新方法可快速测量SARS-CoV-2抗体水平

疫苗已成为抗击COVID-19大流行的最重要武器，但接种疫苗后的抗体水平随着时间的推移迅速下降。因此，迫切需要一种准确、经济的抗体快速检测方法来调整再接种策略。香港城市大学(城大)的研究团队最近发明了一种精确的快速检测设备，可以在20分钟内量化抗体水平，并像水银温度计一样以视觉条的长度显示，从而方便大规模筛查或个人监测对COVID-19的免疫保护。

抗体水平与免疫系统对病毒感染的保护密切相关，但它因疫苗类型而异，并可能迅速衰减。在后疫苗时代，随着Omicron变体的兴起，以快速、具有成本效益的方式监测抗体水平至关重要，这有助于就重新接种疫苗的必要性发出警报。然而，现有的抗体检测方法要么只能检测阳性/阴性结果(如快速抗原检测)，要么需要专业实验室或医院的设备进行量化，这对于常规检测来说既昂贵又耗时，不切实际。

最近，由城大生物医学工程系副教授陈廷轩博士领导的研究小组发明了一种新的快速抗体测试，可以显示肉眼可读的抗体水平。研究结果发表在科学的进步题为“用于直接显示COVID-19疫苗中SARS-CoV-2抗体水平的微流体粒子坝”。

以易于阅读的方式显示抗体水平

“有许多尝试将传统的免疫分析，如酶联免疫吸附试验(ELISA)和电化学，小型化为便携式格式。然而，这些小型化的免疫分析都需要一个特定的读取器来获取信号，无论大小，如果由未经训练的用户操作，这是昂贵的，而且容易出错，”陈博士解释说。“相比之下，我们独特的设备直接在芯片上显示抗体水平，用户可以通过查看芯片上的条的长度来查看抗体水平，使其无需仪器，像温度计一样易于读取，因此更适合普通用户。”

该团队开发的快速测试是一种手指大小的微流控设备，包含两种特殊设计的微粒——磁性微粒(MMPs)和聚苯乙烯微粒(pmp)。两者都可以与SARS-CoV-2的抗体结合，而SARS-CoV-2是导致COVID-19的病毒。如果样品中存在抗体，它们将与基质金属蛋白酶和pmp结合，形成基质金属蛋白酶-抗体- pmp结合的微粒。

研究人员只需要将颗粒溶液与从用户手指上采集的几滴血浆混合到微流控芯片中。当颗粒溶液流过芯片时，集成在其中的磁选机可以去除基质金属蛋白酶和连接的微粒。没有与MMPs连接的自由pmp继续流动，直到它们被困在粒子坝中。随着pmp的积累，它们形成一个可视条，其长度与抗体水平成反比，单位为纳克/毫升。所以它可以量化和可视化抗体水平，就像温度计测量温度一样。

研究小组测试了通过连续稀释抗体制备的样品的检测灵敏度，发现新设备可以检测低至10.75 ng/ml的抗体，比传统的快速检测灵敏得多。更重要的是，新设备的检测结果准确，与专业实验室的金标准ELISA检测结果非常一致。

高度敏感，不易干扰

然后，研究小组在未稀释的血清中测试抗体的检测性能，以查看生物标本中的复杂成分是否会干扰检测性能。检测电平可调整为灵敏模式或快速模式。灵敏模式可在70分钟内检测到浓度低至13.3 ng/ml的抗体。相比之下，快速模式只需20分钟，但可检测到的最低浓度为57.8 ng/ml。

该团队在香港招募了91名此前没有COVID-19病史的志愿者，他们在抗体测试前几周接种了第二剂疫苗。结果显示，接种mRNA疫苗(BioNTech)的抗体水平达到1080.8 ng/mL，远高于接种灭活疫苗(科兴)的抗体水平30.2 ng/mL。然而，两组抗体水平在第一次测量后45天显著下降。值得注意的是，检测结果与ELISA检测结果高度一致，表明抗体检测的准确性可与专业实验室的金标准相媲美。

“我们的研究结果表明，我们的微流体快速测试设备可以通过视觉检测低成本、快速和准确地测量抗体水平，使其特别适合节省时间的大规模筛查设置和个人使用。这种新的快速检测方法未来可用于当地诊所，甚至边境检查站的检测站。”“这种测量方法可以作为一种基于抗体的‘免疫护照’，用于更好地评估免疫状态，以加速经济复苏，而不会增加卫生保健系统的医疗负担。这种能力可能会导致各国采取新的方法来管理大流行，从零容忍到与COVID-19共存。”

陈博士和他的团队正在改进该设备，使其更易于获得和方便家庭使用，例如使其能够检测唾液或鼻腔分泌物样本中的抗体。

参考:吴敏，吴松，王刚，等。微流体粒子坝用于直接显示COVID-19疫苗中SARS-CoV-2抗体水平。Sci副词．2022; 8 (22): eabn6064。doi:10.1126 / sciadv.abn6064

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