如何检测抗体(核酸、抗原、抗体检测)
什么是抗原检测？与其他检测方式有何不同？在本文中，以新型冠状病毒为例，我们将谈谈常见的快速筛查方法，并谈谈相关的原则和适用范围。
当我们进行筛查时，我们可以找到我们想要筛查的疾病或物质。我们首先需要弄清楚的是“从哪里开始”的问题，其次是“如何检测”，这样微观世界的变化才能反映到我们的眼中，帮助我们做出判断。
从哪里开始？我们在对付一种病毒。根据中学生物课熟悉的知识，病毒是一种由遗传物质和蛋白质外壳组成的类生命体。如果要检测病毒的感染情况，需要从它的成分入手。接下来的内容，希望大家用自己中学时的生物知识去阅读。
以目前困扰我们的新型冠状病毒为例。它属于冠状病毒科冠状病毒B，是第七种已知能感染人类的冠状病毒。所有的冠状病毒都是有包膜的单链RNA病毒，即它们的遗传物质是单个RNA链，这个RNA链可以作为mRNA(信使RNA)直接参与翻译，指导蛋白质的合成。
编号为NPRC 2020.00002的病毒种由国家病原微生物资源库(中国疾病预防控制中心病毒性疾病预防控制所)提供。
我们现在的目的是检测标本中是否存在这种病毒，无论是检测病毒本身还是病毒带来的产物，都有两个方向可以入手:蛋白质外壳(包膜)和遗传物质。
检测这个逻辑最明显的方法就是检查是否能看出来，但是病毒本身很小，新型冠状病毒的直径是80-120 nm。用电子显微镜扫描每一个标本是不现实的，人力物力财力都撑不住。那么比较经济实用的方法就是采取一些措施，让病毒的成分或者因为病毒而出现的一些特殊物质积累到一定的数量级后发光、变色、出现宏观表现。
那么我们的问题就变成了选择一种可以观察到宏观尺度变化的方法，这种方法与病毒的组成和病毒引起的某种物质有关。我们可以选择的材料也在桌面上:病毒的遗传物质，这里是它的RNA；病毒的包膜，也就是蛋白质外壳；并且，如果你记住一些基本的生物学知识，人体免疫系统在感染病毒后会产生抗体抵抗入侵，这也是一个不错的选择。
目前我们使用的几种检测方法都脱胎于这些物质(及其相关物质)，即针对遗传物质的核酸检测、针对包膜的抗原检测、针对抗体的血清抗体检测。
核酸检测作为病毒的遗传物质，含有可以鉴定病毒为特定物种的遗传特征，所以核酸是阳性的，说明病毒在体内已经存在。
我们现在的“核酸检测”其实分为两部分。第一部分是“捅鼻子”和“刺喉咙”的取样以及随后的定性分析。获取样本后，由于病毒量太少，会在实验室对样本进行一定倍数的扩增，根据荧光反应结果判断阳性或阴性。
第二部分，需要通过基因测序来确定样本的病毒类型，以便溯源。这一步不再属于日常筛查的范畴，但在流行病学调查中意义重大。有兴趣可以参考维基百科简单了解一下。
我们通常参与核酸检测作为筛选工具，指的是定性采集的第一部分。
感染新型冠状病毒后，可在咽拭子、痰液、下呼吸道分泌物、血液等样本中发现病毒核酸。标本不同部位的核酸检测阳性率不同，各部位的检出率会随着病情的进展而变化。
我们习惯称之为“鼻拭子”和“咽拭子”的东西，其实是在采集咽腔后壁的分泌物和组织。前者采集鼻咽，后者采集口咽。其他标准，如唾液，也可以作为检测标本，不同地区有本质区别。
鼻(咽)拭子和口(咽)拭子都考虑到了阳性率和方便性。事实上，粪便和尿液也可以作为标本采集的对象。而且根据一项31患者的研究，肛拭的准确率高于鼻咽和口咽采样，尤其是在疾病后期，肛拭确诊病例中，鼻拭子阳性率不到30%。但显然由于操作的限制，不能作为早期筛查的首选。
下一步工作是从获得的少量样品中提取核酸。因为样本中的病毒量级太小，无法进行分析，所以需要进行扩增和标记。需要用到的也是高中学过的知识:聚合酶链式反应(PCR)——这一步看似麻烦，但因为其原理和流程已经学得很好，实际操作时只需要添加试剂，送到机器上就可以了。整个核酸检测过程中最麻烦的就是让受试者安全的拿到样本(笑)。
当地疾控机构或检测中心会购买合适的核酸提取试剂盒和核酸检测试剂盒。提取试剂盒负责从混合样本(细胞碎片、分泌物、灰尘和其他杂质)中提取RNA。常见的方法有磁珠法、离心柱法、释放剂法，不同的提取方法可能会对后期检测的准确性有轻微影响。之后，纯化后的RNA会交给检测试剂盒(也有一些试剂盒将两者结合)进行后续处理。
检测试剂盒携带样本进入机器的过程，是本次检测中最重要的反应:RT-qPCR(实时定量逆转录聚合酶链反应)。
接下来，我需要你捡起高中生物的知识。一般的PCR反应具有以下步骤:
加热:双链DNA被拧开，变形为两条单链；退火:将混合的单链DNA与根据待复制片段设计的引物结合；延伸:调整温度，让DNA聚合酶开始沿着引物工作，复制一条新链，形成新的双链。在检测病毒时，我们要做的工作不外乎以上步骤，但我们还需要两样东西:
第一次反应前，用逆转录酶(RNA依赖的DNA聚合酶)合成病毒单链RNA的互补链，并结合成cDNA。在退火和延伸阶段，除了引物和所需的酶之外，还需要TaqMan探针。你可以这样理解TaqMan探针:它的主要部分是一条寡核苷酸链，设计用来与少量需要复制的基因片段配对，形成双链；它的一端连接一个荧光分子，另一端连接一个开关(猝灭基团)。当两者与探针连接后，荧光会被猝灭基团抑制，无法检测。在退火过程中，该探针将与待与引物一起复制的单链片段结合。在延伸的过程中，DNA聚合酶会把前面的障碍物剁碎，包括这个探针，猝灭基团和荧光分子就这样被分开，荧光就显示出来了。
随着循环次数的增加，扩增出越来越多的DNA片段和荧光。通过比较每个循环的荧光亮度与前几个循环的参考亮度，可以得到当前的DNA片段量，也可以直接用循环数和荧光亮度进行定性判断。
那么具体应该抄哪一部分呢？既然要检测病毒，那就选最有代表性的核酸片段吧。在现行标准中，ORF基因和N基因是常用的检测位点。
检测试剂盒负责将提取的RNA(样品)放入，根据试剂盒上的程序说明设定相应的PCR温度和持续时间，由机器控制完成扩增过程，在固定环节采集荧光信号并记录相应的循环数(Ct值)。判断阴性-阳性/传染性的标准是看荧光信号达到阈值时当前周期数是多少。根据现行的《新型冠状病毒诊疗方案(试行第九版)》，解除隔离管理的标准是Ct值≥ 35。与之前≥40的标准相比，出院隔离时间会大大缩短。
通过RT-PCR进行的核酸检测现在是诊断的金标准，因为从方法学的角度来看，它可以达到100%的准确性。但核酸检测耗时长，对环境和操作人员要求高。在环境条件不达标、材料和仪器不齐全的情况下，大量的核酸检测会带来巨大的人力和财力消耗。
本次疫情中，我们采用的免疫检测方法包括快速抗原检测和抗体检测，以抗原抗体反应为基础，通过抗原抗体的快速中和作用，以较少的时间和成本检测样本中是否存在被分析物。两者都属于免疫层析的范畴。
以盒装方式出现的，可以自己操作的抗原检测，非常适合在材料不足，自行决定的情况下作为补充。
抗原检测核酸检测检查的是病毒的遗传物质，也就是病毒的“内部”。那么(快速)抗原检测就是检查病毒的“外表”，直接检查完整的病毒颗粒。目前批准的抗原检测试剂盒有三种:胶体金法、乳胶法和荧光免疫层析法。三者的内在原理是一致的。但荧光免疫层析试剂盒仍需要专门的检测器或紫外手电筒，不适合家庭自测；胶体金法和乳胶法则都是将检验结果转化为肉眼可见的条带，区别在于用于标记和着色的物质不同。
当然，抗原检测自然也有其缺点，即其假阴性率(阳性但阴性)较高，可能导致漏检和误检。但在一杯茶就能出结果的时间优势面前，准确度的差距在某些情况下是可以暂时妥协的。
来源:ASM.org新型冠状病毒EUA抗原测试的工作原理
与核酸检测相比，抗原检测增加了“鼻拭子”的取样途径，降低了个人自测的难度。棉签上的样品在缓冲液中洗脱，液体滴入加样孔，液体会因毛细作用通过预载有潜在抗原的抗体区(结合垫)。
这个区域的抗体是针对靶抗原(新型冠状病毒)的单克隆抗体。每个抗体分子都与一个特殊的标记结合，它们与样本中的抗原反应，形成抗原抗体复合物，通过毛细管作用流向下一个试纸条。
然后是测试线(T线)，针对目标抗原的单克隆抗体也附着在测试线上。你可以理解为这里的东西和焊盘上的一样，只是没有标注。此时，如果受试者已经感染了新型冠状病毒，他留在样本中的抗原形成的抗原抗体复合物会在这里再次与固定在线上的抗体结合。在这里，这些被标记的化合物不断沉积，最终会显示出一条或深或浅的条带。试纸的颜色来源是之前结合垫上抗体分子附着的标签，胶体金法是胶体金颗粒，乳胶法是有色乳胶滴，荧光法是荧光分子。所以你在使用这种试纸的时候会发现，在样品刚加进去，液体刚开始扩散的时候，扩散的前端会有一点亮色，这是还没有固定沉淀下来的标记的颜色。
接下来，液体继续扩散，通过控制线(C线)，另一种抗体——“抗靶抗原单克隆抗体”附着在控制线，简称“二抗”。这种新抗体是通过与另一种动物免疫系统中的最后一种抗体反应而获得的。比如与pad结合的抗体来自兔子，这里的抗体来自绵羊，是针对兔子的单克隆抗体。换句话说，二抗的抗原就是之前结合垫上的抗体。这条线的存在是为了检测液体是否正常扩散，结合垫上的抗体是否失效等等。此时，结合垫液体中残留的大量抗体将作为抗原与质控线上的第二抗体反应形成复合物，呈现明显的条带。
因为结合垫上的抗体比较丰富，所以这条质控线会很快出现并显色。但由于抗原(病毒)数量不一定，检测线的显色速度会有差异，但一般在15分钟内就足以判断结果。所以别看x光片。很明显，T射线隐约感觉“什么都没有”。不管T射线有多深，只要它存在，它就是正的。
具体操作可以参考医政医管局发布的教学视频。目前国家正在逐步推广抗原自测试剂盒，可以在一定程度上缓解未来医疗和街道的压力。
除了前两种检测方法之外，还有一种同样重要但使用不多的检测方法，就是“血清抗体检测”，属于同一种免疫检测方法。
用于抗体检测的试剂盒与抗原检测非常接近，但样本更加有限——因为检测的对象已经变成了抗体，所以样本必须是有明确抗体存在的血液(或血浆、血清)。而且人体在第一次感染病毒后，不会在第一时间产生抗体。抗体肯定能达到检测的数量级，一般是在第一次感染(或接种疫苗)后一到两周。这些条件限制了抗体检测不能用作诊断试验。目前，血清抗体检测仅用作检查疫苗在特定情况下是否有效或受试者最近是否感染了新冠肺炎的方法。
人体内有五种抗体，分别是IgA、IgD、IgE、IgG、IgM。IgA主要负责粘膜免疫。IgD与免疫反应的激活有关。IgE保护免受寄生虫侵害，也参与过敏反应。剩下的IgG和IgM是免疫系统在对抗病原体的过程中派出的主力。
新型冠状病毒作为一种病原体，主要是人体受到刺激后分泌的。现有的抗体检测试剂盒主要针对人体产生的针对新型冠状病毒N蛋白(核衣壳蛋白)或S蛋白(刺突蛋白)的IgG和IgM。
抗体试剂盒的检测装置外观与抗原检测相同。两者的区别在于上面提到的焊盘、检测线、质控线附着的物质。
这一次，滴入取样孔的样本可能含有新型冠状病毒抗体。所以结合垫应该是带标记的抗原——当然不可能释放病毒。一般这里使用的抗原蛋白都是经过设计和测试的，比如上面提到的N蛋白或者S蛋白，或者重组病毒。不管它是什么，它必须包含受体结合结构域(RBD)作为抗体结合的靶位。在检测线上，附着抗IgM或抗IgG抗体，以捕获与抗原结合的抗体蛋白。最后，将抗原的特异性抗体连接到质控线上，以捕获剩余的游离抗原。
总结总的来说，三种检测方法针对不同的需求，各有优势，互为补充。核酸检测作为金标准，直接检查病毒的RNA，负责看患者是否有病毒；抗原检测作为一种快速检测方法，是检查病毒的蛋白质，但准确性不如核酸检测，对传染性强的感染者更有效；抗体检测检查疫苗是否已经生效，以及最近是否有人感染了该病毒。
近日，新冠肺炎疫情在各地卷土重来。与以前流行的Delta变体相比，Omicron变体具有更短的潜伏期，更快的病毒复制和显著增强的传染性，尽管死亡率和严重率显著降低。希望大家在这样的环境下保持健康。