【新冠肺炎・解封】有抗體得自由? 抗體測試的虛與實
四月下旬,美國新冠疫情重災區紐約市曾進行涉及約1,300名市民的隨機抗體測試,發現當中有21%已有新冠病毒抗體。按此比例計算,紐約市已有近180萬人曾經染病。如果各國能作出全民抗體測試,給予有抗體者一張「免疫通行證」,讓他們全面回復正常生活,甚至由他們去負責所有涉及人與人直接接觸的工作,全世界豈不是能夠安全地復工復市,早日挽回崩塌中的經濟?
根據分子生物研究與診斷專業新聞網站360Dx的統計,截至4月29日,全球已有超過50種抗體測試。美國亦有醫療科技公司宣布,將容許民眾不經醫生推介而直接安排進行抗體測試。由於抗體測試只需採集血液樣本,不需鼻腔拭子等短缺專業工具,而且測試結果通常在15分鐘內可知,抗體測試似乎已取代了病毒測試而成為了不少人心中的「希望」所在。
何謂「抗體測試」?
抗體測試與病毒測試(包括抗原測試)的差別,在於後者是測試病人體內是否有新冠病毒的存在,前者卻是測試人體內是否有新冠病毒的抗體存在。因此,抗體測試可以測出一個曾經感染新冠病毒、隨後卻已康復的個案,而病毒測試則不能。
當病毒進入人體的時候,我們的免疫系統會在大約7至10天內產生出免疫球蛋白M(IgM),與病毒的外層綁在一起,使之不能感染其他細胞,並作為巨噬细胞(macrophage)將之消滅的標記。隨後數天,免疫系統就會產生出免疫球蛋白G(IgG)去取代大約在兩至三周內消失的IgM。IgG將存在於人體中長達以年計的時間,甚至可給人終生免疫的能力。
病毒測試就是人為地以病毒外層蛋白質結構,去引發血液中的抗體反應,從而測出受測試者到底有沒有對新冠病毒的抗體。如果IgM與IgG的結果均為陽性,受測試者很可能在過去一個月內曾經染病;如果只有IgM的結果呈現陽性,受測試者很可能是正在患病的病人;如果只有IgG的結果為陽性,受測試者很可能最在超過一個月前已受感染。如果病毒測試結果為陰性,受測試性有可能從未受過感染,也有可能是在數天的短時間內受感染,因而身體並未產生IgM。
雖然世界衛生組織4月24日曾警告「現在沒有證據顯示帶有抗體的新冠肺炎康復者不會重新被感染」,並指出有抗體不代表能免疫,不過不少科學家都認為這只是告誡各國不要掉以輕心,而非指抗體的存在對對抗新冠病毒毫無幫助。
「抗體」與「免疫」的距離
目前,包括中國、日本、韓國在內多國都有疑似的「再感染」病例,即病毒檢測呈現陰性且沒有病徵的新冠肺炎康復者,再次在病毒檢測中呈現陽性。
科學界對此有不同解讀。一說是陰性病毒測試結果本身不準確(例如病毒可能不在鼻腔黏液之中而埋藏於更深層的呼吸管道之內,使測試樣本未能測出病毒存在),因此有關病人雖然再無病徵,實際上卻從未康復。另一說是部份病人未能生產出足夠的抗體,因此再被新冠病毒感染。
由於至今並未有主動感染有抗體人士的免疫力測試,這些疑似再感染病例的真像也尚未可知。不過,根據在普通獼猴身上進行的一項實驗,獮猴相隔三周分別被人為感染兩次,第二次感染時,獮猴再無第一次受感染時的徵狀,可見「再感染」在此例子中並不存在。
另外,科學家也普遍認為,即使抗體並不能帶來絕對的免疫能力,有抗體者在再次染病後,其病情預計將較為輕微,而且其傳染他人的能力也會下降。從這個角度看來,帶有新冠病毒抗體的人士若能回復正常生活,無論對己對人,也會較不帶抗體的人安全。
然而,即使新冠病毒抗體能夠帶來絕對的免疫力,要從「抗體測試」走到「免疫通行證」,其實尚有很長的距離。
抗體並非「生死平等」
首先,假設抗體測試的準確度為100%,有抗體也不代表能對新冠病毒「長治久安」。
目前絕大部份市面上的抗體測試,只能測試血液樣本中「有或沒有」新冠病毒抗體。然而,並非所有抗體也是「生而平等」的。抗體之中有所謂「中和抗體」(neutralizing antibodies),而只有中和抗體才能夠扣在病毒身上阻止它們感染其他細胞——根據來自中國對於175個新冠病人的研究,當中有近30%的中和抗體含量只屬極低水平。
要測試血液樣本中新冠病毒抗體的「質素」卻遠較測試抗體之「有無」複雜,必須進一步測試相關抗體能否制衡新冠病毒,須時可能長達數天,並不能滿足全民抗體測試的要求。
反過來說,如果要滿足全民測試的要求,我們就難以確定有抗體者是否有足夠的免疫能力。
「一剎那」的抗體不代表永恆
其次,即使某君有了充足的中和抗體,這也不代表他能長久對新冠病毒有免疫能力。
以與Covid-19新冠病毒一般同屬冠狀病毒的4種流感病毒為例。一項1999年的研究就發現,患者染病兩周後的抗體密集度最高,可是到了一年之後,其抗體密集度雖然比染病前稍高,卻已不能完全使人免疫。
而在另外兩種人類冠狀病毒——沙士(Sars)病毒與中東呼吸綜合症(MERS)病毒——的例子,有研究曾在康復數年後的患者身上測出抗體。不過,根據中東呼及綜合症的研究,其抗體幾乎可肯定不會終生存在。
到底新冠病毒的抗體是較像流感病毒的抗體,還是這其他兩種人類冠狀病毒的抗體,則尚須更長的時間去觀察。
更嚴重的是,抗體測試的準確度本身,就有先天不足的實際應用限制。
測試準確度的「魚與熊掌」
在量度一個兩項分類測試的準確度時,我們通常有兩個量度標準,一是「靈敏度」(sensitivity),二是「特異度」(specificity)。
靈敏度是指一個測試在實際上是陽性的樣本中所測得的陽性結果比例。以新冠病毒的抗體測試為例,如果此測試有99%的靈敏度,在100個實際上擁有抗體的樣本中,它理論上就會測出99個陽性結果,以及1個陰性結果,後者即屬假陰性。
如果一國或一區想以隨機性的抗體測試,去測出曾患新冠肺炎的人口比例的話,靈敏度不足的測試將因為假陰性結果太多,而低估了這個數字。
另一方面,特異度則是指一個測試在實際上是陰性的樣本中所測得的陰性結果比例。以新冠病毒的抗體測試為例,如果此測試有99%的特異度,在100個實際上沒有抗體的樣本中,它理論上就會測出99個陰性結果,以及1個陽性結果,後者即是假陽性。
如果一國或一區以全民抗體測試來派發「免疫通行證」的話,一個高水平卻不完美的特異度卻會造成災難性的後果。
假設甲地全民100萬人中有5%人實際上已受新冠病毒感染而有抗體(當然這個數字是測試者事先所不知道的),政府想以全民抗體測試去測出這些人的身份,由他們負責所有前線與病人接觸相關的工作。
如果這個抗體測試有95%的特異度和95%的靈敏度的話,陽性結果將有9.5萬人(其中4.75萬人為真陽性、4.75萬人為假陽性),而陰性結果則有90.5萬(其中90.25萬人為真陰性、0.25萬人為假陰性)。換句話說,如果政府依照測試結果落實其「免疫通行證」政策的話,將有一半擁有通行證而被「送上前線」的人其實並沒有抗體。
而且,同一個抗體測試的靈敏度與特異度更是「魚與熊掌不可兼得」的困難取捨。如果一個測試非常靈敏,可以測試極少量的新冠病毒存在的話,它所用的蛋白質結構就很可能會與其他冠狀病毒抗體產生作用,使它較容易將這些其他抗體誤認為新冠病毒抗體,因此其特異度將會較低;如果一個測試的特異度非常之高,只會認得新冠病毒抗體的話,它就會較容易不將樣本中極少量的新冠病毒抗體當作是其他種類的抗體,因此其靈敏度就會較低。
根據「新冠病毒測試計劃」(COVID-19 Testing Project)在4月24日公開的研究草稿,研究團隊調查市面上12種新冠病毒抗體測試,當中各測試表現差距甚大。各測試的靈敏度由81.8%至100%不等,其特異度則由84.3%至100%不等。當中靈敏度最接近100%的測試,其整體特異度有95.2%;而當中特異度100%的測試,其整體靈敏度則只有90.9%。
由此可見,抗體測試固然可以幫助我們解答病毒測試不能尋得的數據,諸如一地人口中的感染比例、無症狀患者人口、有抗體者人口、真實死亡率等等,然而這些數據的可靠性依然成疑。而且,在一地人口整體感染比例甚低的時候,以抗體測試來決定誰能夠「恢復自由」,更是拿生命作賭博的遊戲,絕不可試。