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学术文章 | COVID-19患者不同样本病毒载量与抗体反应分析

发布日期:2021-01-15

摘要

2021年1月7日,中国医学科学院北京协和医学院输血研究所刘忠团队、清华大学医学院郭永团队和海军军医大学第一附属医院张伟团队合作,在Journal of Translational Medicine发表了题为 “Analysis of viral load in different specimen types and serum antibody levels of COVID‑19 patients” 的文章。

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该研究收集了病程天数7-69天的COVID-19患者的鼻咽拭子、肛拭子、唾液、血液和尿液样本,利用数字PCR检测不同部位样本中SARS-CoV-2的病毒载量;同时检测这些患者血清中N蛋白IgM、IgG抗体水平和S蛋白受体结合结构域(RBD)的IgG抗体效价,研究COVID-19患者抗体产生与病毒载量之间的相关性。


结果显示:

1)鼻咽拭子是检测SARS-CoV-2的最佳样本类型;

2)部分患者的鼻咽拭子样本核酸检测呈阴性后,但其它部位的样本仍然是阳性,提示针对恢复期患者的核酸检测,除了鼻咽拭子也应该收集其他部位的样本,比如痰液、肛拭子;

3)N蛋白IgM、IgG抗体水平和S蛋白RBD的IgG抗体效价与病程天数和鼻咽拭子病毒载量均没有直接的线性关系,提示抗体水平可能受到多方面因素的影响。

研究背景

病毒核酸检测结果指导COVID-19患者的诊断,而准确诊断患者的其中一个重要条件是采集高质量的核酸样本。由于不同部位的样本都能够检测到病毒,有必要研究不同部位临床样本的特征,以指导采样部位的选择。此外,病毒特异性抗体检测对于辅助诊断、鉴别诊断、病程发展与治疗效果监测均有重要意义,目前已有研究人员对抗体动力学进行相关研究,但不同病程天数的患者的抗体水平和抗体水平与病毒载量之间的关系仍然不明确。


方法与结果

本研究收集37例COVID-19患者的鼻咽拭子、肛拭子、唾液、血液和尿液样本各一份,共185份样本,使用数字PCR(图1)对这些样本进行核酸的检测与绝对定量,并使用ELISA检测这些患者血清中N蛋白IgM、IgG抗体水平和S蛋白RBD的IgG抗体效价。

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图1 数字PCR方法介绍

研究结果如下:

1)在不同样本类型的检测中,鼻咽拭子的核酸阳性率和平均病毒载量均最高(图2),说明鼻咽拭子是检测SARS-CoV-2的最佳样本类型。

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图2 病毒核酸检测结果。A)不同患者不同部位样本的核酸检测结果,x轴为不同部位样本,y轴为患者ID和病程天数,y轴由下至上病程天数递增,以病毒载量为每个单元格着色;(B)不同部位样本的病毒载量,平均拷贝数和标准差显示在图中。


2)由于部分患者的鼻咽拭子样本检测呈阴性后,个别不同部位的样本仍然是阳性,提示针对恢复期患者的核酸检测观察,除了鼻咽拭子也应该收集其他部位的样本,以更准确地确认患者的康复情况。其中,除了常见的鼻咽拭子、痰液以外,肛拭子也是可考虑的样本类型。

3)由于N蛋白IgM、IgG抗体水平和S蛋白RBD的IgG抗体效价与病程天数和鼻咽拭子病毒载量均没有直接的线性关系,提示抗体水平可能受到多方面因素的影响。


研究结论

本研究对COVID-19患者不同类型样本的核酸阳性检出率和病毒载量进行分析,并研究了患者体内抗体水平和病毒载量之间的关系。本研究对深入了解抗体应答机制和改善病毒核酸采样和检测提供了科学依据。

作者介绍

李玲、陈芊如和曾葭为该研究的共同第一作者,刘忠、郭永和张伟为该研究的共同通讯作者。

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