【新冠肺炎‧解封】“有抗体得自由”:抗体测试的虚与实

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四月下旬,美国新冠疫情重灾区纽约市曾进行涉及约1,300名市民的随机抗体测试,发现当中有21%已有新冠病毒抗体。按此比例计算,纽约市已有近180万人曾经染病。如果各国能作出全民抗体测试,给予有抗体者一张“免疫通行证”,让他们全面回复正常生活,甚至由他们去负责所有涉及人与人直接接触的工作,全世界岂不是能够安全地复工复市,早日挽回崩塌中的经济?

根据分子生物研究与诊断专业新闻网站360Dx的统计,截至4月29日,全球已有超过50种抗体测试。美国亦有医疗科技公司宣布,将容许民众不经医生推介而直接安排进行抗体测试。由于抗体测试只需采集血液样本,不需鼻腔拭子等短缺专业工具,而且测试结果通常在15分钟内可知,抗体测试似乎已取代了病毒测试而成为了不少人心中的“希望”所在。

美国加州一处免下车(drive-through)抗体测试点。(路透社)

何谓“抗体测试”?

抗体测试与病毒测试(包括抗原测试)的差别,在于后者是测试病人体内是否有新冠病毒的存在,前者却是测试人体内是否有新冠病毒的抗体存在。因此,抗体测试可以测出一个曾经感染新冠病毒、随后却已康复的个案,而病毒测试则不能。

当病毒进入人体的时候,我们的免疫系统会在大约7至10天内产生出免疫球蛋白M(IgM),与病毒的外层绑在一起,使之不能感染其他细胞,并作为巨噬细胞(macrophage)将之消灭的标记。随后数天,免疫系统就会产生出免疫球蛋白G(IgG)去取代大约在两至三周内消失的IgM。IgG将存在于人体中长达以年计的时间,甚至可给人终生免疫的能力。

病毒测试就是人为地以病毒外层蛋白质结构,去引发血液中的抗体反应,从而测出受测试者到底有没有对新冠病毒的抗体。如果IgM与IgG的结果均为阳性,受测试者很可能在过去一个月内曾经染病;如果只有IgM的结果呈现阳性,受测试者很可能是正在患病的病人;如果只有IgG的结果为阳性,受测试者很可能最在超过一个月前已受感染。如果病毒测试结果为阴性,受测试性有可能从未受过感染,也有可能是在数天的短时间内受感染,因而身体并未产生IgM。

病毒测试须以超过15厘米长的鼻腔拭子深入鼻腔。相较之下,抗体测试只取几滴血液样本似乎较为“舒适”。(路透社)

虽然世界卫生组织4月24日曾警告“现在没有证据显示带有抗体的新冠肺炎康复者不会重新被感染”,并指出有抗体不代表能免疫,不过不少科学家都认为这只是告诫各国不要掉以轻心,而非指抗体的存在对对抗新冠病毒毫无帮助。

“抗体”与“免疫”的距离

目前,包括中国、日本、韩国在内多国都有疑似的“再感染”病例,即病毒检测呈现阴性且没有病征的新冠肺炎康复者,再次在病毒检测中呈现阳性。

科学界对此有不同解读。一说是阴性病毒测试结果本身不准确(例如病毒可能不在鼻腔黏液之中而埋藏于更深层的呼吸管道之内,使测试样本未能测出病毒存在),因此有关病人虽然再无病征,实际上却从未康复。另一说是部份病人未能生产出足够的抗体,因此再被新冠病毒感染。

由于至今并未有主动感染有抗体人士的免疫力测试,这些疑似再感染病例的真像也尚未可知。不过,根据在普通猕猴身上进行的一项实验,狝猴相隔三周分别被人为感染两次,第二次感染时,狝猴再无第一次受感染时的征状,可见“再感染”在此例子中并不存在。

即使纽约市真的有高达21%人口有抗体,这离60%至70%的群体免疫基础尚属遥远。(路透社)

另外,科学家也普遍认为,即使抗体并不能带来绝对的免疫能力,有抗体者在再次染病后,其病情预计将较为轻微,而且其传染他人的能力也会下降。从这个角度看来,带有新冠病毒抗体的人士若能回复正常生活,无论对己对人,也会较不带抗体的人安全。

然而,即使新冠病毒抗体能够带来绝对的免疫力,要从“抗体测试”走到“免疫通行证”,其实尚有很长的距离。

抗体并非“生死平等”

首先,假设抗体测试的准确度为100%,有抗体也不代表能对新冠病毒“长治久安”。

目前绝大部份市面上的抗体测试,只能测试血液样本中“有或没有”新冠病毒抗体。然而,并非所有抗体也是“生而平等”的。抗体之中有所谓“中和抗体”(neutralizing antibodies),而只有中和抗体才能够扣在病毒身上阻止它们感染其他细胞——根据来自中国对于175个新冠病人的研究,当中有近30%的中和抗体含量只属极低水平。

要测试血液样本中新冠病毒抗体的“质素”却远较测试抗体之“有无”复杂,必须进一步测试相关抗体能否制衡新冠病毒,须时可能长达数天,并不能满足全民抗体测试的要求。

反过来说,如果要满足全民测试的要求,我们就难以确定有抗体者是否有足够的免疫能力。

如果有抗体即代表有免疫能力,前线医护将可由有抗体者担当。(路透社)

“一刹那”的抗体不代表永恒

其次,即使某君有了充足的中和抗体,这也不代表他能长久对新冠病毒有免疫能力。

以与Covid-19新冠病毒一般同属冠状病毒的4种流感病毒为例。一项1999年的研究就发现,患者染病两周后的抗体密集度最高,可是到了一年之后,其抗体密集度虽然比染病前稍高,却已不能完全使人免疫。

而在另外两种人类冠状病毒——沙士(Sars)病毒与中东呼吸综合症(MERS)病毒——的例子,有研究曾在康复数年后的患者身上测出抗体。不过,根据中东呼及综合症的研究,其抗体几乎可肯定不会终生存在。

到底新冠病毒的抗体是较像流感病毒的抗体,还是这其他两种人类冠状病毒的抗体,则尚须更长的时间去观察。

更严重的是,抗体测试的准确度本身,就有先天不足的实际应用限制。

抗体测试简单轻便,只需将血液样本滴入盒中,十数分钟内结果自有分晓。(路透社)

测试准确度的“鱼与熊掌”

在量度一个两项分类测试的准确度时,我们通常有两个量度标准,一是“灵敏度”(sensitivity),二是“特异度”(specificity)。

灵敏度是指一个测试在实际上是阳性的样本中所测得的阳性结果比例。以新冠病毒的抗体测试为例,如果此测试有99%的灵敏度,在100个实际上拥有抗体的样本中,它理论上就会测出99个阳性结果,以及1个阴性结果,后者即属假阴性。

如果一国或一区想以随机性的抗体测试,去测出曾患新冠肺炎的人口比例的话,灵敏度不足的测试将因为假阴性结果太多,而低估了这个数字。

另一方面,特异度则是指一个测试在实际上是阴性的样本中所测得的阴性结果比例。以新冠病毒的抗体测试为例,如果此测试有99%的特异度,在100个实际上没有抗体的样本中,它理论上就会测出99个阴性结果,以及1个阳性结果,后者即是假阳性。

如果一国或一区以全民抗体测试来派发“免疫通行证”的话,一个高水平却不完美的特异度却会造成灾难性的后果。

正待抗体测试的血液样本。(路透社)

假设甲地全民100万人中有5%人实际上已受新冠病毒感染而有抗体(当然这个数字是测试者事先所不知道的),政府想以全民抗体测试去测出这些人的身份,由他们负责所有前线与病人接触相关的工作。

如果这个抗体测试有95%的特异度和95%的灵敏度的话,阳性结果将有9.5万人(其中4.75万人为真阳性、4.75万人为假阳性),而阴性结果则有90.5万(其中90.25万人为真阴性、0.25万人为假阴性)。换句话说,如果政府依照测试结果落实其“免疫通行证”政策的话,将有一半拥有通行证而被“送上前线”的人其实并没有抗体。

而且,同一个抗体测试的灵敏度与特异度更是“鱼与熊掌不可兼得”的困难取舍。如果一个测试非常灵敏,可以测试极少量的新冠病毒存在的话,它所用的蛋白质结构就很可能会与其他冠状病毒抗体产生作用,使它较容易将这些其他抗体误认为新冠病毒抗体,因此其特异度将会较低;如果一个测试的特异度非常之高,只会认得新冠病毒抗体的话,它就会较容易不将样本中极少量的新冠病毒抗体当作是其他种类的抗体,因此其灵敏度就会较低。

根据“新冠病毒测试计划”(COVID-19 Testing Project)在4月24日公开的研究草稿,研究团队调查市面上12种新冠病毒抗体测试,当中各测试表现差距甚大。各测试的灵敏度由81.8%至100%不等,其特异度则由84.3%至100%不等。当中灵敏度最接近100%的测试,其整体特异度有95.2%;而当中特异度100%的测试,其整体灵敏度则只有90.9%。

由此可见,抗体测试固然可以帮助我们解答病毒测试不能寻得的数据,诸如一地人口中的感染比例、无症状患者人口、有抗体者人口、真实死亡率等等,然而这些数据的可靠性依然成疑。而且,在一地人口整体感染比例甚低的时候,以抗体测试来决定谁能够“恢复自由”,更是拿生命作赌博的游戏,绝不可试。

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