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测总抗还是测亚型?新冠抗体检测试剂盒ELISA法的深度剖析

发布时间:2020-05-19 17:55 |  点击次数:

抗体检测作为核酸检测的重要补充手段,能够用于临床诊断以提升新冠肺炎确诊的准确性,也可用于无症状或轻症感染者筛查,有助于新冠流行病学研究和社会复产复工的统筹规划。目前美国FDA已紧急授权12种新冠抗体检测试剂盒,其中胶体金法共3种,化学发光法共4种,ELISA共 5种(表1)。之前我们已介绍过胶体金法和化学发光法的检测效果(文尾可查看原文),今天我们就来看看ELISA方法的灵敏度和特异性究竟怎么样。

 

表1 获得美国FDA紧急使用授权的新冠抗体检测试剂盒

 

文献1解读

2020年3月3日,深圳市第三人民医院的张政教授团队与厦门大学夏宁邵教授团队合作在medRxiv预印平台上发表研究论文“Antibody responses to SARS-CoV-2 in patients of novel coronavirus disease 2019”[1],对由北京万泰生物药业股份有限公司(下称万泰生物)生产的三种ELISA抗体检测试剂盒进行了研究,文章要点总结如下:

 

1. 万泰生物生产的三种试剂盒原理分别为:

1)双抗原夹心法检测新冠病人血清中的总抗,使用的抗原蛋白是新冠S蛋白的RBD;

2)捕获法检测新冠病人血清中的IgM,使用的抗原蛋白是HRP标记的RBD;

3)间接法检测新冠病人血清中的IgG,使用的抗原蛋白是新冠N蛋白。

 

2. 对173例新冠确诊病人的血清样本进行检测,总抗、IgM和IgG试剂盒的灵敏度分别为93.1% (161/173) 、82.1% (142/173) 和64.7% (112/173) ;其中总抗试剂盒未检出的12例血清样本来自发病早期的病人。

 

3. 总抗、IgM和IgG试剂盒的特异性分别为99.1% (211/213),98.6% (210/213) 和99.0% (195/197) 。

 

4. 总抗、IgM和IgG试剂盒检出的阳性样本的发病中位时间分别为11天、12天和14天。

 

5. 发病7天内的病例样本中,核酸检测的灵敏度为66.7%,ELISA抗体检测的灵敏度只有38.3%;但在发病8-14天的病例样本中,核酸检测的灵敏度下降到54.0%,而ELISA抗体检测的灵敏度迅速提高,总抗、IgM和IgG试剂盒的灵敏度分别为89.6% 、73.3% 和54.1%;在发病15-39天的病例样本中,ELISA总抗、IgM和IgG试剂盒的灵敏度分别达到100.0% 、94.3% 和79.8%,核酸检测的灵敏度只有45.5%。

 

6.在新冠肺炎的不同发病时期,将核酸检测与ELISA总抗检测联合使用,能够大幅提升新冠肺炎的确诊准确率。

 

文献2解读

 

与上述研究的内容类似,来自丹麦的团队于2020年4月9日在medRxiv预印平台上发表题为“Evaluation of nine commercial SARS-CoV-2 immunoassays”[2]的论文,对商业化的新冠ELISA抗体检测试剂盒进行了评估,论文内容精简如下:

 

1. 研究人员使用已获得欧盟CE认证的新冠ELISA抗体检测试剂盒进行研究,试剂盒分别为由万泰生物生产的总抗试剂盒和由德国Euroimmun生产的IgA/IgG 试剂盒,Euroimmun的试剂盒原理为利用间接法检测新冠病人血清中的IgA/IgG,使用的抗原蛋白为新冠S蛋白S1亚基(Euroimmun生产的ELISA IgG试剂盒已获得了美国FDA的紧急使用授权,见表1)。

 

2.  研究人员根据万泰生物和Euroimmun的ELISA试剂盒产品中推荐的cut-off值对新冠阳性和阴性血清的实验检测数值进行分析,发现使用万泰生物的总抗试剂盒能够根据检测值将阳性血清和阴性血清有效区分开,而使用Euroimmun的IgA/IgG试剂盒,阳性血清和阴性血清的检测值区分度较小,因此,对部分血清样本而言,研究人员无法根据检测结果对新冠病毒感染情况进行准确判断(图1)。

 

图1 万泰生物和Euroimmun的ELISA试剂盒检测血清样本的区分度分析

 

3. 万泰生物的总抗试剂盒灵敏度为93% (28/30) , 特异性为100% (82/82) ;Euroimmun的IgA和IgG试剂盒灵敏度分别为93% (28/30) 和67% (20/30) ,特异性分别为93%(76/82),96% (79/82)。

 

4. Euroimmun的IgA 和IgG试剂盒会与含有其它呼吸道病毒的血清样本有交叉反应,如引起普通感冒的冠状病毒HKU1和引起呼吸道感染的腺病毒。

 

总结

 

上述由中国和丹麦学者发表的论文都对万泰生物的新冠ELISA总抗试剂盒进行了研究,两项研究的实验结果非常相近,相互支持彼此的结论。此外,两篇论文分别对万泰生物的新冠ELISA总抗试剂盒同万泰生物的IgM/IgG及Euroimmun的IgA/IgG试剂盒进行了比较,发现总抗试剂盒的灵敏度和特异性都好于抗体亚型试剂盒,说明新冠总抗检测可与核酸检测联用提高新冠肺炎确诊的准确率,也可独立使用进行新冠病毒感染病例的筛查。

 

万泰生物和Euroimmun抗体检测试剂盒中的N蛋白和S蛋白是新冠病毒的重要结构蛋白,目前N蛋白和S蛋白的S1亚基和RBD成为市场上新型冠状病毒抗体检测的主要抗原工具。

 

ACROBiosystems开发了包括His、Fc、mFc、His&Avi等不同标签的S1、N、RBD蛋白,以及多种突变类型的RBD蛋白,可用于胶体金法、化学发光法、ELISA中以助于新型冠状病毒的检测。目前ACRO已给多家开发新型冠状病毒检测试剂盒的公司提供了高质量的抗原蛋白,获得了一致好评。

 

货号:NUN-C51H9   

产品:SARS-CoV-2 (COVID-19) Nucleocapsid protein, His Tag

(我们也有适用于血清学检测的该产品形式,点此联系。)

N蛋白与Anti-N蛋白抗体的结合活性验证灵敏度为0.02 ng/mL。

Immobilized SARS-CoV-2 Nucleocapsid protein, His Tag (Cat. No. NUN-C51H9) at 2 μg/mL (100 μL/well) can bind SARS-CoV-2 NP Antibody, Rabbit MAb (CLN27) with a linear range of 0.02-0.3 ng/mL.

 

申请Protocol

 

货号:S1N-C52H4   

产品:SARS-CoV-2 (COVID-19) S1 protein, His Tag (MALS verified)

(我们也有适用于血清学检测的该产品形式,点此联系)

S1蛋白与ACE2蛋白的结合活性验证灵敏度为0.2 ng/mL。

Immobilized SARS-CoV-2 S1 protein, His Tag (Cat. No. S1N-C52H4) at 2 μg/mL (100 μL/well) can bind Human ACE2, Fc Tag (Cat. No.AC2-H5257) with a linear range of 0.2-6 ng/mL.

 

申请Protocol

 

货号:SPD-C52H3   

产品:SARS-CoV-2 (COVID-19) S protein RBD, His Tag (MALS verified)

(我们也有适用于血清学检测的该产品形式,点此联系)

Immobilized Human ACE2, Fc Tag (Cat. No. AC2-H5257) at 2 μg/mL (100 μL/well) can bind SARS-CoV-2 S protein RBD, His Tag (Cat. No. SPD-C52H3) with a linear range of 0.008-0.125 μg/mL (QC tested).

 

申请Protocol

 

上文3个产品我们也有适用于血清学检测的该产品形式,点此可直接联系。

 

产品列表

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参考文献:

1. Antibody responses to SARS-CoV-2 in patients of novel coronavirus disease 2019

2. Evaluation of nine commercial SARS-CoV-2 immunoassays