性、偽陰性是什麼?如何克服?

但血清抗體檢測,如果敏感性不足、會產生偽陰性,就是漏掉真正的病人;如果特異度不足,會出現偽陽性,把沒有感染者判為曾經感染者。

因此,嚴謹的抗體檢測不會使用單一種方法,而是建立最合適的檢測組合方式。以COVID-19為例,目前發表的研究顯示,實驗室所選用的試劑,檢測的誘餌若是只針對新型冠狀病毒數量最多的核蛋白(N蛋白)檢測,其可能會與其他種類的冠狀病毒產生交叉反應,「偽陽性」的問題就會較多。

要克服偽陽性,會用比較可行、成本較低的試劑先行篩選,再去檢驗是否對病毒其他蛋白(如S蛋白)有反應,或在P3實驗室進行細胞實驗,確認血清中是否有「中和抗體(Nt Ab)」。

中和抗體除反映保護力,還有開發藥物潛力

各種抗體裡,中和抗體的標記最為重要,這個抗體具有把病毒中和掉的能力,因此,檢出某種病毒中和抗體者,代表他身體的免疫力不僅戰勝了病毒、還留下「保護力」,可免於受到該某病毒再次的感染。

但抗體產生後的保護力可以持續多久?每個病毒不同,COVID-19因為是一個新興的傳染病、發生時間還不長,仍未有定論。9月1日一篇刊登在《新英格蘭醫學期刊》(The New England Journal of Medicine)的研究指出,冰島1,215名康復者中,超過9成在感染後的4個月內,仍能觀察到抗體表現;台灣的彰化血清抗體檢測則發現,有人可達5個月。

血清若存在可以中和病毒能力的中和抗體,在緊急狀況時,康復者提供的血清還有潛力作為救治手段;SARS時期,即有痊癒者捐出血清、提供感染的醫護治療。然而,血清中物質龐雜,有好的抗體、但也帶有不好的抗體,有一定安全風險,打到另一人體內時,可能引發不好的過敏反應;此次COVID-19,國內尚未使用康復者的血清作為救治使用。

但從痊癒者血清中純化出有效抗體、開發「抗體藥物」作為治療手段,是科學家正在實踐的目標。研究人員可以從患者血清裡篩選、合成出最佳中和能力的抗體分子,進一步開發為藥物。目前長庚大學、國衛院團隊在此領域皆有所突破。

血清抗體調查,有助於判斷疫苗有效性

血清抗體調查對於未來疫苗要進入人體試驗時也至關重要,有助於證明人體確實是因為疫苗而產生保護力,而非社區早有流行、讓一定族群已存在抗體。

疫苗打入人體後,一種方式是觀察一段時間,證明某群人真的沒被感染,但更快速的方式則是抽血,看血清中是否具有中和抗體,有的話即代表疫苗有效,如果馬上遇到病毒,就不會造成嚴重感染。

以目前國內、外血清抗體檢測發現,中和抗體保護力約在3到5個月後仍可測到,這些發現也為疫苗的保護時效到底有多久提供初步參考。

諮詢專家/長庚大學新興病毒感染研究中心主任施信如

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