روش‌های سرولوژیک برای نظارت و واکنش به پاندمی ناشی از ویروس SARS-CoV-2 کاربرد بالینی مهمی دارد

آزمایشات سرولوژیک در این زمینه، که به طور گسترده در دسترس قرار گرفته است، نقش مهمی در اطلاع رسانی به عموم مردم درباره‌ی همه‌گیری ویروس و تشخیص گروه‌هایی که بیشتر در معرض خطر ابتلا به بیماری ناشی از ویروس SARS-CoV-2 قرار دارند ایفا می‌کند.

تست آننی بادی

تست آنتی‌بادی، برخلاف روش‌های تشخیص مستقیم مانند 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، می‌تواند مشخص کند آیا قبلا به ویروس مبتلا شده است یا خیر. تست سرولوژیک با اندازه‌گیری میزان ایمنی هومورال می‌تواند به طور غیر مستقیم ابتلا به SARS-CoV-2  در گذشته را تشخیص دهد.

بنابراین، آزمایشات سرولوژیک معمولا از روش‌های تشخیص مستقیم به عنوان اصلی‌ترین ابزار برای تشخیص عفونت فعال SARS-CoV-2 یاد نمی‌کنند بلکه از چند روش مهم برای نظارت و واکنش به پاندمی کووید-۱۹ استفاده می‌کنند.

اگرچه در حال حاضر نباید برای تشخیص مصونیت 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 مصون باشند به دست می‌دهند.

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

در بعضی از موارد، نتایج تست سرولوژیک به تشخیص افرادی که احتمالا به SARS-CoV-2  مبتلا شده بودند و تعیین کسانی که قابلیت اهدای خون دارند کمک می‌کند تا از خون آن‌ها در روش پلاسما درمانی استفاده شود که یک روش درمان احتمالی برای کسانی است که به شدت بیمار شده‌اند.

آنتی بادی و ایجاد مصونیت

تقریبا تمام افراد دارای سیستم ایمنی سالم بعد از ابتلا به SARS-CoV-2 نوعی مصونیت 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 ارزیابی واکنش بدن به ویروس از همه مهم‌تر هستند زیرا اطلاعات زیادی درمورد واکنش IgA در خون در دست نداریم.

در بعضی از افراد، آنتی بادی ظرف هفته‌ی اول بروز بیماری قابل تشخیص است. آنتی بادی‌های IgM و IgG در  SARS-CoV-2، ظرف ۲ تا ۳ هفته بعد از بروز بیماری همزمان در خون بالا می‌روند. هنوز نمی‌دانیم این دو آنتی بادی 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.

به علاوه، می‌توان تشکیل آنتی بادی‌های خنثی کننده را نیز ارزیابی نمود. آنتی بادی خنثی کننده به صورت آزمایشگاهی مانع از تکثیر ویروس می‌شود و حضور این نوع آنتی بادی، درست مانند سایر بیماری‌های مسری، با ایجاد مصونیت در آینده (حداقل 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. به موازات این امر، به صورت تجربی دریافتیم 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 کاهش دهد 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 مختلف 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 غیر قابل 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 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. مزیت 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 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 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.

عملکرد تست

میزان موثر واقع شدن تست به حساسیت و ویژگی آزمایش بستگی دارد. این دسته از ویژگی‌ها با استفاده از مجموعه‌ی مشخصی از نمونه‌های مثبت و منفی تعیین می‌شوند. به علاوه، لازم است ارزش‌های قابل پیش بینی تست را نیز در نظر بگیریم زیرا این شاخص‌ها روی نتیجه‌ی نهایی تست تاثیر می‌گذارند.

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

• 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 بعضی از محیط‌ها، مانند شیوع کووید-۱۹ در کارخانه‌های فرآوری غذا و موسسات اجتماعی، شیوع بیماری در بین جمعیت به طرز چشمگیری 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 مصونیت 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.

چند پیشنهاد برای کسانی که نتیجه‌ی تست آنتی بادی SARS-CoV-2 شان مثبت شده است

• 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.
• 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.
• 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.
• 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.

فراپژوهش