美国血液捐献的血清学检测以识别严重急性呼吸综合征冠状病毒2和其他冠状病毒,2019年12月至2020年7月

Serologic Testing of US Blood Donations to Identify Severe Acute Respiratory Syndrome Coronavirus 2 and Other Coronaviruses, December 2019 to July 2020

作者信息Kacie Grimm, Paula Saá, Narayanaiah Cheedarla, Michael S Gerty, Jamel A Groves, Roger Y Dodd, John Roback, Susan L Stramer
PMID39026530
发布时间2024-06-28
DOI10.1093/ofid/ofae351

实验完整度

高

研究包含大规模血清学筛查(46 120样本)、多种商业及实验性抗体检测(抗N、抗S、抗RBD、中和试验)以及针对其他冠状病毒的交叉反应评估,证据层级丰富。

主要模型

健康献血者血清/血浆样本 美国红十字会血液捐献样本库

重点核对

样本来源:美国红十字会健康献血者,覆盖46个州及哥伦比亚特区 初筛方法:罗氏Elecsys Anti-SARS-CoV-2 ECLIA(抗N总抗体,cutoff index >1.00为反应性) 确认方法:实验性抗RBD IgG检测(终点滴度≥200 U/mL为确认阳性) 补充检测:抗S ECLIA、LABScreen COVID Plus、VITROS ChLIA及中和试验(BoAB,>20%抑制为中和阳性) 时间范围:2019年12月13日至2020年7月5日

摘要

背景:美国首例2019冠状病毒病(COVID-19)病例于2020年1月19日确认,但病毒传入美国的时间尚不清楚。研究了一个现有样本队列,以寻找早期严重急性呼吸综合征冠状病毒2(SARS-CoV-2)感染的血清学证据。方法:对一个包含来自46个州和哥伦比亚特区的健康常规献血者的46 120份样本的库进行了SARS-CoV-2核衣壳(anti-N)总抗体检测,使用商业检测方法。所有反应性样本进一步使用实验性受体结合域(RBD)特异性免疫球蛋白G(IgG)酶联免疫吸附试验进行检测。还进行了抗刺突(anti-S)抗体的商业检测、实验性抗S免疫阻断检测,以及针对4种人类感冒冠状病毒的抗体的进一步检测。结果:在92份检测样本(0.2%)中观察到anti-N反应性,其中91份有足够体积进行进一步检测;其中55份通过anti-RBD确认为阳性。这些反应性结果均不归因于所检测的其他人类冠状病毒。随时间推移,确认阳性频率增加,与美国报告的COVID-19病例模式平行(与感冒冠状病毒的稳定模式相反)。在13 364份于2019年12月13日至2020年1月22日期间采集的样本中,识别出9份确认阳性样本(0.07%)。这些早期确认阳性样本均未通过商业anti-S检测呈反应性,提示为非常近期感染。结论:本研究检测的样本广泛代表美国,且均来自成功献血者。本研究的抗体反应性结果提示SARS-CoV-2可能在美国2020年1月19日之前已存在。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
SARS-CoV-2何时传入美国,以及核酸检测临床病例报告之前是否存在隐性感染?
核心机制
在临床病例出现前,SARS-CoV-2可能已在无症状献血者中传播,表现为抗N和抗RBD抗体的存在,且与常见感冒冠状病毒无交叉反应。
主要证据
对46 120份献血样本的血清学检测,发现55份抗RBD确认阳性,其中9份来自2019年12月13日至2020年1月22日期间,且阳性率随时间增加与美国疫情报告病例模式平行。
研究意义
研究提示SARS-CoV-2可能在美国首例临床病例前已存在,支持早期隐性传播的假设,并强调了血清学监测在疫情早期识别中的价值。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

样本库建立

获取具有地理和时间代表性的健康献血者样本,用于早期SARS-CoV-2感染的血清学评估。

从美国红十字会收集2019年12月13日至2020年7月5日的46 120份血清/血浆样本,涵盖46个州和哥伦比亚特区。

2

抗N抗体的初步筛查

识别可能感染SARS-CoV-2的样本。

使用罗氏Elecsys Anti-SARS-CoV-2 ECLIA检测总抗N抗体。

3

补充抗体检测

验证初筛阳性样本,并评估不同抗S和抗N靶点的反应性。

对91份有足够体积的初筛阳性样本,使用Elecsys Anti-SARS-CoV-2 S ECLIA、LABScreen COVID Plus(检测S、S1、S2、RBD、N及常见感冒冠状病毒等)和VITROS ChLIA进行补充检测。

4

确认实验

通过高特异性实验确认SARS-CoV-2感染。

使用实验性抗RBD IgG检测(武汉株)对初筛阳性样本进行确认。

5

中和抗体检测

评估抗体功能,区分病毒株,并进一步支持感染。

使用BoAB试验检测SARS-CoV-2刺突(武汉株和Delta株)的中和活性。

6

与其他冠状病毒的交叉反应评估

排除其他人类冠状病毒对SARS-CoV-2抗体检测的干扰。

使用LABScreen COVID Plus检测55份确认阳性样本对4种常见感冒冠状病毒(229E、HKU1、NL63、OC43)、MERS-CoV和SARS-CoV的S1抗体反应。

7

统计分析

评估组间差异和相关趋势。

使用χ2检验、Pearson相关、Wilcoxon秩和检验等分析人口统计学特征、不同时间段的反应性变化及不同检测之间的相关性。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

产品清单

实验环节名称品牌货号
Elecsys抗SARS-CoV-2电化学发光免疫分析Roche Diagnostics09203095190
Elecsys抗SARS-CoV-2 S电化学发光免疫分析Roche Diagnostics09289267190
LABScreen COVID Plus检测One Lambda--
VITROS抗SARS-CoV-2 N化学发光免疫分析Ortho-Clinical Diagnostics6199975
VITROS抗SARS-CoV-2 S1化学发光免疫分析Ortho-Clinical Diagnostics6199922

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
样本采集
样本来源、样本类型、采集时间、覆盖地理区域、献血者健康状况
阅读提示:Methods: Sample Repository
初筛
检测平台(cobas e601)、试剂(Elecsys Anti-SARS-CoV-2 ECLIA)、阳性阈值(cutoff index>1.00)
阅读提示:Methods: SARS-CoV-2 N Antibody Screening
补充检测
检测试剂(Elecsys S ECLIA、LABScreen COVID Plus、VITROS ChLIA)、阳性判定标准
阅读提示:Methods: Supplemental SARS-CoV-2 Antibody Testing
确认检测
抗RBD实验方法、终点滴度阈值(≥200 U/mL)、实验室(Emory University)
阅读提示:Methods: Confirmatory SARS-CoV-2 Antibody Testing
中和试验
BoAB试验方法、中和阳性阈值(>20%抑制)、病毒株(Wuhan、Delta)
阅读提示:Methods: Neutralization Antibody Testing