新型冠状病毒肺炎：核酸、抗体与疫苗

文·李鲁平（沈阳市第六人民医院）

新型冠状病毒（SARS-CoV-2）是继严重急性呼吸道综合症冠状病毒（SARS-CoV）和中东呼吸综合症冠状病毒（MERS-CoV）后，出现的第三个人群间突发传播的冠状病毒，三者属于同一个病毒种。但新型冠状病毒具有更强的传染性，它所感染导致的新型冠状病毒肺炎（COVID-19）由于存在大量轻症和无症状感染者，传播速度快、人群感染率高，尚无有效治疗药物等特征，给人类带来了巨大的灾难，成为公共卫生和社会稳定的严重威胁。时至今日，病毒的来源、疾病的发病机制等问题尚未完全清楚，新冠肺炎疫情仍在海外肆虐。在这里，我们对核酸、抗体和疫苗，三个在疫情相关报道中经常出现的词汇，做一下简单的介绍。

新型冠状病毒具有典型的冠状病毒形态，其遗传物质为单链RNA，长度约3 万个核苷酸左右，被核衣壳蛋白（N蛋白)缠绕包裹，在核衣壳外的脂肪膜上分布着三种糖蛋白：刺突蛋白(S蛋白)、包膜蛋白(E蛋)、膜蛋白 (M蛋白)，这4种蛋白和病毒核酸是目前病毒感染诊断技术和疫苗研发的主要研究对象。

核酸检测是目前新冠病毒感染诊断的重要依据。

现在提到核酸检测，很多人都会想到新冠病毒肺炎。其实，标本中特异性的核酸片段检测，是诊断各种病毒和细菌感染的常用方法。只要知道了病原体的核酸序列，就可以建立相应的检测方法。2020年初，我国在第一时间对外公布了新冠病毒的核酸序列，世界各国依据这个序列建立了病毒核酸的检测方法，其中应用最普遍的方法是对口咽或鼻咽拭子进行病毒RNA 逆转录聚合酶链反应（RT-PCR）检测，这是确诊感染的重要依据。但这种方法普遍检测时间较长（约 1.5～ 2 h），需要昂贵的大型仪器、专门的试剂、专业的操作人员以及在完备的符合生物安全条件的标准实验室中才能完成，不太适合单个标本的即时检测，新的核酸检测方法正在不断被研究建立。

新冠病毒核酸检测的结果客观、准确，但受很多因素的制约，这些因素主要有：①试剂盒的选择:不同试剂盒选择扩增的核酸片段序列不一致，检测的核酸段数量也不同((从1个到3个片段不等)，对同一份标本的检测结果可能不一致；②标本的类型和采集方法:样本类型主要包括肺泡灌洗液、鼻拭子、咽拭子、痰液样本等，其中最常用为鼻咽拭子，但鼻咽拭子的采集需要专业医护人员按照标准的操作规范操作，采集过程中受试者会有不适感且对于医护人员来说有暴露风险。一般说来，患者鼻咽拭子的核酸检出率要高于咽拭子。患者体内有病毒但没被采集到，就会出现假阴性；③标本的贮存、转运和处理方式:新型冠状病毒的基因组核酸很不稳定，贮存、转运过程中容易降解，会造成检测假阴性。扩增前的模板制备方式不同，也可能会造成对同一标本的检测结果不一致；④实验室的设备性能、人员技术和质量保证措施会对检测结果有很大影响。⑤病毒基因变异可能会影响检测结果，让全球疫情防控面临更复杂的局势。

此外，需要注意的是我们所说的病毒核酸检测，检测到的只是病毒的核酸的片段，不是病毒的基因组。所以病毒核酸检测阳性，不一定说明有完整的病毒存在。前一阶段报道的有些食品标本核酸检测阳性，不一定说明有完整的病毒颗粒存在，应该用全基因测序方法进行研究鉴定。最近北京地坛医院报道了通过全基因测序方法证实了脑脊液中存在新冠病毒，表明新冠病毒可以突破血脑屏障，侵入患者中枢神经系统，提示我们在对新冠肺炎患者评估时还需要关注神经系统感染。

抗体是人体对侵入的病毒所产生的反应物质，可做为感染诊断的参考指标和病毒感染率调查及评价疫苗接种效果。

抗感染是免疫系统重要的功能。抗体是机体免疫系统对侵入的病原体发生的免疫应答的主要效应物之一，其作用是帮助机体清除病原体。血清中存在抗体表明其对应的病原体曾进入过人体内，但无法说明这种病原体是否还存在。另外，病原体侵入机体是否产生抗体、产生多少抗体、抗体持续多长时间都是因人而异的。老年人、免疫功能低下者及使用免疫抑制剂的人可能不会产生抗体。所以抗体不能做为感染性疾病确诊的唯一指标，抗体的存在也不能说明机体正处于感染状态。

人体产生的抗体根据其结构的不同分为IgG、IgM、IgA、IgD、IgE五类。最早出现的抗体是IgM，血清中IgM升高，提示新近发生感染。感染14天左右开始出现IgG，IgG是抗感染免疫中起主要作用的抗体，在血清中的浓度最高，持续时间最长。血清出现IgG表明感染进入了恢复期。所以IgM抗体可用于感染性疾病的早期诊断；IgG抗体可用于判断感染是否己进入恢复期和调查人群中的感染发生率。

目前己上市的新冠病毒抗体检测试剂盒有检测IgG和/或IgM的，也有检测包括IgM、IgG、IgA在内总抗体的。检测所用的抗原为基因重组蛋白，与侵入人体的病毒抗原虽然在氨基酸序列上一致，但在蛋白构象和糖基化等方面可能存在较大的差异，会影响到检测的效能。抗体检测的准确性取决于所用抗原的纯度和免疫活性。由于不同厂家试剂盒所用的抗原各异，不同的抗体检测试剂盒检测同一份标本，结果可能差异较大。需要注意的是，新冠病毒的抗原种类较多，每一种抗原都含有很多个抗原表位，每个抗原表位都可能产生对应的抗体。而这些表位有些是新冠病毒独有的，有些可能是与其它种病毒共有的。所以有时会出现未感染过新冠病毒或未接种过新冠病毒疫苗，但抗体阳性的情况，在排除隐性感染的存在后，可能是与其它病毒表位所发生的交叉反应。

人感染新冠病毒或接种全病毒的灭活疫苗后，产生的抗体可分为反应性抗体和中和抗体两类。反应性抗体提示感染过病毒，可用于感染诊断。中和抗体是保护性抗体，能够识别病毒，阻止其结合到宿主细胞表面，使细胞免受感染。目前认为新冠病毒是通过其S蛋白上的受体结合结构域（RBD）结合口腔上皮细胞、肺泡II型上皮细胞和其他呼吸道细胞上的受体血管紧张素转化酶2 (ACE2)来入侵细胞。这一过程可以被特异性结合病毒SRBD的中和抗体阻断。中和抗体的存在说明机体获得了保护力，它的滴度能说明保护力的强弱。注射疫苗后应当定量检测中和抗体，不能检测反应性(针对E、N、M抗原)抗体。

疫苗是人类战胜新冠病毒肺炎疫情的希望。

疫苗的作用原理是用模拟病原体入侵机体，引发免疫应答，产生应答效应物--中和抗体，并形成记忆性免疫细胞，当真正的病原体入侵时，已产生的中和抗体能立即与其结合，同时记忆性免疫细胞迅速激活，启动免疫应答，在引起严重疾病前清除病原体。

由于无法找到特效药物，各国把防控新冠肺炎疫情的方法，更多地聚焦在了疫苗的研发上。短期内能使用新型冠病毒疫苗保护易感者，是阻止疫情全球化蔓延的有力手段。根据世界卫生组织(WHO)统计，目前全球有200家以上的机构，正在使用8种不同的技术平台进行疫苗的研发,这些平台分别为:灭活疫苗、非复制型载体疫苗、复制型载体疫苗、减毒活疫苗、DNA疫苗、RNA疫苗、蛋白亚单位疫苗和病毒样颗粒 (VLP)疫苗。除灭活疫苗外，其它疫苗都是以新型冠病毒的S蛋白做为抗原。

灭活病毒疫苗有比较成熟的生产工艺，研发可以利用预先已有的技术和基础设施,相较于新型疫苗技术，能够更快速地启动研发流程。目前己经正式应用的灭活疫苗主要有脊髓灰质炎灭活疫苗、流感灭活疫苗、乙型脑炎灭活疫苗、甲型肝炎灭活疫苗、狂犬病疫苗、EV71型手足口病疫苗、霍乱疫苗、钩端螺旋体疫苗、流行性出血热疫苗、森林脑炎病毒疫苗等。这些疫苗的安全性、有效性已得到了验证。

目前，我国的新型冠状病毒灭活苗研发进展己居于世界先进行列，部分人群己完成疫苗接种，安全性和免疫原性表现良好。但由于我国的疫情已得到了有效控制，疫苗的保护效果还无法评估。

另外，疫苗是否能对不同的人群(新型冠状病毒肺炎重症患者多为老年人或有基础性疾病等免疫功能低下者)产生广泛的保护作用；新型冠状病毒的变异是否会影疫苗的免疫保护效果；中和抗体的持久性如何等，还需要更多的研究来完善和阐明。