新冠疫苗接種與抗體檢測_風聞

一，新冠疫苗簡介

目前已上市或即將上市的疫苗的主要技術路線如下：

1，滅活疫苗：

將新冠病毒表目前分別來自科興生物（Sinovac），國藥集團（Sinopharm）中國生物、武漢生物製品研究所三家機構。

2，重組蛋白疫苗

美國諾瓦瓦克斯公司（Novavax）、**俄羅斯的國家病毒學和生物技術研究所（Vector）**開發。

諾瓦瓦克斯公司採用的是NVX-CoV2373。

3，腺病毒載體疫苗

中國康希諾公司（CanSino）、美國強生公司（Johnson & Johnson）、英國阿斯利康公司（AstraZeneca）、以及**俄羅斯加馬利亞研究所（Gamaleya）**開發。

阿斯利康公司跟牛津大學合作，選擇的是ChAdOx1 nCoV-19/AZD1222（複製不全的黑猩猩腺病毒載體）。

強生公司採用的是Ad26.COV2.S。採用腺病毒26作為載體。

中國康希諾公司採用的是Ad5。採用腺病毒5作為載體。

俄羅斯加馬利亞研究所的疫苗Gam-COVID Vac/Sputnik V。它是以腺病毒26載體初始劑量肌肉注射，21天后以腺病毒5載體增強劑量肌肉注射。

4，核酸疫苗，或者叫RNA疫苗

分別由美國莫得納（Moderna）公司、德國BioNTech公司開發，後者的開發過程中**美國輝瑞（Pfizer）**也有深度參與，所以也經常被人們叫做輝瑞疫苗。

輝瑞公司採用的是BNT162b2。

Moderna公司採用的是mRNA-1273。 該疫苗還使用該公司的專利Matrix-M佐劑。

**滅活疫苗是一個經典的疫苗開發方法。**其方法就是在實驗室和工廠裏大規模培養病毒，然後使用物理方法或化學物質破壞病毒的活性，再添加一些能夠增強免疫反應的化學物質（學名叫做佐劑），最終制成成品疫苗。

注射滅活疫苗後，在理論上我們不能確定產生的抗體針對的靶抗原是什麼。不過實際臨牀工作裏，發現注射滅活疫苗後，人體產生的抗體的靶抗原跟其他疫苗差別不大。

已知冠狀病毒為RNA病毒，它的RNA基因組編碼4種或5種結構蛋白，分別為

· 棘突(spike, S)蛋白、

· 膜(membrane, M)蛋白、

· 核衣殼(nucleocapsid, N)蛋白、

· 血凝素酯酶(hemagglutinin-esterase, HE)蛋白（只有HCoV-OC43和HCoV-HKU1有表達）

· 包膜(envelope, E)蛋白

最早發現的冠狀病毒是HCoV-229E、HCoV-OC43；2003年發現了SARS-CoV；此後又很快發現了HCoV-NL63、HCoV-HKU1；2012年發現了MERS-CoV。

這次爆發流行的是SARS-CoV-2 （也曾命名為2019-nCoV）；

在抗擊2003年SARS-CoV、MERS-CoV時，醫學界就開始了針對性的疫苗開發［1～3］。當時的研究就支持選擇冠狀病毒的棘突蛋白（Spike或簡稱S蛋白）作為靶抗原。

我們人為製造出冠狀病毒的S蛋白，並採用各種技術思路送入人體送入人體當中，用它訓練和激活人體的免疫系統，從而對抗未來可能入侵的新冠病毒。

為什麼選擇S蛋白?

因為S蛋白與宿主細胞上的血管緊張素轉換酶2（ACE2）受體結合並誘導膜融合[4]。

與SARS-CoV-1、MERS-CoV疫苗研究的數據類似，我們同樣觀察到針對SARS-CoV-2棘突蛋白的受體結合域（RBD）的抗體可以阻止病毒附着到宿主細胞，且能中和病毒。很自然，棘突蛋白、以及RBD成為COVID-19疫苗開發的主要抗原靶點[5]。

目前不同技術思路如下：

1，重組蛋白疫苗

就是人為把S蛋白的構象做改造，然後在工廠裏生產出改造過的S蛋白，然後聯合佐劑注射體內，從而誘導人體發生抗體。

Novavax疫苗的S蛋白有兩個改造的地方，一個是使用了S-2P技術，插入了兩個脯氨酸（K986P和V987P），另外一個在Furin酶切位點有三個突變（R682Q、R683Q和R685Q）。

這個小小的改變可以很好的穩定S蛋白構象，使得絕大部分的S蛋白都處於Prefusion的三聚體構象狀態。S-2P技術也運用在多種新冠疫苗上，包括兩種mRNA疫苗（輝瑞、Moderna）以及腺病毒載體疫苗（強生）上。

2，腺病毒載體

把腺病毒加以改造，把負責生產新冠病毒S蛋白的基因放進去，然後直接把活的腺病毒注射到人體。

這些病毒進入人體之後可以感染一部分人體細胞，指揮這些人體細胞生產S蛋白。這樣乾脆把在工廠裏生產S蛋白的步驟也給省略了，直接把人體變成疫苗生產車間。

3，核酸疫苗，或者叫RNA疫苗

這條技術路線就是製造出大量的、編碼刺突蛋白的RNA分子，用脂納米顆粒包裹起來，直接注射到人體中。

這些脂納米顆粒可以和人體細胞融合，把RNA分子釋放進入人體細胞。從而指揮人體細胞生產S蛋白。也同樣省略了工廠生產S蛋白。

這條技術路線相對而言是最新的，在新冠疫情之前，人類還沒有將任何一款核酸疫苗推進到3期臨牀。

二，接種疫苗後的抗體演變

2021年1月20日，關於mRNA疫苗接種後的療效判斷研究發表在網絡預印版（即bioRxiv）[6]；該研究指出加強接種的8周後，接種者的血清均有高滴度的抗S、抗RBD的特異性IgG及IgM應答。

跟很多病毒感染不太一樣，SARS-CoV-2病毒感染後的最初幾周內很可能測不到血清抗體［7～9］。

美國感染病學會、Uptodate臨牀顧問建議對懷疑新冠感染的病人測IgG抗體或總抗體試驗。而不是IgM抗體、IgA抗體、IgM/IgG分化試驗。因為IgM測試不夠準確[10]。

如果對接種過棘突蛋白的COVID-19疫苗的個體進行血清學檢測，以確定「先前的」感染，則應使用檢測除S蛋白以外的抗原-抗體的檢測。即，抗體檢測的標靶抗原應該是新冠病毒的N蛋白、或者E蛋白等。而不是基於S蛋白抗原[10]。

為了最大限度地提高血清學檢測的預測價值，美國CDC建議考慮兩步測定法。即在初次測試血清抗體陽性後，再選擇另一個標靶抗原做抗體檢測。從而提高血清學檢測的可靠性[10]。

實際上，由於血清學檢測尚未標準化，其可靠性還值得懷疑，美國FDA只是對血清抗體檢測予以緊急授權認可，而不是完全認可[11]。

在對38項研究的系統回顧中，評估了COVID-19患者自症狀出現以來的血清學檢測敏感性[12]：

一週時：23%測到IgM，30%測到IgG

兩週時：58%測到IgM，66%測到IgG

三週時，75%測到IgM；88%測到IgG。

其他研究表明，在16至20天內，IgG陽性率接近100%［13～15］。

在血清檢測的方法學上，酶聯免疫吸附、化學發光免疫的敏感性可能優於其他方法[16]。

在血清檢測的特異性方面，IgG抗體、總抗體測定的特異性最好[10]。IgM抗體、IgA抗體、IgM/IgG分別試驗的特異性低於99%。這導致測定IgM等易帶來誤診[10]。（特異性=不誤診率）

之所以如此，可能是因為針對新冠的IgM抗體測定，存在與其他冠狀病毒、其他非冠狀病毒病原體的交叉反應[17]。也就是説，當被測試者其實感染的是其他冠狀病毒，甚至非冠狀病毒，也可能帶來所謂的新冠病毒IgM抗體陽性。

美國疾病預防控制中心建議對下列病人再感染的可能性做評估[18]：

●初次感染後，無論症狀或體徵，新冠的病毒核酸測試（NAAT）重複陽性≥90天

●初次感染後45至89天，NAAT重複呈陽性，且症狀與COVID-19一致（即無其他診斷可解釋）

已經有SARS-CoV-2病毒的S蛋白有突變。其中一些突變（特別是69-70氨基酸的缺失）影響了SARS-CoV-2的NAAT檢測編碼棘突蛋白的S基因的能力。

大多數NAAT測試仍然可以檢測SARS-CoV-2病毒RNA，即使它們不能檢測到突變的S基因，因為它們被設計用於檢測多個基因靶點[19].

綜上所述，我總結如下：

1，新冠疫苗主要是針對新冠病毒S蛋白；接種疫苗者可能帶來針對S蛋白的持續抗體陽性。

2，針對新冠病毒S蛋白做抗體檢測會誤診新冠疫苗的接種者。

3，新冠病毒血清學檢測應只做IgG、總抗體。

4，如果檢測對象是新冠疫苗接種者，建議選擇新冠病毒（SARS-CoV-2病毒）的N蛋白、或者E蛋白等作為標靶抗原來測試IgG抗體。

5，重複感染者的確存在，病毒核酸檢測(NAAT）仍是有效的。

特別感謝如下來自新浪微博朋友的貢獻和幫助：

1，為格命思奔 。他本人在冠狀病毒疫苗的研發方面做出過傑出貢獻，比如對S蛋白的構象改造，從而讓新冠疫苗成為可能。本文參考了他多篇新浪微博的文章。

2，莊時利和。他寫過很多高質量的新冠疫情的文章。他對疫苗裏的S蛋白改造的解讀讓我學到很多。

3，王立銘。王老師的文章《巡山報告 No.24：有了疫苗，世界會好麼？》通俗易懂，可以作為理解新冠疫苗的門檻。

4，子陵在聽歌。他持續不斷為我們解讀新冠的學術研究論文。讓我對新冠感染的最新進展不陌生。

參考資料：

1. Graham RL, Donaldson EF, Baric RS. A decade after SARS: strategies for controlling emerging coronaviruses. Nat Rev Microbiol 2013; 11:836.

2. Tortorici MA, Veesler D. Structural insights into coronavirus entry. Adv Virus Res 2019; 105:93.

3. Pallesen J, Wang N, Corbett KS, et al. Immunogenicity and structures of a rationally designed prefusion MERS-CoV spike antigen. Proc Natl Acad Sci U S A 2017; 114:E7348.

4. Zhou P, Yang XL, Wang XG, et al. A pneumonia outbreak associated with a new coronavirus of probable bat origin. Nature 2020; 579:270.

5. Krammer F. SARS-CoV-2 vaccines in development. Nature 2020; 586:516.

6. https://www.nature.com/articles/s41586-021-03324-6

7. Fang FC, Naccache SN, Greninger AL. The Laboratory Diagnosis of Coronavirus Disease 2019- Frequently Asked Questions. Clin Infect Dis 2020; 71:2996.

8. https://www.fda.gov/medical-devices/coronavirus-disease-2019-covid-19-emergency-use-authorizations-medical-devices/vitro-diagnostics-euas#individual-antigen (Accessed on December 11, 2020).

9. Centers for Disease Control and Prevention. Interim Guidelines for COVID-19 Antibody Testing in Clinical and Public Health Settings https://www.cdc.gov/coronavirus/2019-ncov/lab/resources/antibody-tests-guidelines.html?deliveryName=USCDC_2067-DM29085 (Accessed on May 26, 2020).

10. Hansen KE, Caliendo AM, Arias CA, et al. Infectious Diseases Society of America Guidelines on the Diagnosis of COVID-19: Serologic Testing. Auguest 18, 2020 https://www.idsociety.org/practice-guideline/covid-19-guideline-serology/ (Accessed on August 19, 2020).

11. US Food and Drug Administration. Emergency Use Authorizations. https://www.fda.gov/medical-devices/emergency-situations-medical-devices/emergency-use-authorizations (Accessed on April 16, 2020).

12. Deeks JJ, Dinnes J, Takwoingi Y, et al. Antibody tests for identification of current and past infection with SARS-CoV-2. Cochrane Database Syst Rev 2020; 6:CD013652.

13. Caturegli G, Materi J, Howard BM, Caturegli P. Clinical Validity of Serum Antibodies to SARS-CoV-2 : A Case-Control Study. Ann Intern Med 2020; 173:614.

14. Long QX, Liu BZ, Deng HJ, et al. Antibody responses to SARS-CoV-2 in patients with COVID-19. Nat Med 2020; 26:845.

15. Wang X, Guo X, Xin Q, et al. Neutralizing Antibodies Responses to SARS-CoV-2 in COVID-19 Inpatients and Convalescent Patients. Clin Infect Dis 2020.

16. Lisboa Bastos M, Tavaziva G, Abidi SK, et al. Diagnostic accuracy of serological tests for covid-19: systematic review and meta-analysis. BMJ 2020; 370:m2516.

17. Lustig Y, Keler S, Kolodny R, et al. Potential antigenic cross-reactivity between SARS-CoV-2 and Dengue viruses. Clin Infect Dis 2020.

18. Investigative Criteria for Suspected Cases of SARS-CoV-2 Reinfection (ICR). https://www.cdc.gov/coronavirus/2019-ncov/php/invest-criteria.html (Accessed on October 29, 2020).

19. https://www.fda.gov/medical-devices/letters-health-care-providers/genetic-variants-sars-cov-2-may-lead-false-negative-results-molecular-tests-detection-sars-cov-2 (Accessed on January 14, 2021).