轻型新型冠状病毒感染者康复后抗体水平特点分析

郭鹏飞,王恺敏,孙丽妹,蔡俊珂,史文雯,王雯,夏婧,丁黎明,俞蕾

(上海市第十人民医院检验科,上海 200072)

新型冠状病毒(以下简称新冠病毒)在2019年被首次报道以来,已经播散至世界各地。截至2023年7月23日,世界卫生组织共报告7.68亿新冠病毒感染病例,690万死亡病例[1]。得益于我国切实有效的防控政策,2019年至2022年期间,我国新冠病毒感染一直处于低级别流行。2022年11月以来,我国疫情防控逐步进入新阶段[2]。在科学防疫的指导下,放宽防控措施,在防疫政策的大幅调整初期,我国暴发了人群大面积感染。根据中国疾病预防控制中心报告,2022年12月9日以来,各省份报告人群新冠病毒核酸检测阳性人数及阳性率呈现先增加后降低趋势,阳性人数于12月22日达到高峰(694万)后逐步下降,2023年1月23日降至最低1.5万[3]。新冠状病毒大规模流行后进入低水平流行状态,新冠病毒与人类长期共存成为不争的事实。

人体在感染新冠病毒后,会产生多种类型的特异性抗体。其中IgM出现最早,衰减最快,反映感染的持续状态。IgG可在人体内存在较长时间,是具有保护性作用的抗体。中和抗体(NAb)是可以与新冠病毒刺突蛋白(S蛋白)特异性结合并能阻断病毒感染细胞浸润和复制的抗体亚群,是具有保护作用的抗体。开展新冠抗体检测可以作为新冠病毒感染辅助诊断的依据,同时有助于科学评估新冠康复后免疫状况及二次或者多次感染的抵抗力。因此,为了更好地了解感染人群状态,评估抵抗新冠病毒的能力,本研究对新冠病毒感染后人群的各类抗体水平特点及影响因素进行分析,以期为今后预防控制新冠病毒感染提供一定的依据。

1 对象与方法

1.1研究对象 随机选取2023年1月5日至5月22日在上海市第十人民医院体检或住院人群检测后剩余血清样本作为研究对象。纳入标准:在采样时或采样前新冠状病毒核酸检测或抗原检测为阳性,并且根据新冠病毒感染诊疗方案(试行第十版)[4]判定为轻型感染者。排除标准:资料不完整且无法补充或明确拒绝参与本研究者。本研究经上海市第十人民医院医学伦理委员会批准(伦理批件号:SHSY-IEC-5.0/23K41/P01)。

1.2方法

1.2.1资料收集 笔者通过查阅资料、电话回访或调查问卷的方式,收集以下信息:新冠病毒核酸或抗原检测阳性的日期(以采血日期为节点计算间隔天数,作为感染病毒的时间,以下简称为感染时间),新冠病毒灭活疫苗接种信息,感染后的症状及治疗情况,目前是否有任何不适或并发症,是否有基础疾病等。基础疾病参考美国疾病控制中心发布的《Underlying Medical Conditions Associated with Higher Risk for Severe COVID-19: Information for Healthcare Professionals》[5],将糖尿病、高血压、自身免疫病、冠状动脉粥样硬化性心脏病、肿瘤、肾功能不全定义为基础疾病,其余疾病未被纳入的原因为没有相关的样本数据或相关疾病对新冠病毒感染的影响未见报道。

1.2.2抗体检测 标本采集于2023年1月5日至5月22日期间,均来自于本院检验科,由医护人员采集静脉血,血液收集于无添加剂试管中,待其自然凝固。所有样本均在收到后立即分离血清,常规检测完成后将血清冷冻保存于-70 ℃低温冰箱中,以保证样本质量。本研究使用深圳市新产业生物医药股份有限公司生产的化学发光免疫分析试剂盒SARS-CoV-2 IgG(敏感性82.1%,特异性99.7%)、IgM(敏感性85.8%,特异性99.7%)和NAb(敏感性100%,特异性100%)以及Maglumi 4000 plus化学发光分析仪进行检测,结果导出到Excel文件中以备后续分析使用。

1.3统计学分析 采用SPSS 26.0软件对数据进行统计处理,使用Graphpad 9.0软件绘图。由于部分数据存在不可避免的缺失,本研究根据缺失比例及数据分布类型采用简单删除、均值或中位数插补(取决于数据分布类型)、多重插补等不同的方法进行缺失值插补。首先使用Kolmogorov-Smirnov检验(K-S检验)分析各变量是否服从正态分布,以确定后续分析的方法。由于各变量均不服从正态分布(P<0.05),故而以中位数(四分位数)表示。由于变量不满足正态分布的假设,两组间的比较使用Mann-Whitney检验;多组间的比较使用Kruskal-Wallis检验,使用Bonferroni校正法调整后的P值判断,以Adj.显著性(PA)<0.05/n为有统计学意义。使用Spearman相关分析进行两组连续变量之间的相关性分析,以P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1一般资料 共收集365例样本,通过调查后,共有277例样本对应的人群(75.89%)有确切感染证据(新冠病毒核酸或抗原检测阳性),其余因无感染证据且无发热、咳嗽等呼吸道症状而被排除在外。从277例中筛选出符合轻型感染的康复人群,对有缺失数据进行简单删除的预处理之后,共纳入210例样本,患者中位年龄为41(33,59)岁,中位感染时间为54(29,64)d;其中男性103例(49%),女性107例(51%);无基础病80例(38.1%),有基础病130例(61.9%)。体质量指数(BMI)缺失6例(2.86%)且不符合正态分布,使用中位数(22.77)补足缺失值,补足后BMI为22.77(20.40,24.80)。疫苗接种剂次见表1。

表1 疫苗接种剂次分类情况

2.2疫苗接种时间与新冠病毒抗体水平的关系 166例已接种疫苗者中,疫苗接种时间(以最后一次接种为准)缺失并且无法找回者24例,疫苗接种天数(末次接种与样本采集日期的间隔天数)为461(332,558)d。对缺失数值进行五重插补后,对原始数据和每重插补数据分别进行Spearman相关分析,统计学结果表明,疫苗接种时间与新冠病毒抗体水平(IgG、IgM、NAb)之间呈负相关,但相关性无统计学意义(P>0.05)。

2.3性别和基础疾病与抗体水平的相关性分析 经统计发现,女性IgG和NAb水平高于男性,IgM水平低于男性。有基础疾病者IgG和NAb水平显著低于无基础疾病者(P<0.01),IgM水平无明显差异。结果见表2。

表2 性别和基础疾病对新冠病毒抗体水平的影响

2.4疫苗接种剂次和抗体水平之间的关系 本研究按照疫苗接种剂次对人群进行了重新分类,分为未接种(0针)、全程接种(2针)、加强接种(3、4针)3组,排除仅接种1针的尚未完成全程接种的人群。统计发现加强接种和全程接种组的IgG和NAb水平均高于未接种组(P均<0.001);加强接种组的IgG和NAb水平高于全程接种组(P=0.012);IgM在各组间差异无统计学意义(P=0.344)。按照分组进行两两比较,使用Bonferroni校正法调整显著性水平为0.017(即0.05/3),以PA<0.017为差异有统计学意义,结果显示,接种疫苗人群体内新冠病毒抗体IgG和NAb水平更高,加强接种人群抗体水平高于未加强接种人群(图1)。

图1 不同疫苗接种剂次IgG和NAb水平比较结果

2.5年龄、感染时间、BMI与抗体水平的关系 IgM抗体水平与感染天数之间存在显著的负相关性(P=0.005),而与年龄和BMI无明显相关;IgG抗体与BMI之间呈现显著正相关;中和抗体水平与年龄、感染天数、BMI之间无明显相关性。见表3。

表3 年龄、感染时间和BMI与抗体水平的关系

3 讨论

随着国内疫情防控措施的放开,新冠病毒在1个多月的时间内快速达到传播高峰后迅速下降,目前尚无具体的感染比例数据。本研究中有确切感染证据的人群占75.89%,可以在一定程度上反映上海地区新冠病毒感染情况。本研究以轻型感染康复者为研究对象,中位年龄为41(33,59)岁,感染天数54(29,64)d,疫苗接种天数461(332,558)d,以2～3剂次为主(占71%)。说明研究人群以中青年为主,具有感染时间集中,感染后时间较短,疫苗末次接种时间长等特点。

感染新冠病毒或完成新冠病毒疫苗全程接种或加强接种后,抗体水平均在达到一定的水平后逐渐下降[6-8]。疫苗接种后达到的NAb水平甚至高于自然感染[9],同时,接种疫苗后的突破性感染会增强NAb的水平[10]。本研究中,轻型感染人群的抗体水平与疫苗接种时间和感染时间之间的相关性无统计学意义,分析其可能的原因主要有几点:一是轻型人群感染时间中位数为54 d,普遍较短,这使感染时间对抗体水平的影响处于较高位置,时间效应尚未发挥主要作用;二是轻型人群疫苗接种天数中位数为461 d,普遍较长,时间效应对抗体水平的影响已经减弱;三是国内关于新冠病毒抗体水平的报道中,大多讨论未感染的疫苗接种者[11-12]或对感染者的分析中未讨论疫苗这一重要因素[13-15]。

新冠病毒疫苗对新冠感染的预防和保护作用是明确的[8]。本研究结果表明,接种过疫苗的轻型感染者体内IgG和NAb水平高于未接种者,而IgM水平无显著差异。这说明新冠疫苗能够有效刺激机体产生特异性抗体,提高机体对新冠病毒的免疫防御能力。同时,本研究还发现疫苗接种剂次越多,IgG和NAb水平越高,这表明接种剂次对提高免疫效果有积极作用。因此,未接种疫苗的人群,无论感染与否,均应在合适的时间尽快接种新冠病毒疫苗;完成全程接种的人群,无论感染与否,均应在合适的时间尽快进行加强接种。对于已经完成加强接种(3剂次)的人群,由于本研究中接受第4剂次加强接种的人群数量较少(7例),无法分析其与加强接种(3剂次)之间的区别,对第4剂次疫苗的效果评估还需进一步研究。

此外,本研究发现女性轻型感染者体内IgG和中和抗体水平高于男性,而IgM水平低于男性。这可能与男性和女性在遗传和激素方面存在明显的差异有关。女性通常具有更强的免疫反应能力,能够产生更多的抗体和记忆细胞,也能更好地控制炎症反应[16]。IgG是一种长期存在于血液中的抗体,能够提供持久的免疫保护。NAb是一种能够阻止病毒进入宿主细胞的抗体,是评估免疫效果的重要指标[17]。IgM是一种早期出现在血液中的抗体,能够反映感染的急性期。因此,女性轻型感染者可能具有更高的免疫保护水平和更低的感染风险。

本研究还发现有基础疾病的轻型感染者体内IgG和NAb水平低于无基础疾病者,而IgM水平高于无基础疾病者。这可能与基础疾病对免疫系统造成的损害有关。基础疾病可能导致免疫功能低下,影响机体产生有效的免疫应答,有基础疾病的人群感染新冠后更易发展为重症或导致死亡[18]。因此,有基础疾病者轻型感染者可能具有更低的免疫保护水平和更高的感染风险。需要指出的是,本研究中关于基础疾病的定义可能存在一定遗漏或偏倚的风险,因为有些基础疾病可能与新冠病毒抗体水平有关,但是目前还没有被发现或报道。因此,建议在未来的研究中,对更多的基础疾病进行考察和分析,以提高本研究的普遍性和可靠性。

本研究中,轻型感染者体内抗体水平与年龄、BMI等因素之间无显著相关性,这与一些前期研究的结果不一致[12,15],原因可能与轻型感染者的特点有关。本研究中,轻型感染者年龄中位数为41岁,以中青年为主,年龄、BMI等对免疫系统的影响可能还不明显。

本研究存在以下局限性:一是本研究使用的是检测后剩余血清样本,无法获取详细的临床资料和随访信息,可能存在一些混杂因素的干扰;二是本研究使用的是化学发光法检测抗体水平,其检测出的抗体,尤其是中和抗体水平与体内真正具有中和活性的抗体之间有一定的差异;三是本研究并未对人群中的抗体水平进行动态监测;四是本研究只对轻型感染者进行了分析,不能代表其他类型的感染者,也不能反映轻型感染者与其他类型感染者之间的差异。因此,本研究的结果需要在更大规模、更多类型、更长期的研究中进行验证和完善。

综上所述,本研究发现抗体水平受到多种因素的影响。其中,性别、基础疾病和疫苗接种剂次3个因素对抗体水平有重要的影响,感染时间、年龄、BMI等因素对抗体水平没有显著影响。本研究结果为轻型感染者的免疫监测和防控提供了一定的参考,证明了疫苗接种的必要性。