核酸检测对变异后的新冠病毒是否还灵敏

作者:王钟凰 | 2021-03-20

2021年1月8日,美国FDA警示,如果病毒基因组被检测的部分发生突变,那么任何核酸检测试剂都可能出现假阴性结果,并列举了几个可能会受到突变影响的试剂盒[1]。为了进一步保障检测采样的准确性,我国在不久前正式推出了肛拭子检测方式。显然,对于发生在检测部位的变异,肛试子核酸检测也是无济于事。

为了搞清楚变异后的新冠病毒检测灵敏性,还得从国家卫健委《新型冠状病毒肺炎诊疗方案(试行第八版)》中规定的新冠肺炎确诊方案 [2]。

核酸检测:新型冠状病毒是由蛋白质构成的外壳和包膜以及遗传物质RNA,而核酸检测的目的就是从人体把这条RNA找出来。医生从鼻咽、痰和其他下呼吸道分泌物、血液、粪便、尿液等采集标本,得到混合着细胞、细菌、病毒等分泌物的拭子样本;经过RNA提取得到少量的纯化RNA,但一小份样本中的核酸太少,这时就需要通过RT-qPCR对病毒特定的保守的核酸序列进行扩增,扩增的序列主要针对SARS-CoV-2基因组中ORF1ab,N,E基因[3]。因快速简便、成本低、特异性高、只需2~3小时可得到结果等特点使其成为最多最广泛的核酸检测方法,但检测结果容易受到诸多因素影响而变成假阴性,应多次检测,确保结果的准确性。

抗体检测:抗体检测是将血清学检测作为确诊依据之一,被测抗体包括针对病毒特异性的IgG和IgM。IgM是人体接触抗原后最早产生的抗体,对于病原早期的检测有指导意义;IgG由B细胞受到SARS-CoV-2病毒抗原刺激后,分化为浆细胞产生,过程较慢。因为抗原进入机体需经过一定潜伏期才会产生IgM 和IgG抗体,在这一时期血清无法检测出IgM 和IgG抗体,所以不建议使用抗体作为唯一的基础诊断[4],建议“核酸为主,抗体为辅”的联合检测。

基因测序:基因组测序是对病毒的所有核酸序列进行检测,并分析序列信息,被视为检测的金标准。其高通量测序方法准确性高、敏感性高,能够得到病毒精确的全基因组序列,有利于掌握病毒的遗传信息、了解致病机制[4]。但是,测序所需仪器成本高,对实验室和实验人员要求高,样本检测和结果分析周期长需要24~72小时,难以满足COVID-19爆发时的检测需求。

核酸检测的检出率

新冠患者采样标本部位不同,核酸检测阳性检出率是不同的,并且一部分感染者粪便或肛拭子核酸阳性的持续时间比上呼吸道持续时间更长。有研究表明,从205名COVID-19患者多个部位的标本中检测,阳性检出率依次为支气管肺泡灌洗液(93%),痰(72%),鼻拭子(63%),纤维支气管镜刷活检(46%),咽拭子(32%),粪便(29%)和血液(1%)[6]。更有研究说明经鼻咽拭子阴性后,有1/3的病例直肠/肛门/粪便测试呈持续时间为5到35天阳性[7]。因此,增加肛拭子核酸检测能够提高感染者检出率,减少漏诊。目前,我国肛拭子采集只针对重点人群(高危病例和隔离人群)。2月1日,西班牙开始在加西亚省将肛拭子用于检测新冠肺炎。采取肛拭子检测可以为避免漏诊“拉上双保险”。

变异对核酸检测的影响

新出现的新冠病毒变异增加了其核酸检测的复杂性,那核酸检测能否准确诊断出新冠变异株的感染呢?如果变异在核酸检测的目标扩增区域中,则不会诊断出新冠病毒感染,从而导致假阴性结果的出现。实际上,英国测序的B.1.1.7和南非测序的501Y.V2两个变异株均具有刺突蛋白(S)的突变,FDA已经对以下核酸检测试剂发出了潜在目标失败的警告:Thermo Fisher Scientific开发的TaqPath COVID-19组合试剂盒,Mesa Biotech公司的Accula SARS-CoV-2试剂以及Accula的Linea COVID-19分析试剂盒[1]。由于当前核酸检测主要是ORF1ab,N,E基因,大多数核酸检测仍可以用于诊断变异株。根据公开数据和FDA紧急使用授权的246种分子诊断的跟踪,大多数(85.4%)诊断测试的目标不是刺突蛋白基因(S),因此它们仍应对这些变异有效[8]。

综上,大多数诊核酸检测仍可以可靠地用于诊断变异株,但如果引物与变异的病毒序列不能完全匹配,会大大影响检测灵敏度,无论是肛拭子还是咽拭子都没多大用,所以增加靶标检测试剂对减少假阴性有帮助。

参考资料:

[1] Genetic Variants of SARS-CoV-2 May Lead to False Negative Results with Molecular Tests for Detection of SARS-CoV-2 - Letter to Clinical Laboratory Staff and Health Care Providers. https://www.fda.gov/medical-devices/letters-health-care-providers/genetic-variants-sars-cov-2-may-lead-false-negative-results-molecular-tests-detection-sars-cov-2
[2] 新型冠状病毒肺炎诊疗方案(试行第八版)
[3] 新型冠状病毒感染的肺炎实验室检测技术指南
[4]Testing for SARS-CoV-2 Infection. https://www.covid19treatmentguidelines.nih.gov/overview/sars-cov-2-testing/
[5]杨梅,张晓天,刘秀敏,武婧,朱洪权.新型冠状病毒检测方法的应用现状[J].中国实验诊断学,2020,24(07):1204-1207.
[6] Wang W, Xu Y, Gao R, et al. Detection of SARS-CoV-2 in Different Types of Clinical Specimens. JAMA. 2020;323(18):1843–1844. doi:10.1001/jama.2020.3786
[7]Kipkorir V, Cheruiyot I, Ngure B, Misiani M, Munguti J. Prolonged SARS-CoV-2 RNA detection in anal/rectal swabs and stool specimens in COVID-19 patients after negative conversion in nasopharyngeal RT-PCR test. J Med Virol. 2020 Nov;92(11):2328-2331. doi: 10.1002/jmv.26007. Epub 2020 Aug 2. PMID: 32401374; PMCID: PMC7272912.
[8] Rachel W, Gigi K G, and Amanda K. Variants, Vaccines and What They Mean For COVID-19 Testing. https://www.jhsph.edu/covid-19/articles/variants-vaccines-and-what-they-mean-for-covid19-testing.html