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抗體、抗原、PCR?一次搞懂常見新冠病毒檢測方式

抗體、抗原、PCR?一次搞懂常見新冠病毒檢測方式

新冠肺炎(COVID-19,全名新型冠狀病毒肺炎,俗稱武漢肺炎)爆發至今,疫情重災區從一開始的亞洲、歐洲、北美洲,到現在的中南美洲與非洲,世界各地都有病毒的蹤跡,在研發解藥及疫苗的同時,各國也想方設法要在短時間內測試出病毒。

根據美國 CNN 報導,最常見的新冠病毒檢測方式有三種,分別是聚合酶連鎖反應(Polymerase Chain Reaction,簡稱 PCR)、抗體檢測(Antibody tests,或稱 Serology tests)和抗原檢測(Antigen tests),本文就為您介紹新冠病毒檢測方式的不同之處、檢測結果的判讀以及其他種類的檢測方法。

PCR 檢測與 Real-time PCR 檢測的差別

在這次的新冠肺炎疫情中,PCR 檢測最為常見,準確度高的檢測方式。每個細菌都有自己專屬的遺傳密碼,而要進行 PCR 檢測新冠肺炎時,檢疫人員會先用鼻咽拭子,從病人的鼻子或咽喉後部收集分泌物,再將採檢到的咽喉棉棒(Throat Swab)或痰液樣本(Sputum sample),利用儀器放大檢視,並找尋新冠病毒的遺傳密碼排列。然而,即使是目前最好的採檢方式,PCR 檢測有缺點。PCR 檢測除了需要專業的醫療用品外,器材也要價不菲,更需要經過專業訓練的人員進行採檢,但美國 CNN 報導,突如其來的龐大檢測需求,已經讓美國醫療體系難以支撐,他們甚至連試紙都不夠用。

台灣主要採行的篩檢方式則是即時聚合酶連鎖反應(Real time polymerase chain reaction,簡稱 Real-time PCR),又稱定量即時聚合酶鏈鎖反應(Real time quantitative polymerase chain reaction,簡稱 qPCR)。Real-time PCR 和 PCR 最大的不同是,細胞的 DNA 在進行 PCR 檢測時,會經歷變性(denaturation)、引子黏合(annealing)和引子延長(elongation)等三個階段,並且不斷循環;而 Real-time PCR 則能透過光試劑蒐集 PCR 的數據,相比之下Real-time PCR 較 PCR 省時。(同場加映:普篩利弊一次看~偽陰性的潛在威脅大

病毒抗體檢測血液樣本

抗體檢測 掌握病毒擴散範圍

一般來說,當人體遭受病毒入侵時,身體就會產生抗體,因此抗體檢測並非檢測病毒本身,而是檢測人體的免疫系統是否已產生抗體對抗新冠病毒。抗體的分子是由蛋白質構成,並藉由血液樣本進行檢測,醫護人員會透過手指或是靜脈採集血液,再交由專家小組鑑定血液樣本中是否有專門對抗新冠病毒的抗體。因此抗體檢測又稱為血液或血清學檢查,以下為新冠病毒抗體檢測主要鎖定的2種抗體類型:

  • 免疫球蛋白M(IgM):在感染後兩星期內,脾臟會大量生產 IgM 抗體,因此檢測結果若為陽性,代表近期或正在感染中。
  • 免疫球蛋白G(IgG):大約從感染後四星期開始,人體會產生 IgG,屬於「再次免疫抗體」,因此檢測結果是陽性的話,代表曾經感染過。

與前面提到的 PCR 或 Real-time PCR 檢測不同,抗體檢測通常不會用來診斷病人是染上新冠肺炎,而是用了解病毒在人群擴散的範圍大小。特別是這次的新冠肺炎有很多無症狀感染者,在缺乏 PCR 或 Real-time PCR 檢測的情況下,抗體檢測能讓我們知道有多少人已經從新冠肺炎中復原,畢竟有些人甚至根本不知道自己感染過。

新冠病毒鼻咽拭子採集樣本

抗原檢測 步驟簡單 耗時最短

抗原檢測在三個檢測裡是最簡單,費時也最短的檢測方法,檢測目的在於找到外來物質,像是細菌或病毒這些外來物質上可辨認的蛋白質、核酸、脂類或多醣等,就是抗原,這是抗原與抗體最大的不同。除了這次的新冠病毒,抗原檢測也應用於流感(Flu)或是鏈球菌性咽炎(Strep throat),檢測多在醫師的監測下進行,無須昂貴的檢測儀器,只需幾分鐘就能得到結果

五月初的時候,美國食藥署(FDA)緊急授權一款新的新冠病毒抗原檢測試劑,主要經由鼻咽拭子採集鼻腔的黏膜樣本,從中檢測病毒上的蛋白質來判斷。FDA 預計,這項檢測正式上市後,一天可檢測人數將提高至百萬人,有效幫助美國政府知道確切的感染人數。

其他新冠病毒檢測方式

除了我們最常見的三種方式之外,另外還有層析實驗(Lateral flow test),又稱為側向層析免疫層析測定法,是加拿大一間奈米科技公司 Sona Nanotech 研發出的檢測方式。一般情況下,層析實驗室用來辨識特定的生物標記(biological marker),可以運用在不同的方面,例如懷孕檢測時,層析實驗直接檢測人絨毛膜促性腺激素(hCG),激素由胎盤的滋胚層細胞分泌,使胎盤生長成熟;人類免疫缺陷病毒(HIV,或稱愛滋病毒)檢測時,則是直接偵測 HIV 病毒。

在新冠肺炎病毒檢測層析實驗可以採集多種樣本包含尿液、血液、唾液、汗水和血清等,根據檢查的結果判斷是否染上新冠肺炎。層析實驗不但花費少、不需要特別訓練檢測人員,而且大約 5~15 分鐘就能知道檢測結果。

Hello 醫師並不提供醫療建議、診斷或治療。

參考資料

What to know about the three main types of coronavirus tests. https://edition.cnn.com/2020/04/28/us/coronavirus-testing-pcr-antigen-antibody/index.html Accessed May 26, 2020.

FDA Authorizes First Antigen Test to Help in the Rapid Detection of the Virus that Causes COVID-19 in Patients. https://www.fda.gov/news-events/press-announcements/coronavirus-covid-19-update-fda-authorizes-first-antigen-test-help-rapid-detection-virus-causes Accessed May 26, 2020.

Real-Time PCR Vs. Traditional PCR. https://www.gene-quantification.de/abi-rtpcr-pcr.pdf Accessed May 26, 2020.

Coronavirus Testing. https://www.webmd.com/lung/coronavirus-testing#2-5 Accessed May 26, 2020.

Different paths to the same destination: screening for Covid-19. https://www.medicaldevice-network.com/features/types-of-covid-19-test-antibody-pcr-antigen/ Accessed May 26, 2020.

醫檢雜誌–台灣醫檢會報第18卷第2期.  http://www.labmed.org.tw/bjournal04.asp?IsAno=7&IsBno=16&IsCno=54&IsDno=143  Accessed January 29, 2021.

2019-nCoV病毒核酸檢測.  https://www.cdc.gov.tw/File/Get/BHL7va9Hwyc3kDX9aXn6-A  Accessed January 29, 2021.

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文:徐佳蓁, 最後更新於29/01/2021
醫學審稿:賴建翰
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