新型冠狀病毒肺炎：核酸、抗體與疫苗

文·李魯平（沈陽市第六人民醫(yī)院）

新型冠狀病毒（SARS-CoV-2）是繼嚴重急性呼吸道綜合癥冠狀病毒（SARS-CoV）和中東呼吸綜合癥冠狀病毒（MERS-CoV）后，出現(xiàn)的第三個人群間突發(fā)傳播的冠狀病毒，三者屬于同一個病毒種。但新型冠狀病毒具有更強的傳染性，它所感染導(dǎo)致的新型冠狀病毒肺炎（COVID-19）由于存在大量輕癥和無癥狀感染者，傳播速度快、人群感染率高，尚無有效治療藥物等特征，給人類帶來了巨大的災(zāi)難，成為公共衛(wèi)生和社會穩(wěn)定的嚴重威脅。時至今日，病毒的來源、疾病的發(fā)病機制等問題尚未完全清楚，新冠肺炎疫情仍在海外肆虐。在這里，我們對核酸、抗體和疫苗，三個在疫情相關(guān)報道中經(jīng)常出現(xiàn)的詞匯，做一下簡單的介紹。

新型冠狀病毒具有典型的冠狀病毒形態(tài)，其遺傳物質(zhì)為單鏈RNA，長度約3 萬個核苷酸左右，被核衣殼蛋白（N蛋白)纏繞包裹，在核衣殼外的脂肪膜上分布著三種糖蛋白：刺突蛋白(S蛋白)、包膜蛋白(E蛋)、膜蛋白 (M蛋白)，這4種蛋白和病毒核酸是目前病毒感染診斷技術(shù)和疫苗研發(fā)的主要研究對象。

核酸檢測是目前新冠病毒感染診斷的重要依據(jù)。

現(xiàn)在提到核酸檢測，很多人都會想到新冠病毒肺炎。其實，標本中特異性的核酸片段檢測，是診斷各種病毒和細菌感染的常用方法。只要知道了病原體的核酸序列，就可以建立相應(yīng)的檢測方法。2020年初，我國在第一時間對外公布了新冠病毒的核酸序列，世界各國依據(jù)這個序列建立了病毒核酸的檢測方法，其中應(yīng)用最普遍的方法是對口咽或鼻咽拭子進行病毒RNA 逆轉(zhuǎn)錄聚合酶鏈反應(yīng)（RT-PCR）檢測，這是確診感染的重要依據(jù)。但這種方法普遍檢測時間較長（約 1.5～ 2 h），需要昂貴的大型儀器、專門的試劑、專業(yè)的操作人員以及在完備的符合生物安全條件的標準實驗室中才能完成，不太適合單個標本的即時檢測，新的核酸檢測方法正在不斷被研究建立。

新冠病毒核酸檢測的結(jié)果客觀、準確，但受很多因素的制約，這些因素主要有：①試劑盒的選擇:不同試劑盒選擇擴增的核酸片段序列不一致，檢測的核酸段數(shù)量也不同((從1個到3個片段不等)，對同一份標本的檢測結(jié)果可能不一致；②標本的類型和采集方法:樣本類型主要包括肺泡灌洗液、鼻拭子、咽拭子、痰液樣本等，其中最常用為鼻咽拭子，但鼻咽拭子的采集需要專業(yè)醫(yī)護人員按照標準的操作規(guī)范操作，采集過程中受試者會有不適感且對于醫(yī)護人員來說有暴露風(fēng)險。一般說來，患者鼻咽拭子的核酸檢出率要高于咽拭子。患者體內(nèi)有病毒但沒被采集到，就會出現(xiàn)假陰性；③標本的貯存、轉(zhuǎn)運和處理方式:新型冠狀病毒的基因組核酸很不穩(wěn)定，貯存、轉(zhuǎn)運過程中容易降解，會造成檢測假陰性。擴增前的模板制備方式不同，也可能會造成對同一標本的檢測結(jié)果不一致；④實驗室的設(shè)備性能、人員技術(shù)和質(zhì)量保證措施會對檢測結(jié)果有很大影響。⑤病毒基因變異可能會影響檢測結(jié)果，讓全球疫情防控面臨更復(fù)雜的局勢。

此外，需要注意的是我們所說的病毒核酸檢測，檢測到的只是病毒的核酸的片段，不是病毒的基因組。所以病毒核酸檢測陽性，不一定說明有完整的病毒存在。前一階段報道的有些食品標本核酸檢測陽性，不一定說明有完整的病毒顆粒存在，應(yīng)該用全基因測序方法進行研究鑒定。最近北京地壇醫(yī)院報道了通過全基因測序方法證實了腦脊液中存在新冠病毒，表明新冠病毒可以突破血腦屏障，侵入患者中樞神經(jīng)系統(tǒng)，提示我們在對新冠肺炎患者評估時還需要關(guān)注神經(jīng)系統(tǒng)感染。

抗體是人體對侵入的病毒所產(chǎn)生的反應(yīng)物質(zhì)，可做為感染診斷的參考指標和病毒感染率調(diào)查及評價疫苗接種效果。

抗感染是免疫系統(tǒng)重要的功能。抗體是機體免疫系統(tǒng)對侵入的病原體發(fā)生的免疫應(yīng)答的主要效應(yīng)物之一，其作用是幫助機體清除病原體。血清中存在抗體表明其對應(yīng)的病原體曾進入過人體內(nèi)，但無法說明這種病原體是否還存在。另外，病原體侵入機體是否產(chǎn)生抗體、產(chǎn)生多少抗體、抗體持續(xù)多長時間都是因人而異的。老年人、免疫功能低下者及使用免疫抑制劑的人可能不會產(chǎn)生抗體。所以抗體不能做為感染性疾病確診的唯一指標，抗體的存在也不能說明機體正處于感染狀態(tài)。

人體產(chǎn)生的抗體根據(jù)其結(jié)構(gòu)的不同分為IgG、IgM、IgA、IgD、IgE五類。最早出現(xiàn)的抗體是IgM，血清中IgM升高，提示新近發(fā)生感染。感染14天左右開始出現(xiàn)IgG，IgG是抗感染免疫中起主要作用的抗體，在血清中的濃度最高，持續(xù)時間最長。血清出現(xiàn)IgG表明感染進入了恢復(fù)期。所以IgM抗體可用于感染性疾病的早期診斷；IgG抗體可用于判斷感染是否己進入恢復(fù)期和調(diào)查人群中的感染發(fā)生率。

目前己上市的新冠病毒抗體檢測試劑盒有檢測IgG和/或IgM的，也有檢測包括IgM、IgG、IgA在內(nèi)總抗體的。檢測所用的抗原為基因重組蛋白，與侵入人體的病毒抗原雖然在氨基酸序列上一致，但在蛋白構(gòu)象和糖基化等方面可能存在較大的差異，會影響到檢測的效能。抗體檢測的準確性取決于所用抗原的純度和免疫活性。由于不同廠家試劑盒所用的抗原各異，不同的抗體檢測試劑盒檢測同一份標本，結(jié)果可能差異較大。需要注意的是，新冠病毒的抗原種類較多，每一種抗原都含有很多個抗原表位，每個抗原表位都可能產(chǎn)生對應(yīng)的抗體。而這些表位有些是新冠病毒獨有的，有些可能是與其它種病毒共有的。所以有時會出現(xiàn)未感染過新冠病毒或未接種過新冠病毒疫苗，但抗體陽性的情況，在排除隱性感染的存在后，可能是與其它病毒表位所發(fā)生的交叉反應(yīng)。

人感染新冠病毒或接種全病毒的滅活疫苗后，產(chǎn)生的抗體可分為反應(yīng)性抗體和中和抗體兩類。反應(yīng)性抗體提示感染過病毒，可用于感染診斷。中和抗體是保護性抗體，能夠識別病毒，阻止其結(jié)合到宿主細胞表面，使細胞免受感染。目前認為新冠病毒是通過其S蛋白上的受體結(jié)合結(jié)構(gòu)域（RBD）結(jié)合口腔上皮細胞、肺泡II型上皮細胞和其他呼吸道細胞上的受體血管緊張素轉(zhuǎn)化酶2 (ACE2)來入侵細胞。這一過程可以被特異性結(jié)合病毒SRBD的中和抗體阻斷。中和抗體的存在說明機體獲得了保護力，它的滴度能說明保護力的強弱。注射疫苗后應(yīng)當(dāng)定量檢測中和抗體，不能檢測反應(yīng)性(針對E、N、M抗原)抗體。

疫苗是人類戰(zhàn)勝新冠病毒肺炎疫情的希望。

疫苗的作用原理是用模擬病原體入侵機體，引發(fā)免疫應(yīng)答，產(chǎn)生應(yīng)答效應(yīng)物--中和抗體，并形成記憶性免疫細胞，當(dāng)真正的病原體入侵時，已產(chǎn)生的中和抗體能立即與其結(jié)合，同時記憶性免疫細胞迅速激活，啟動免疫應(yīng)答，在引起嚴重疾病前清除病原體。

由于無法找到特效藥物，各國把防控新冠肺炎疫情的方法，更多地聚焦在了疫苗的研發(fā)上。短期內(nèi)能使用新型冠病毒疫苗保護易感者，是阻止疫情全球化蔓延的有力手段。根據(jù)世界衛(wèi)生組織(WHO)統(tǒng)計，目前全球有200家以上的機構(gòu)，正在使用8種不同的技術(shù)平臺進行疫苗的研發(fā),這些平臺分別為:滅活疫苗、非復(fù)制型載體疫苗、復(fù)制型載體疫苗、減毒活疫苗、DNA疫苗、RNA疫苗、蛋白亞單位疫苗和病毒樣顆粒 (VLP)疫苗。除滅活疫苗外，其它疫苗都是以新型冠病毒的S蛋白做為抗原。

滅活病毒疫苗有比較成熟的生產(chǎn)工藝，研發(fā)可以利用預(yù)先已有的技術(shù)和基礎(chǔ)設(shè)施,相較于新型疫苗技術(shù)，能夠更快速地啟動研發(fā)流程。目前己經(jīng)正式應(yīng)用的滅活疫苗主要有脊髓灰質(zhì)炎滅活疫苗、流感滅活疫苗、乙型腦炎滅活疫苗、甲型肝炎滅活疫苗、狂犬病疫苗、EV71型手足口病疫苗、霍亂疫苗、鉤端螺旋體疫苗、流行性出血熱疫苗、森林腦炎病毒疫苗等。這些疫苗的安全性、有效性已得到了驗證。

目前，我國的新型冠狀病毒滅活苗研發(fā)進展己居于世界先進行列，部分人群己完成疫苗接種，安全性和免疫原性表現(xiàn)良好。但由于我國的疫情已得到了有效控制，疫苗的保護效果還無法評估。

另外，疫苗是否能對不同的人群(新型冠狀病毒肺炎重癥患者多為老年人或有基礎(chǔ)性疾病等免疫功能低下者)產(chǎn)生廣泛的保護作用；新型冠狀病毒的變異是否會影疫苗的免疫保護效果；中和抗體的持久性如何等，還需要更多的研究來完善和闡明。