发表载体：nature communications IF: 12.3

　　作者单位： Quanterix公司，德国波恩大学先天免疫研究所，波恩大学内科一系，德国神经退行性疾病中心

　　研究背景：2019年底，中国武汉报告了首例SARS-CoV-2感染病例，此后该病毒已在全球范围内流行。尽管以逆转录聚合酶链反应(RT-PCR)为基础的呼吸道标本病毒RNA分子检测是活性感染的主要诊断工具，但人们对使用鼻咽拭子(NP)有假阴性结果的风险提出了担忧，特别是在症状出现之前。Kucirka等人(2020)估计检测假阴性结果的概率从感染后第1天的100%下降到第4天的67%。第5天，即症状出现的中间时间，分子检测产生假阴性结果的概率仍然是38%，而在接下来的几天内，此时感染应该是最容易检测到的，假阴性概率下降幅度也不超过20%。此外，RT-PCR的复杂性、显著的供应链挑战和相对较低的通量导致难以开发足够大规模的检测，从而使社会重新开放，促使人们寻找更多的诊断模式。最近，一种单分子阵列(Simoa)的SARS-CoV-2 n -蛋白抗原检测获得了美国FDA的紧急使用许可(EUA)，表明该技术具有高灵敏度和特异性抗原检测的可能性。

　　研究内容：

　　本文报道了超灵敏的单分子阵列(Simoa)免疫技术在静脉血、毛细血管和唾液中SARS-CoV-2核衣壳蛋白(n-蛋白)检测上的应用。在迄今为止进行的所有研究中，我们观察到n-蛋白>98%的阴性和>90%阳性检出一致率，与出现症状1-7天的核酸检测一致率相同。n-蛋白含量随着抗SARS-CoV-2抗体Ig-G的增加而降低，n-蛋白水平与唾液中的RT-PCR ct值相关，唾液和毛细管血液样本之间的n-蛋白水平一致。这种基于Simoa技术的 SARS-CoV-2 n-蛋白检测通过测量血液或唾液中的抗原水平可有效得检测SARS-CoV-2感染，其采用非侵入性、非拭子采集方法，也为在家和护理点采集样本提供了可能。

　　检测方法：

　　使用The Simoa® SARS CoV-2 N-Protein Advantage Kit在HD-X仪器上检测n-蛋白。

　　使用The Simoa® SARS-CoV-2 Spike IgG Advantage Kit在HD-X仪器上检测IgG抗体。

　　实验结果：

　　1. 血清和血浆样品

　　血清或血浆中SARS-CoV-2 n-蛋白检测结果与PCR的阴性一致率(NPA)为100%，阳性一致率(PPA) 为97.5%。尽管大多数纵向样本在初始PCR检测后>14天仍呈n-蛋白阳性(88% 1-7天，78% 8-14天，72% >14天)，但个体n-蛋白浓度随时间呈下降趋势，同时IgG呈上升趋势。

　　症状后4-10天的n-蛋白出现峰值。n-蛋白峰值和血清转化之间间隔了3天(图1c，从第10天到第13天)，n-蛋白峰值和IgG之间间隔了10天(图1c，从第10天到第20天)。即使存在高水平的n蛋白，早期IgG反应也能减轻严重的疾病后果。

　　图1 Simoa SARS-CoV-2 n-蛋白检测区分大流行前血清PCR-与PCR+血浆供体。n-蛋白使用1.25 pg/mL的初步截止量。n-蛋白：红色线，抗SARS-CoV-2抗体IgG：蓝色线。

　　2. 毛细血管血样品

　　在1-7天内毛细血管血(DBS)内n-蛋白检测的结果与PCR检测阴性一致率和阳性一致率为100%。14天后，n蛋白检测为阴性，IgG水平明显升高。比较了PCR-个体和PCR+无症状和PCR+有症状个体的n蛋白和IgG水平随时间的变化发现：大多数n-蛋白水平下降，而IgG增加。

　　毛细管血中SARS-CoV-2 n-蛋白和抗SARS-CoV-2 IgG水平与症状严重程度指标相关。通过增加的n-蛋白水平(从左到右)对PCR+供体进行排序，并根据疾病严重程度对结果进行颜色编码发现，更严重的疾病与更高的n-蛋白水平相关。

　　图2毛细血管中SARS-CoV-2 n-蛋白和抗SARS-CoV-2 IgG区分COVID PCR−和COVID PCR+供体。使用3.91 pg/mL的初步截止量

　　图3毛细管血中SARS-CoV-2 n-蛋白和抗SARS-CoV-2 IgG水平与症状严重程度指标相关

　　3.唾液样品

　　在1-7天内，唾液中SARS-CoV-2 n-蛋白检测结果与PCR结果的阴性一致率(NPA)为98.1%，阳性一致率(PPA) 为92.3%。

　　唾液中SARS-CoV-2 n-蛋白可从PCR+供体中区分COVID PCR−供体。在症状出现之前，n-蛋白在唾液和血液中都存在。检查来自共同居住的两个捐赠者的感染过程中，指示病例第1天鼻拭子PCR检测呈阳性。而舍友供体在第3天PCR检测为阴性，但在第5天出现轻微症状。指示病例第一次抗原试验当天(第3天)和室友症状出现前1天(第4天)在的唾液和DBS检测的n-蛋白均为阳性。室友从第5天到第8天一直有症状，症状发生在n蛋白含量最高的日子。

　　N-蛋白水平与唾液中RNA-Ct值相关，唾液和DBS中的n蛋白水平也相关。总的来说，在唾液中观察到的n-蛋白水平比在血液中更高、更多变。

　　图4唾液中SARS-CoV-2 n-蛋白可从PCR+供体中区分COVID PCR−供体，并与毛细管血(DBS)相关。

　　结论：

　　这项研究表明，基于Simoa技术的 SARS-CoV-2 n-蛋白检测方法可以在活性、症状前和无症状COVID-19感染的血液和唾液中检测到病毒抗原。除了可以用于研究SARS-CoV-2感染动力学之外，该方法还有助于将SARS-CoV-2抗原检测的范围扩大到鼻咽拭子之外，使基于血液和/或唾液的检测成为可能，也为在家和护理点采集样本提供了可能。