您当前位置: 网站首页 >>  科学研究 >>  研究成果 >>  正文 研究成果

科普 | 新冠病毒抗原检测小常识

来源:   浏览量:  更新时间:2022-03-24 15:37:16


全球新冠疫情屡现反复,一直未能得到完全控制。目前奥密克戎毒株已取代德尔塔毒株成为全球范围内的主要流行毒株。奥密克戎变异株传染性强、传播更加复杂而隐匿,防控难度大。3月份以来,我国疫情防控趋势日趋严峻,北京、上海、山东、吉林等多地报告的感染者所感染的病毒均有奥密克戎变异株。其中,北京、吉林疫情与奥密克戎变异株BA.2进化分支相关。世卫组织在新冠肺炎每周流行病学报告中指出,奥密克戎亚变体BA.2毒株更易传播,该亚变体比奥密克戎原始毒株BA.1的传染性增加了30% [1]。我国新冠疫情呈现德尔塔和奥密克戎变异株叠加流行的特点。为进一步优化新冠病毒检测策略,根据疫情防控需要,国务院联防联控机制综合组决定推进抗原筛查、核酸诊断的监测模式,在核酸检测基础上增加抗原检测作为补充。

自新冠疫情爆发以来,核酸检测为新冠病毒检测“金标准”,也是我国新型冠状病毒感染防控的重要手段。为什么要推进“抗原检测”,其主要原因在于:1)抗原检测可以居家自检,从而减少人们在外排队做核酸检测的时间和降低交叉感染风险;2)抗原检测的速度可以更快,操作也更便捷,检测者在很短的时间内拿到检测结果。因此,抗原检测在新冠疫情防控中起到早期分流和快速管理的作用。

 

1.      什么是抗原检测?

抗原通常是指能够诱导机体产生免疫应答的物质,并能与免疫应答产物(如抗体)在体内外发生特异性的结合。如图一所示,将新冠病毒想象成一个橘子,病毒核酸(RNA)就相当于橘子内部的橘子瓣,由橘子皮和橘瓣表面内皮包裹着,只有剥掉橘子皮和橘瓣表面的内皮,才能暴露出橘子瓣。病毒抗原的化学成分主要是蛋白质,新冠病毒抗原则相当于橘子皮(S蛋白、E蛋白、M蛋白)和橘瓣表面内皮(N蛋白)[2]。橘瓣表面内皮(N蛋白)包裹着橘瓣(RNA)。抗原检测,是指通过检测橘子皮和/或橘瓣表面内皮(病毒蛋白质)来判断橘子(病毒)是否存在的一种方法。目前批准的新冠抗原检测一般以检测N蛋白为主。

图一、新冠病毒的结构

 

核酸检测是通过聚合酶链式反应(PCR),放大扩增病毒核酸特定片段,确定病毒是否存在。形象地说,实验人员首先需要将橘子皮和橘瓣表面内皮剥掉,进行特殊处理后暴露出橘子瓣(核酸),然后通过PCR反应,将病毒核酸特定片段不断来扩增,以被仪器探测到,以此判断是否存在病毒核酸(图二)。因此,核酸检测具有很高的灵敏度和特异性。

 

图二、核酸检测的扩增模式

 

抗原检测则是通过针对病毒抗原的特异性抗体,直接与抗原蛋白结合,通过化学反应使标记抗体的显色剂显色来确定是否有抗原成分,从而判断检测样本中是否存在病毒(图三)。总而言之,新冠抗原检测主要是检测病毒的一些特异性蛋白;而核酸检测主要是检测新冠病毒的核酸基因片段。两者检测的是不同的物质。

图三、抗原检测模式

2.      为什么要推广抗原检测?开展抗原检测对大家有什么好处吗?

抗原检测具有许多优点:1)速度快。由于抗原在病毒表面,不同于核酸检测,抗原检测不需要特殊处理,也无需特殊检测仪器,10分钟~20分钟就可以出结果;2)成本低。抗原检测节约了物质,时间和劳动成本,因此抗原检测试剂价格低于核酸检测试剂,目前抗原

检测试剂盒终端售价估计不超过20/人份;3)居家自检。核酸检测的操作可不是随随便便就能完成的,这个过程需要一定的操作技术与设备支持,然而抗原检测无需特殊检测仪器,通过颜色就能判断结果,因此大家可以购买检测试剂实现居家自检。

 

通过抗原检测这种方式,可以快速了解自身的情况。不论是有呼吸道、发热等症状且出现症状5天以内的人员;或者是隔离观察人员,包括居家隔离观察、密接和次密接、入境隔离观察、封控区和管控区内的人员;或是有抗原自我检测需求的社区居民,都可以进行抗原检测,来降低核酸检测的频率。避免了排队做核酸造成的人员聚集,降低病毒感染与传播的风险。

 

3.      抗原检测可以替代核酸检测吗?

不可以的。尽管抗原检测具有诸多优点,但是核酸检测依然是新冠病毒感染的确诊依据,其准确性、敏感性、特异性接近100%。当抗原检测是阳性的时候,一定要拿核酸检测去做确认。其原因与抗原检测的缺点有关。抗原检测的缺点包括:1)抗原检测灵敏度略微差了一些,在70%-80%。抗原检测没有扩增环节,当体内携带病毒相对较少时,这种试纸的敏感性会相对较低,即不容易监测到体内病毒量少的感染者。例如抗原检测在个体刚感染新冠病毒时期可能测不出,但核酸检测就大概率可以检测出;2)抗原检测存在假阳性概率,而核酸检测假阳性概率低。因此,抗原检测可以作为补充手段,用于特定人群的筛查,有利于提高早发现能力。在进行核酸检测确认的过程中,如核酸检测阳性,不论抗原检测结果是阳性还是阴性,均按照新冠病毒感染者或新冠肺炎确诊患者采取相应措施;如核酸检测阴性但抗原检测阳性,则视同新冠病毒感染者采取集中隔离等措施,密切观察,连续进行核酸检测[3]

 图四、核酸检测与快速(抗原)检测

 

如图四所示,核酸检测比抗原检测具有更高的灵敏度,能够在更低的病毒载量下检测出病毒(阳性)。同时,核酸检测从时间上来看更加的宽泛。

 

表一、核酸检测与抗原检测的优缺点比较


优点

缺点

核酸检测

检测新冠感染

灵敏度高

操作复杂

需要具有基础设施的实验室和专业操作人员

一轮检测需要2-3h

价格较贵

抗原检测

检测活跃新冠感染

 

灵敏度通常低于核酸检测*

 

操作简单

不需要仪器设备,可以即时即地检测

耗时短(30min以内)

价格便宜

*当使用RT-PCR结果作为参考时,抗原检测SARS-CoV-2的灵敏性为77.6%[4] 

4.     个人如何进行抗原检测?


256

 

5、如何购买抗原检测试剂盒

有自我检测需求的社区居民可以通过零售药店、网络销售平台等渠道,自行购买抗原检测试剂进行自测。目前,国家药监局已批准国内多家企业的新冠抗原自测产品上市。

 

新型冠状病毒核酸检测和抗原检测都属于直接检测病毒的方法。与核酸检测相比,抗原检测的速度更快、成本更低、操作也更简单,但是灵敏度较低,一般用于感染早期以及基层医疗卫生机构的大规模筛选。疫情发生后,多国在公认核酸检测为新冠病毒检测金标准的同时,也推广了抗原检测,将之作为一项有效补充。在当前形势下,抗原检测的阳性结果可用于对疑似人群的早期分流和快速管理,为各种可能的风险人群提供双重保障。

 

参考文献:

[1] https://www.who.int/emergencies/diseases/novel-coronavirus-2019/situation-reports.

[2] Jin, Y.; Yang, H.; Ji, W.; Wu, W.; Chen, S.; Zhang, W.; Duan, G. Virology, Epidemiology, Pathogenesis, and Control of COVID-19. Viruses 2020, 12, 372. 

[3] 中华人民共和国国家卫生健康委员会. 新冠病毒抗原检测应用方案(试行).2022

[4] Toptan T, Eckermann L, Pfeiffer AE, Hoehl S, Ciesek S, Drosten C, Corman VM. Evaluation of a SARS-CoV-2 rapid antigen test: Potential to help reduce community spread? J Clin Virol. 2021 Feb;135:104713.

 

 作者:张秋寒 庄柯