Maureen Ferran 是罗切斯特理工学院的生物学副教授。本文最初发布于 The Conversation。
对SARS-CoV-2病毒进行广泛检测对于减缓病毒传播和了解其在美国的流行程度都很重要。但检测的另一个方面——准确性——得到的关注较少。
要确定冠状病毒检测的准确性、找出不准确的原因以及理解不准确如何影响公共卫生官员用于决策的数据，其难度令人惊讶。
目前使用的主要有两种检测方法。第一种是逆转录聚合酶链式反应检测，或称 RT-PCR。这是目前诊断感染 SARS-CoV-2 的最常用方法。它通过检测人体细胞中的病毒 RNA 来工作——这些细胞通常来自鼻腔。
第二种测试被称为血清学检测或抗体检测。这种测试检测血液，以确定是否产生了针对冠状病毒的抗体。如果检测到这些抗体，则表示该人曾感染过该病毒并产生了抗体。
听到一些冠状病毒检测准确率仅为 70% 左右，可能会让人不安。我是一名研究病毒的分子生物学家，很多人都在问我，这种不准确性意味着什么，以及为什么检测不能更好。
什么才能使医学检测准确？
医学检测的准确性是通过衡量两个指标来确定的：敏感性（sensitivity）和特异性（specificity）。
敏感性高的检测能够正确识别出患有该疾病的人。敏感性衡量的是正确的阳性结果。
如果一项检测敏感性为 90%，它将能正确识别出 90% 的感染者——这称为真阳性。然而，10% 的感染者在接受检测后会得到假阴性结果——他们体内有病毒，但检测显示没有。
特异性高的检测能够准确识别出未患有该疾病的人。特异性衡量的是正确的阴性结果。
如果一项检测特异性为 90%，它将能正确识别出 90% 的未感染者——结果为真阴性。然而，10% 的未感染者将检测出病毒阳性，并得到假阳性结果。
重申一下：敏感性衡量阳性准确性；特异性衡量阴性准确性。
RT-PCR 检测在理想条件下表现优异
RT-PCR 检测被认为是检测多种病毒的金标准，并且有许多公司在生产这些检测。
瑞士日内瓦的创新诊断基金会（Foundation for Innovative New Diagnostics）的科研人员测试了五种 COVID-19 RT-PCR 检测，发现在实验室环境中，这五种检测对阳性样本都达到了 100% 的敏感性，对阴性样本的特异性至少达到 96%。
在实际操作中，检测条件和流程远非完美，准确性也会受到影响。研究人员仍然不知道实际的假阳性率是多少，但RT-PCR 检测的临床敏感性在 66% 到 80% 之间。这意味着近三分之一的接受检测的感染者将得到假阴性结果。
采集良好样本并非易事
大多数专家认为，样本采集问题是检测不准确的主要罪魁祸首。假阴性结果很可能是因为医疗保健提供者在采集样本时没有采集到足够多的病毒供检测器检测。
这可能是因为有人将拭子插入鼻腔不够深，或者没有采集足够的样本。如果在感染的早期或晚期进行检测，细胞中的病毒量不多，也可能出现假阴性。最后，如果样本在检测前放置时间过长，病毒 RNA 会降解，也可能出现错误。
假阴性风险相对较高，这也是医生不会仅仅依赖检测结果来判断一个人是否感染冠状病毒的原因。如果一个人出现 COVID-19 的典型症状，并且位于疫情爆发区域，即使检测结果为阴性，医生通常也会诊断为该疾病。
血清学检测效果不错，但需要做到极致
虽然 RT-PCR 因其准确性而成为金标准，但其速度慢和样本采集困难是其弱点。相比之下，检测血液中病毒迹象的血清学检测可以在不到一小时内得出结果，并且只需简单的指尖采血。这些检测通过检测血液中的抗体来寻找对病毒的免疫反应证据——而不是病毒本身。
大多数抗体检测会寻找“第一响应”抗体——IgM（免疫球蛋白 M）——它在感染约一周后出现，以及在感染两到四周后产生的、持续时间更长的 IgG（免疫球蛋白 G）抗体。
最近，加州大学的研究人员比较了 10 种血清学检测。这些检测的敏感性大部分高于 90%，但特异性在检测既往感染证据时更为重要。尽管尚未对 SARS-CoV-2 证明这一点，但理论上，抗体可能意味着对冠状病毒的免疫。那么假阳性将告诉一个人他们是安全的，而实际上并非如此。
该研究尚未经过同行评审；然而，作者报告说，大多数试剂盒的特异性在 95% 到 99% 之间，这意味着假阳性率将低于 5%。虽然这似乎是很好的消息，但如果 SARS-CoV-2 在人群中的感染率很低，5% 的假阳性率可能会限制检测的实用性。如果人群中只有 5% 的人感染过冠状病毒，一个特异性为 95% 的检测将导致 50% 的假阳性概率。
一些检测的临床特异性超过 98%，其中一项 UC 论文的作者称这些检测“对社会重新开放至关重要”。但一些专家批评了该研究的乐观语气。如果只有 5% 的人群有抗体，一个特异性为 99% 的检测仍然会产生 16% 的假阳性结果。
时间问题和缺乏监管
患者需要一到两周的时间才能产生针对病毒的抗体，所以如果在感染后不久进行检测，血液中可能没有足够的抗体被血清学检测检测到。这也意味着这些检测不应作为诊断当前感染的主要检测方法。
世界卫生组织表示，目前的抗体检测有可能与其他人类冠状病毒交叉反应，导致假阳性。
另一个潜在问题是，无症状者和症状轻微者产生的抗体可能比重症患者少。因此，能够准确检测重症患者抗体的血清学检测，可能无法有效识别血液中抗体较少的患者。这与 RT-PCR 检测类似，会导致假阴性。
最后，假阳性率高的另一个原因是，美国食品药品监督管理局（FDA）的要求有所放宽，以允许抗体检测的快速开发。公司现在被允许在 FDA 评估其数据之前销售检测。
无论是 PCR 检测还是血清学检测都不是完美的，但它们远胜于没有，为医护人员、公共卫生专家和接受检测的个体提供了极其有价值的信息。
即使存在目前的种种不确定性，但就目前而言，我们面临的主要挑战并非检测的准确性，而是接受检测的人数不够多。
