新型冠狀病毒肺炎：核酸、抗體與疫苗

文·李魯平（沈陽(yáng)市第六人民醫(yī)院）

新型冠狀病毒（SARS-CoV-2）是繼嚴(yán)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(gè)人群間突發(fā)傳播的冠狀病毒，三者屬于同一個(gè)病毒種。但新型冠狀病毒具有更強(qiáng)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(wú)癥狀感染者，傳播速度快、人群感染率高，尚無(wú)有效治療藥物等特征，給人類(lèi)帶來(lái)了巨大的災(zāi)難，成為公共衛(wèi)生和社會(huì)穩(wěn)定的嚴(yán)重威脅。時(shí)至今日，病毒的來(lái)源、疾病的發(fā)病機(jī)制等問(wèn)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(duì)核酸、抗體和疫苗，三個(gè)在疫情相關(guān)報(bào)道中經(jīng)常出現(xiàn)的詞匯，做一下簡(jiǎn)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(zhǎng)度約3 萬(wàn)個(gè)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(duì)象。

核酸檢測(cè)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(cè)，很多人都會(huì)想到新冠病毒肺炎。其實(shí)，標(biāo)本中特異性的核酸片段檢測(cè)，是診斷各種病毒和細(xì)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(cè)方法。2020年初，我國(guó)在第一時(shí)間對(duì)外公布了新冠病毒的核酸序列，世界各國(guó)依據(jù)這個(gè)序列建立了病毒核酸的檢測(cè)方法，其中應(yīng)用最普遍的方法是對(duì)口咽或鼻咽拭子進(jìn)行病毒RNA 逆轉(zhuǎn)錄聚合酶鏈反應(yīng)（RT-PCR）檢測(cè)，這是確診感染的重要依據(jù)。但這種方法普遍檢測(cè)時(shí)間較長(zhǎng)（約 1.5～ 2 h），需要昂貴的大型儀器、專(zhuān)門(mén)的試劑、專(zhuān)業(yè)的操作人員以及在完備的符合生物安全條件的標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室中才能完成，不太適合單個(gè)標(biāo)本的即時(shí)檢測(cè)，新的核酸檢測(cè)方法正在不斷被研究建立。

新冠病毒核酸檢測(cè)的結(jié)果客觀、準(zhǔn)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(kuò)增的核酸片段序列不一致，檢測(cè)的核酸段數(shù)量也不同((從1個(gè)到3個(gè)片段不等)，對(duì)同一份標(biāo)本的檢測(cè)結(jié)果可能不一致；②標(biāo)本的類(lèi)型和采集方法:樣本類(lèi)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(zhuān)業(yè)醫(yī)護(hù)人員按照標(biāo)準(zhǔn)的操作規(guī)范操作，采集過(guò)程中受試者會(huì)有不適感且對(duì)于醫(yī)護(hù)人員來(lái)說(shuō)有暴露風(fēng)險(xiǎn)。一般說(shuō)來(lái)，患者鼻咽拭子的核酸檢出率要高于咽拭子?；颊唧w內(nèi)有病毒但沒(méi)被采集到，就會(huì)出現(xiàn)假陰性；③標(biāo)本的貯存、轉(zhuǎn)運(yùn)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(yùn)過(guò)程中容易降解，會(huì)造成檢測(cè)假陰性。擴(kuò)增前的模板制備方式不同，也可能會(huì)造成對(duì)同一標(biāo)本的檢測(cè)結(jié)果不一致；④實(shí)驗(yàn)室的設(shè)備性能、人員技術(shù)和質(zhì)量保證措施會(huì)對(duì)檢測(cè)結(jié)果有很大影響。⑤病毒基因變異可能會(huì)影響檢測(cè)結(jié)果，讓全球疫情防控面臨更復(fù)雜的局勢(shì)。

此外，需要注意的是我們所說(shuō)的病毒核酸檢測(cè)，檢測(cè)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(cè)陽(yáng)性，不一定說(shuō)明有完整的病毒存在。前一階段報(bào)道的有些食品標(biāo)本核酸檢測(cè)陽(yáng)性，不一定說(shuō)明有完整的病毒顆粒存在，應(yīng)該用全基因測(cè)序方法進(jìn)行研究鑒定。最近北京地壇醫(yī)院報(bào)道了通過(guò)全基因測(cè)序方法證實(shí)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?cè)趯?duì)新冠肺炎患者評(píng)估時(shí)還需要關(guān)注神經(jīng)系統(tǒng)感染。

抗體是人體對(duì)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(biāo)和病毒感染率調(diào)查及評(píng)價(jià)疫苗接種效果。

抗感染是免疫系統(tǒng)重要的功能?？贵w是機(jī)體免疫系統(tǒng)對(duì)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(jī)體清除病原體。血清中存在抗體表明其對(duì)應(yīng)的病原體曾進(jìn)入過(guò)人體內(nèi)，但無(wú)法說(shuō)明這種病原體是否還存在。另外，病原體侵入機(jī)體是否產(chǎn)生抗體、產(chǎn)生多少抗體、抗體持續(xù)多長(zhǎng)時(shí)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(huì)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(biāo)，抗體的存在也不能說(shuō)明機(jī)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(lèi)。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(kāi)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(shí)間最長(zhǎng)。血清出現(xiàn)IgG表明感染進(jìn)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(jìn)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(cè)試劑盒有檢測(cè)IgG和/或IgM的，也有檢測(cè)包括IgM、IgG、IgA在內(nèi)總抗體的。檢測(cè)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(huì)影響到檢測(cè)的效能?？贵w檢測(cè)的準(zhǔn)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(cè)試劑盒檢測(cè)同一份標(biāo)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(lèi)較多，每一種抗原都含有很多個(gè)抗原表位，每個(gè)抗原表位都可能產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的抗體。而這些表位有些是新冠病毒獨(dú)有的，有些可能是與其它種病毒共有的。所以有時(shí)會(huì)出現(xiàn)未感染過(guò)新冠病毒或未接種過(guò)新冠病毒疫苗，但抗體陽(yáng)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(lèi)。反應(yīng)性抗體提示感染過(guò)病毒，可用于感染診斷。中和抗體是保護(hù)性抗體，能夠識(shí)別病毒，阻止其結(jié)合到宿主細(xì)胞表面，使細(xì)胞免受感染。目前認(rèn)為新冠病毒是通過(guò)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(xì)胞、肺泡II型上皮細(xì)胞和其他呼吸道細(xì)胞上的受體血管緊張素轉(zhuǎn)化酶2 (ACE2)來(lái)入侵細(xì)胞。這一過(guò)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(shuō)明機(jī)體獲得了保護(hù)力，它的滴度能說(shuō)明保護(hù)力的強(qiáng)弱。注射疫苗后應(yīng)當(dāng)定量檢測(cè)中和抗體，不能檢測(cè)反應(yīng)性(針對(duì)E、N、M抗原)抗體。

疫苗是人類(lèi)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(jī)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(xì)胞，當(dāng)真正的病原體入侵時(shí)，已產(chǎn)生的中和抗體能立即與其結(jié)合，同時(shí)記憶性免疫細(xì)胞迅速激活，啟動(dòng)免疫應(yīng)答，在引起嚴(yán)重疾病前清除病原體。

由于無(wú)法找到特效藥物，各國(guó)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(hù)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(jì)，目前全球有200家以上的機(jī)構(gòu)，正在使用8種不同的技術(shù)平臺(tái)進(jìn)行疫苗的研發(fā),這些平臺(tái)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(dòng)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(yàn)證。

目前，我國(guó)的新型冠狀病毒滅活苗研發(fā)進(jìn)展己居于世界先進(jìn)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(guó)的疫情已得到了有效控制，疫苗的保護(hù)效果還無(wú)法評(píng)估。

另外，疫苗是否能對(duì)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(hù)作用；新型冠狀病毒的變異是否會(huì)影疫苗的免疫保護(hù)效果；中和抗體的持久性如何等，還需要更多的研究來(lái)完善和闡明。