Nathaniel Scharping 是一位常驻密尔沃基的科学作家。本文最初发布于 Undark。
三月份，随着 COVID-19 疫情开始导致美国主要城市停摆，研究人员开始关注血液。特别是，他们担心美国的血液供应——每年数百万次的献血，为需要输血的住院患者维持生命。
研究人员得以打消了他们最初对病毒通过血液传播的担忧。但他们很快意识到，所有这些献血可能为疫情提供了至关重要的疫情数据来源。
当 COVID-19 感染某人时，免疫系统对病毒的反应会在血液中留下可检测到的蛋白质。三月份，在国家卫生研究院的资助下，一组与全国各地血库合作的科学家迅速启动了一项计划，以监测特定区域的血液供应中是否存在 COVID-19 感染的痕迹。在疾病控制与预防中心的资助下，该初步计划已扩展为一项全国性工作，即 多州 SARS-CoV-2 血清流行病学评估 (MASS) 研究，该研究迄今已分析了约 80 万份献血。
项目研究人员表示，这种有时被称为血清监测或血清流行病学研究的研究，是追踪仍在蔓延的疫情的最佳方法之一。它还代表了联邦政府为估计病毒的全部规模所做的最大努力之一，该病毒在美国已造成超过 2200 万例确诊感染——但专家表示，实际感染人数可能多达两倍，有时甚至没有任何症状。
一些研究人员质疑血液捐献研究在估计 COVID-19 传播真实范围方面的有效性，尤其因为献血者并不能代表整个国家。还有一些血清流行病学研究引发了研究人员和政策制定者之间激烈的辩论，他们对特定方法的准确性和影响提出了质疑。尽管如此，专家表示，MASS 等大型研究已经提供了关于疫情传播的不可替代的数据，并且随着疫苗的推出，它们将继续这样做。
春季时，“最大的问题是多少人真正被感染了，”旧金山加州大学临床实验室医学副教授、非营利性 Vitalant 研究院（该机构研究献血者和血液供应）主任 Michael Busch 说。Busch 表示，如今，他和 MASS 研究的其他研究人员正在监测血液供应，以了解疫苗反应的效果和持续性。“现在人们在说，好吧，有人被感染了一次，特别是当我们出现疫情复燃时，保护性免疫反应的持久性如何？”
大多数感染 COVID-19 的人即使从未出现症状，也会产生标记入侵病毒的蛋白质。这些蛋白质被称为抗体，是人体对感染免疫反应的关键组成部分。一旦病毒消失，抗体可以在感染后数月内保留在血液中，通过简单的诊断测试即可检测到。由于在广泛接种疫苗之前，几乎不可能在未感染的情况下产生针对 COVID-19 的特异性抗体，因此它们是过去感染的一个良好（尽管不完美）的指标。
自疫情早期以来，科学家们一直在利用抗体来估计社区中 COVID-19 感染的真实数量，描绘疫情看不见的规模。其中一些研究类似于民意调查，从随机选择的人群中抽取样本。其他研究则关注特定人群，如透析患者或医护人员。
MASS 正在采用第二种方法，但规模要大得多。该计划分为两项研究：一项研究依赖于每月献血的数十万人的血液，另一项研究则关注因医疗护理而抽血的人，例如胆固醇检查。
每月，来自全国各地非营利性献血组织的一万多份样本被运往检测实验室，寻找抗体。临床样本也进行类似的处理。
到目前为止，他们的数据表明，许多人在从未确诊的情况下感染了 COVID-19。已确认病例数表明，美国近 7% 的人感染了该病毒。来自一项研究的数据，该研究针对美国所有 50 个州、哥伦比亚特区和波多黎各的临床实验室检测血液，发现抗体阳性率有时在一些州不到 1%，而在纽约则高达 23%。
美国红十字会作为 MASS 研究的一部分提供血清监测数据，其数据显示，在 11 月下旬的一周内，其检测的美国献血者中有 8.4% 的血液中含有 COVID-19 抗体。美国红十字会生物医学服务科学事务副总裁 Susan Stramer 在一封电子邮件中写道。这大约是当时美国确诊感染人口比例的两倍。
疫情早期，一些专家和评论员利用血清流行病学研究 暗示 COVID-19 可能不像人们担心的那样危险，并且病毒可以自由传播，直到大部分人口获得免疫力。但是，研究人员表示，MASS 数据表明，群体免疫，也就是特朗普总统 一直吹捧 的疫情解决方案，仍然遥不可及。在大多数州，MASS 发现不到 10% 的人 COVID-19 抗体检测呈阳性，远远低于大多数专家认为达到群体免疫所需的约三分之二甚至更高的比例。这意味着，在没有疫苗的情况下实现群体免疫将意味着允许更多人患病，这将增加死亡人数，仅在美国就已超过 37.5 万人。
“主要信息是，大多数人还没有生病，”MASS 研究的参与者、CDC 流行病学家 Chris Edens 说。“因此，遵循公共卫生指南，包括佩戴口罩、保持社交距离、避免人群聚集，仍然是防止您自己或您所爱的人生病的最佳方法。”
一些专家对使用献血数据来估计 COVID-19 的流行程度持保留意见。“血液捐献者的问题——这也有其他流行病如艾滋病毒和以往的流行病的证据支持——是，从统计学角度来看，献血者是‘奇怪’的人，”伍伦贡大学流行病学家 Gideon Meyerowitz-Katz 说。“而献血者在国家封锁期间献血，尤其是在疫情期间，是‘非常奇怪’的人。”
Edens 表示，献血者往往比美国总人口更年轻、更健康，而且更有可能是白人。大多数州要求献血者至少年满 16 岁，这意味着对献血者进行的血清监测研究不包括儿童数据。
Meyerowitz-Katz 是两项大型回顾性研究的合著者，这些研究估计了 COVID-19 的真实病死率——他们通过将死于 COVID-19 的人数除以估计的总感染人数来获得这个数字。他和他的同事决定完全排除 MASS 等研究，主要是出于对献血者人群不能代表公众的担忧。
Meyerowitz-Katz 表示，他仍然对美国没有进行真正随机的全国性血清监测研究感到困惑，尽管西班牙、巴基斯坦、伊朗等地已经进行了。“CDC 写了关于如何进行随机抽样全国样本的书，字面意义上的书，”他说。
Busch 指出，美国也进行了一些小规模的随机抽样血清监测研究。例如，佐治亚州和犹他州曾进行过研究，测试了某个区域内随机选择的普查区和家庭的抗体。“目标是把所有这些数据集拼凑起来，看看我们看到了什么，看看这些不同的样本在多大程度上存在偏差，”他说。
研究人员还表示，他们可以纠正这些偏差。Busch 表示，“我们确实知道所有这些献血者的统计数据”，这使得研究人员能够调整他们的结果，以便更好地反映美国整体人口的统计数据。Edens 表示，临床验血也有助于平衡献血者样本中的一些偏差。
UCSF 副教授、Vitalant 病毒学家、MASS 研究的协办者 Mars Stone 表示，献血者和临床血液样本的研究还有其他优势。她表示，这项技术提供了“对普通人群非常经济高效且便捷的抽样”。
任何血清监测研究，无论采用何种方法，都会有一些局限性。抗体随时间从血液中消失，这意味着在疫情初期被感染的人现在可能检测不到阳性。Busch 说，有些人似乎根本不会产生抗体，这意味着血液检测将无法检测到任何东西。
无论调查中使用何种具体方法，许多专家都同意，血清监测研究提供了 COVID-19 具有独特危险性的证据，尤其对某些年龄段而言。“到 50 岁，甚至 40 岁，您的风险比死于交通事故的风险高出数十倍，或比死于流感高出十几倍，” Meyerowitz-Katz 说。
虽然 Meyerowitz-Katz 可能对献血研究在估计真实感染率中的作用持怀疑态度，但他认为这些数据是有价值的。“我认为献血者和临床样本作为哨兵非常有价值，” Meyerowitz-Katz 说。“你可能无法从中获得一个精确的数字来让你对人群的患病率有准确的了解，但你可以看到趋势。有时这同样重要。”
随着全国 COVID-19 疫苗接种工作的推进，这种哨兵作用可能尤为重要。Busch 表示，MASS 数据将有助于追踪，例如，有多少接种了 COVID-19 疫苗的人仍然患病。他还说，血清监测研究中使用的一些测试可以显示感染或免疫接种后抗体消退的速度，这可能导致人们再次感染 COVID-19。
随着疫苗的问世，这项工作也将变得更加复杂，一些人将拥有因免疫接种而非感染而产生的抗体。MASS 已经在挑选参与大规模疫苗试验的人员。事实上，随着公众疫苗接种的开始，MASS 研究人员现在发现自己正面临一项更令人鼓舞的任务：找出区分接种疫苗者和实际感染 COVID-19 者的方法。
