最近,中国调整了防疫政策,许多居民开始采用抗原检测盒自测是否感染了新冠病毒。用棉签在鼻子里转几圈,放在小试管里涮涮,再把液体滴到试剂盒上。十几分钟后,如果出现两道杠,就是阳性。
抗原检测
在之前,我讲过核酸检测的原理,许多小朋友问我:抗原检测盒又是什么原理呢?今天我想来讨论一下这个问题。
一、病毒检测的基本方法
新冠病毒由两部分组成:内部的遗传物质核糖核酸RNA,外部的蛋白质外壳。在蛋白质外壳上还有一些特殊结构的突起,称为刺凸。
新冠病毒结构
病毒进入人体后,会激起人体的免疫反应,人体内的免疫细胞——效应B细胞会分泌出一种称为抗体的蛋白质,这种蛋白质能够和病毒表面的特殊蛋白质结构结合,让病毒颗粒发生沉淀,阻止病毒入侵细胞,并且最终被巨噬细胞吞掉。因为病毒表面的特殊蛋白质能够诱导出免疫细胞分泌抗体,因此我们称之为抗原,抗原上结合抗体的特殊部位叫做抗原决定位。
抗体包裹住病毒蛋白质外壳的抗原决定位
根据病毒的特点,我们有三种检测病毒的方法:
第一种是检测病毒特有的RNA,这就是之前我们反反复复进行的核酸检测RT-PCR方法。
第二种是检测病毒的抗原,也就是检查人体里有没有病毒特有的蛋白质,这就是我们现在用的抗原检测盒。
第三种是检测人体内针对病毒的抗体,即便人体已经痊愈了,抗体在一段时间内依然存在。检查抗体,就可以知道是否感染过病毒。
三种方法中,核酸检测最准确,因为它可以对病毒核酸进行扩增,一点点的病毒就能检测到。但是价格比较贵,时间也相对较长。抗体检测需要采血,而且只有在感染后期才能测到,限制了它的使用。
相比来讲,抗原检测操作简单,速度快,价格也相对便宜,是一种比较合适的自测方式。它的缺点是准确度较差,世界卫生组织规定:灵敏度(感染者中检测阳性的比例)超过80%,特异性(未感染者中检测阴性的比例)超过97%的抗原检测盒就是合格的,这在感染率较低、进行大范围筛查时是无效的,因为这时检查出的阳性大部分都是假阳性。只有在病毒大范围传播,并且出现了症状时,使用抗原检测盒才是比较合适的。
抗原检测阳性
二、胶体金法
抗原检测也有几种技术路线,比较常用的是胶体金法。首先,我们需要通过生物化学方法,准备三种抗体:
抗体1:能够结合新冠病毒抗原,同时还携带了金原子胶体的抗体,俗称金标抗体;
抗体2:能够结合新冠病毒抗原,但不携带金原子胶体;
抗体3:能够结合抗体1的抗体,即抗-抗体。
抗原检测盒里面有多层试纸,抗体1分布在试纸最前端的金垫上,而且可以移动,抗体2固定在检测线(T线)部位,抗体3固定在质控线(C线)部位。当溶液滴到试纸上时,由于毛细现象,溶液会从左到右逐渐布满整个试纸。
抗原检测原理图
溶液会首先遇到抗体1,如果溶液中含有病毒抗原,这些抗原就会与抗体1结合。随后,它们会一起来到抗体2所在的T线。注意:抗体2也能结合病毒抗原,所以就会出现抗体1-病毒抗原-抗体2的三明治结构,相当于病毒抗原作为“胶水”,把抗体1和抗体2粘在一起了。抗体2的位置是不能动的,一部分抗体1被抗体2拉住,上面的胶体金就会显现出红色。
溶液中含有病毒时T线处形成的三明治结构
溶液会携带剩余的抗体1继续前行,来到C线处,这里的抗体3可以结合抗体1,而无论抗体1是否携带病毒抗原。所以,抗体1会在C线处再次聚集,形成第二条红线。
无论溶液中是否有病毒,C线处都会形成抗体1的聚集
总结一下:如果溶液中含有病毒抗原,抗体1就会聚集在T线处,显示第一条红线;无论溶液中是否有病毒抗原,抗体1都会聚集在C线处,形成第二条红线,这就是“一条红线是阴性,两条红线是阳性”的原因。

阳性结果
阴性结果
其实这种技术很早就有了,测早孕的试纸也是一样的原理,只是它对标的抗原是人体绒毛促性腺激素,怀孕的女性会大量分泌这种激素。现在终于到了男性也对着两道杠紧张的时候了。
那么,你知道针对新冠病毒的特异性抗体是如何制造的吗?既然人们能够制造抗体,能否使用这种方法治疗新冠病毒的感染者呢?
关注我,下一回我们继续聊聊这个话题.
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