راه‌های سرولوژیک نظارتی به واکنش پاندمی ویروس SARS-CoV-2 و کاربرد بالینی آن

واکنش پاندمی ویروس SARS-CoV-2

آزمایش‌های سرولوژیکی که در این مورد، در دسترس ما قرار گرفته است، در اطلاع رسانی مردم در خصوص همه‌گیری و تشخیص افراد و گروه هایی که احتمال بیشتری دارد به ویروس SARS-CoV-2 مبتلا شوند، نقش به‌سزایی دارد.

تست آنتی بادی

تست آنتی‌بادی، برعکس راه‌های تشخیص مستقیم مثل تقویت اسید نوکلئیک ویروسی یا تست تشخیص آنتی‌ژن که افراد مبتلا به وضعیت حاد را تشخیص می‌دهند، حتی اگر فرد هیچ وقت علامتی از خود نشان نداده باشد، بااین روش می‌توان فهمید که فرد قبلا به ویروس مبتلا شده است یا خیر. اندازه‌گیری ایمنی هومورال به شکل غیرمستقیم مبتلا بودن به SARS-CoV-2 در گذشته را با تست سرولوژیک می‌توان تشخیص داد.

براین اساس، متوجه می‌شویم که آزمایش‌های سرولوژیک در تشخیص مستقیم به عنوان اصلی و مهم‌ترین ابزار تشخیص عفونت‌های فعال در SARS-CoV-2 به کار نمی‌رود بلکه برای نظارت واکنش به پاندمی کویید19 به کار می‌رود.

اگرچه در حال حاضر نباید برای تشخیص میزان ایمنی فرد از تست سرولوژیک استفاده کرد، این تست‌ها به تشخیص این که چند درصد از جمعیت در گذشته به ویروس مبتلا شده‌اند کمک می‌کنند و اطلاعاتی درمورد جمعیتی که ممکن است نسبت به ویروس ایمن باشند به دست می‌دهند.

براین اساس، الگوهای جغرافیایی و جمعیت شناسی نتایج تست سرولوژیک به تشخیص این که کدام جامعه درصد بالاتری از ابتلا را تجربه کرده‌اند و درنتیجه ممکن است درصد بیشتری از جمعیت آن‌ها (حداقل به صورت موقتی) ایمنی داشته باشند کمک می‌کند.

در برخی افراد، نتیجه تست سرولوژیک کسانی که قبلا به SARS-CoV-2 مبتلا شده بودند، می‌توانند با اهدای خون و پلاسما درمانی به بیمارانی که اوضاع وخیم‌تری نسبت به بقیه دارند، به درمان آنها کمک کنند. واکسن هایی در مرحله آزمایش قرار گرفته اند، به مقایسه آنها پرداخته ایم به مطالعه آن در صورت نیاز بپردازید.

آنتی بادی و افزایش ایمنی

تقریبا تمام افراد دارای سیستم ایمنی سالم بعد از ابتلا به SARS-CoV-2 بدن آنها ایمنی بیشتری پیدا می‌کنند. بدن در اثر ابتلا به SARS-CoV-2، درست مانند سایر پاتوژن‌ها، شروع به تولید آنتی بادی IgM و IgG می‌کند. این دو آنتی بادی برای سنجش واکنش بدن به ویروس از همه مهم‌تر هستند زیرا اطلاعات زیادی درمورد واکنش IgA در خون در دست نداریم.

در برخی از افراد، آنتی بادی ظرف هفته‌ی اول بروز بیماری تشخیص داده می‌شود. آنتی بادی‌های IgM و IgG در  SARS-CoV-2، ظرف ۲ تا ۳ هفته بعد از بروز بیماری همزمان در خون بالا می‌روند. هنوز اطلاعات کاملی از این دو آنتی بادی در دسترس نست که بدانیم تا چه مدت بعد از بروز بیماری قابل تشخیص می‌مانند. لازم به ذکر است که آنتی بادی IgM یا IgG بعد از بروز بیماری در بعضی از افراد قابل تشخیص نیست. بنابراین، عدم مشاهده‌ی این دو آنتی بادی لزوما باعث نمی‌شود احتمال ابتلای فرد به ویروس در گذشته رد شود.

همچنین، می‌توان تشکیل آنتی بادی‌های خنثی کننده را نیز سنجید. آنتی بادی خنثی کننده به صورت آزمایشگاهی مانع از افزایش ویروس می‌شود و حضور این نوع آنتی بادی، درست مانند سایر بیماری‌های مسری، با ایجاد افزایش ایمنی در آینده حتی به صورت موقتی در ارتباط است.

به نظر می‌رسد عود بیماری کووید-۱۹ شایع نیست. یعنی حضور آنتی بادی نشان دهنده‌ی مصونیت (حداقل کوتاه مدت) دربرابر SARS-CoV-2 است. در مقابل این امر، به صورت تجربی فهمیدیم که پستانداران بعد از یک بار ابتلا به ویروس و ایجاد آنتی بادی در بدن، پس از این که دوباره در معرض ویروس قرار گرفتند دربرابر آن ایمن بودند.

به علاوه، تشکیل آنتی بادی در بدن انسان با افزایش قابل توجه حجم خون در دستگاه تنفسی در ارتباط است. از کنار هم قرار دادن این نتایج دریافتیم وجود آنتی بادی می‌تواند احتمال ابتلای فرد را میکاهد و تا حدی دربرابر ابتلای مجدد مصونیت ایجاد می‌کند.

با این حال، هنوز مطمئن نیستیم این مصونیت تا چه میزان است و افرادی که در بدن آنتی بادی (خنثی ساز یا کلی) دارند تا چه مدت دربرابر SARS-CoV-2 ایمن هستند یا تجمع آنتی بادی باید به چه مقدار برسد تا بتواند مصونیت ایجاد کند.

تارگت آنتی ژنیک

گلیکوپروتئین اسپایک (S) و فسفوپروتئین نوکلئوکاسپید (N) دو آنتی ژنیک اصلی SARS-CoV-2 هستند که آنتی بادی در برابر آن‌ها تشخیص داده می‌شود. درحالی که پروتئین S برای ورود ویروس ضروری است و روی سطح ویروس قرار دارد،

پروتئین N پروتئین ایمن غالب است که با RNA تعامل دارد. از انواع پروتئین (S، S1+S2) یا (S1 غالب یا RBD) به عنوان آنتی ژن استفاده می‌شود. تارگت پروتئین واکنش‌پذیری متقاطع و حساسیت و ویژگی را تعیین می‌کند زیرا N در میان ویروس‌های کرونا محافظه کارتر از S است و در میان S، RBD بیشتر از S1 یا S1+S2 محفوظ است.

برای تشخیص جنبه‌های متفاوت واکنش ایمنی و عملکرد آنتی بادی می‌توان از انواع مختلف آزمایش استفاده کرد. می‌توان تست‌ها را از نظر تشخیص آنتی بادی پیونددهنده یا خنثی کننده به دو دسته‌ی کلی تقسیم نمود.

تشخیص آنتی بادی پیوند دهنده

این تست از پروتئین خالص SARS-CoV-2 استفاده می‌کند، نه ویروس زنده و می‌توان این تست را در آزمایشگاه‌هایی که سطح زیست ایمنی آن‌ها پایین است (مثل BSL-2) انجام داد. می‌توان انواع مفرد آنتی بادی مانند IgG، IgM و IgA را با معرف شیمیایی مخصوص تشخیص داد.

اگرچه دانشمندان نمی‌دانند آنتی بادی SARS-CoV-2 تا چه مدت قابل تشخیص است، مفیدترین آنتی‌بادی برای تعیین بیماری در سایر عفونت‌ها IgM است زیرا چند هفته یا چند ماه بعد از ابتلا به بیماری غیرقابل تشخیص می‌شود درحالی که IgG تا چند ماه یا چند سال قابل تشخیص است.

آنتی بادی IgG برای تشخیص ایمنی مخاطی مهم است و در ترشحات مخاطی مانند بزاق و خون قابل تشخیص است اما اهمیت آن در این بیماری هنوز معلوم نیست. بسته به میزان پیچیدگی آزمایش، می‌توان این تست‌ها را به سرعت (کم تر از ۳۰ دقیقه) در شرایط میدانی یا ظرف یکی دو ساعت در آزمایشگاه انجام داد. تست‌هایی که آنتی بادی پیوند دهنده را تشخیص می‌دهند به دو دسته‌ی کلی تقسیم می‌شوند:

• تست آزمایشگاهی از روش ELISA یا CIA برای تشخیص آنتی بادی استفاده می‌کند که در بعضی از موارد لازم است توسط فرد متخصص و با استفاده از تجهیزات خاص انجام شود. براساس معرف می‌توان IgG، IgA و IgM را جداگانه یا به صورت مجموع آنتی بادی تشخیص داد.
• تست POC معمولا به دستگاه جریان جانبی که IgG و IgM یا آنتی بادی کلی را در خونابه، پلاسما، خون کامل و یا بزاق تشخیص می‌دهد اطلاق می‌شود. برتری بعضی تست‌های POC که از خون کامل استفاده می‌کنند این است که می‌توان این تست را با گرفتن نمونه خون از نوک انگشت، به جای گرفتن خون از رگ دست، انجام داد. 

تست sVNT نیز برای تشخیص آنتی بادی ایجاد شده است. این آزمایش طوری طراحی شده تا آنتی بادی خنثی کننده‌ی احتمالی را تشخیص دهد. این آنتی بادی‌ها در اغلب موارد مانع از تعامل RBD با آنزیم ۲ مبدل آنژیوتانسین (ACE2، گیرنده‌ی سطح سلولی SARS-CoV-2) می‌شوند. از آن‌جایی که این تست به ویروس زنده احتیاج ندارد، می‌توان در آزمایشگاه BSL-2 آن را انجام داد.

نتیجه تست

اندازه اثربخشی این تست به حساسیت و خصوصیت آزمایش بستگی دارد. این خصوصیت‌ها با به‌کارگیری تعذاد مشخصی از نمونه تست‌های مثبت و منفی گزینش می‌شوند. لازم به ذکر است که، باید ارزش‌های قابل پیش‌بینی تست ها را در نظر بگیریم به این دلیل که این شاخصه ها در نتیجه نهایی تاثیرگذار است.

به احتمال مثبت بودن آنتی بادی کسانی که نتیجه‌ی آزمایش آنها مثبت است ارزش اخباری مثبت و به احتمال منفی بودن آنتی بادی کسانی که نتیجه‌ی آزمایش آنها منفی است ارزش اخباری منفی می‌گویند. این ارزش‌ها به وسیله درصد شرکت کنندگانی که واقعا در بدنشان آنتی بادی وجود داشته و حساسیت و ویژگی تست مشخص می‌شود.

برای مثال:

• ارزش اخباری مثبت در محیط پرشیوع افزایش می‌یابد یعنی احتمال مثبت بودن آنتی بادی افرادی که تستشان مثبت بوده در این محیط نسبت به جمعیت کم شیوع بیشتر است. اگر تست در بین افرادی انجام شود که شیوع ویروس در آن‌ها پایین است، ارزش اخباری مثبت افت می‌کند زیرا از آن جایی که احتمال قبل از تست پایین است، نتایج کاذب مثبت بالا می‌رود.
• ارزش اخباری منفی نیز به همین ترتیب تحت تاثیر میزان شیوع قرار می‌گیرد. ارزش اخباری منفی در محیط پر شیوع افت می‌کند درحالی که در شرایط معکوس افزایش می‌یابد.

انتظار می‌رود شیوع آنتی بادی SARS-CoV-2  در بیشتر قسمت‌های کشور، شامل مناطقی که به شدت تحت تاثیر کووید-۱۹ قرار گرفتند، پایین (بین ۵ تا ۲۵%) باشد تا نتیجه‌ی آزمایش مثبت کاذب بیشتر و نتیجه‌ی منفی کاذب کم‌تر شود.

در برخی از محیط‌ها، مانند شیوع کووید-۱۹ در کارخانه‌های فرآوری غذا و موسسات اجتماعی، شیوع بیماری در بین جمعیت به طرز قابل توجهی بالاست.

انجام تست سرولوژیک در فواصل زمانی مناسب بعد از بروز بیماری می‌تواند در چنین محیط‌هایی نتایج منفی کاذب کم‌تری در پی داشته باشد.

محدودیت‌های تست سرولوژیک

در حال حاضر، میزان مصونیت ناشی از SARS-CoV-2 تعریف مشخصی ندارد.

نمایندگان BARDA، CDC، FDA، NIH، اداره ی معاون بهداشت (OASH)، سازمان دفاع (DOD) و اداره ی سیاست علم و تکنولوژی کاخ سفید (OSTP) در حال همکاری با اعضای آکادمی و جامعه‌ی پزشکی هستند تا تشخیص دهند آیا مثبت بودن نتیجه‌ی تست سرولوژیک به معنای ایجاد نوعی مصونیت دفاعی دربرابر SARS-CoV-2 است یا خیر. این همکاری شامل ارزیابی میزان آنتی بادی مورد نیاز برای ایجاد مصونیت دربرابر ابتلای مجدد، مدت زمان مصونیت و عوامل مرتبط با پیدایش واکنش دفاعی آنتی بادی نیز می‌شود.

لازم است سینتیک واکنش آنتی بادی، طول عمر آنتی بادی، توانایی آنتی بادی در ایجاد افزایش ایمنی دربرابر ابتلای مجدد، حداقل میزان آنتی بادی خنثی کننده برای ایجاد مصونیت و تناسب حداقل میزان آنتی بادی پیوند دهنده با توانایی خنثی سازی مشخص شود. اگرچه تحقیق روی حیوانات نشان دهنده‌ی ایجاد مصونیت در کوتاه مدت است، لازم است برای نشان دادن مصونیت بلند مدت در انسان‌ها تحقیقات بیشتری انجام دهیم. بنابراین، تا قبل از به دست آوردن اطلاعات بیشتر، نباید وجود آنتی بادی را با مصونیت فرد در برابر SARS-CoV-2 یکی دانست.

بعضی از تست‌ها نشان دهنده‌ی واکنش متقاطع با سایر ویروس‌های کرونا، مانند ویروس‌هایی که باعث سرماخوردگی می‌شوند، هستند. این مسئله منجر به نتیجه‌ی مثبت کاذب می‌شود. در بدن بعضی از افراد بعد از ابتلا به ویروس کرونا آنتی بادی تشکیل نمی‌شود. میزان آنتی بادی در بدن دسته‌ای دیگر به مرور زمان کاهش می‌یابد و غیر قابل تشخیص می‌شود. گاهی ۱ تا ۳ هفته طول می‌کشد تا آنتی بادی IgM و IgG در بدن تشکیل شود. بنابراین، نتایج تست سرولوژیک وجود یا عدم وجود ویروس SARS-CoV-2 در گذشته یا در حال حاضر را با قطعیت نشان نمی‌دهد.

پیشنهاداتی برای افرادی که تست آنتی بادی SARS-CoV-2 شان مثبت شده است

• ممکن است افراد بدون علامت که تست سرولوژیک آن‌ها بدون سابقه‌ی کووید-۱۹ مثبت می‌شود، هنوز ویروس فعال در بدنشان وجود داشته باشد و باید دستورالعمل‌های بهداشتی را رعایت کنند. آن‌ها می‌توانند به فعالیت‌های عادی، شامل رفتن سر کار، ادامه دهند.
• وجود آنتی بادی ضد SARS-CoV-2 نشان می‌دهد که فرد قبلا به این ویروس مبتلا شده و احتمالا تا حدی دربرابر ابتلای مجدد به SARS-CoV-2 مصون است. با این حال، تا زمانی که مدت زمان مصونیت مشخص شود، نباید فرض کرد که اگر تست آنتی بادی SARS-CoV-2، شامل مجموع آنتی بادی، IgM، IgG یا IgA، مثبت شد، فرد مصونیت کامل پیدا کرده است.
• افراد کادر درمان و مددکارانی که تست آنتی بادی SARS-CoV-2 شان مثبت شده نباید تغییری در استفاده از تجهیزات بهداشتی شخصی ایجاد کنند.
• کسانی که به کووید-۱۹ مبتلا شده‌اند باید صرف نظر از وجود آنتی بادی در بدن طبق توصیه‌های بهداشتی قبل به فعالیت‌های عادی، از جمله سر کار، برگردند.