抗原检测为什么不能代替核酸检测？

转自丁香学术。

「今天你做的是抗原还是核酸？」

相信这句话最近常常出现在上海小伙伴们的微信聊天中。在国内的本轮新冠疫情中，作为核酸检测的重要补充手段，抗原检测被用于居家检测。那么大家知道新冠检测还有哪些方法吗？每种方法有什么区别？为什么需要频繁的进行抗原检测？

要回答以上问题，我们先来简单看看新冠病毒的结构。

图 1.新冠病毒的结构图[1]

简单来说，如图 1 所示，从外到内观察， 在其最外层主要有 3 种蛋白，分别是： 刺突糖蛋白[Spike（S）glycoprotein]、 膜糖蛋白[Envelope（E）protein]、小包膜糖蛋白[Matrix（M）glycoprotein]。其次是病毒内核螺旋核衣壳蛋白[Helical nucleocapsid（N）protein]，简称 N 蛋白。而含有一条正向单链 RNA（+ssRNA），是新冠病毒的遗传物质[1]。

问题一：新冠检测主要有哪些方式？

目前主要的新冠检测有三种方式：抗体检测、抗原检测、核酸检测。

抗体检测：通过胶体金免疫层析和磁微粒化学发光检测由于病毒感染体内产生的 IgM 和 IgG 抗体。

抗原检测：通过胶体金免疫层析、乳胶法、荧光免疫层析检测新冠病毒蛋白。

核酸检测：通过实时荧光定量逆转录（RT）-聚合酶链式反应（PCR） 技术，检测病毒 RNA。

问题二：核酸检测、抗原检测、抗体检测有什么区别？

首先三种方法检测的时期不同。

抗原检测一般在感染的第 3～7 天比较灵敏，更适合处于发病第一周的患者进行检测。

新冠病毒核酸最早可在症状出现前 6 天检测到，在症状出现时或几天后达到峰值。

新冠感染后，IgM 和 IgG 抗体在症状出现后第 11～14 天达到峰值，而且 IgM 和 IgG 抗体往往几乎同时出现。因此抗体检测一般是在症状出现的两周后。

图 2.核酸检测、抗原检测、抗体检测的检测时间分布图[2]

其次，三者的敏感性也不同。核酸检测敏感性比抗原和抗体检测敏感性更高，可检测到低病毒载量。

再者，检测样本也有差异。核酸检测和抗原检测通常需要采集咽拭子或鼻拭子，而抗体检测需要用到血液样本。

除此之外，核酸检测对检测设备、人员均有较高的要求，得到结果的时间也较长，目前较快的新冠核酸检测的结果可以在 4～6 小时内得到。而抗原和抗体检测只需要 15 分钟就可以得到结果，操作也更简便。

问题三：抗原检测为什么有假阴性结果，是不是不准确？

首先我们要知道抗原检测到病毒载量的下限为每毫升 105～106 基因组拷贝，但病毒载量低于每毫升 106 基因组拷贝的个体不太可能传播病毒，因此抗原检测是可以快速识别最有可能传播病毒的感染者。目前抗原检测是非常有效的早期筛查手段，但是不能作为诊断的标准，因为其有可能出现假阴性。

那为什么会出现抗原检测假阴性的结果呢？首先因为新冠病毒主要侵犯肺泡等下呼吸道，所以从鼻咽、口咽等上呼吸道取样时由于个人的操作手法不一定能取到病毒，其次如果取样中所含病毒数量较少，那么这些因素都可造成检查结果的假阴性。

问题四：核酸检测的假阴性又是怎么造成的？

首先，采样手法/技巧、采样深度控制等都会影响样本中病毒含量，如果含量过低就会出现假阴性结果。

其次是检测过程，核酸检测是基于实时荧光定量 PCR 的方式，若在检测中引入外源 RNA 酶和 PCR 抑制剂等生物污染物，会直接导致病毒 RNA 分解及 PCR 反应无法进行，造成假阴性。

问题五：RNA 酶和 PCR 抑制剂的存在为什么会造成假阴性呢？

我们先来看一下 RT-PCR 的过程：

1. RT：病毒单链 RNA 逆转录为单链 cDNA（互补 DNA）；

2. PCR：单链 cDNA 通过 DNA 聚合酶合成双链 cDNA（ds cDNA），然后指数级扩增。

图 3.RT-PCR 的过程（RAININ 制作）