新年伊始，我们都将要结束一年的辛勤工作，将疫情和病毒甩在脑后，回到家乡同亲友享受七天长假。而在漫长的回乡路上，中和抗体正在悄悄保护我们免受新冠病毒侵扰。

什么是中和抗体？

中和抗体（NAb）由骨髓中的B细胞产生。为了阻止病原体感染人体，中和抗体发展出了不同的针对策略：1）包膜病毒：阻止病毒附着，进入细胞；2）非包膜病毒：替代宿主细胞与病毒衣壳蛋白结合；3）细菌：阻止毒素的有害作用。当病原体被“中和”后，就会被白细胞降解，再由脾脏过滤病原体，然后排出体外。

新冠病毒表面有不同的蛋白：膜蛋白（M）、包膜蛋白（E）以及刺突蛋白（S）。中和抗体主要通过与刺突蛋白的受体结合域（RBD）相互作用来阻止病毒与血管紧张素转换酶2（ACE2）受体（ACE2）的结合。

图1. SARS-COV-2 结构图

如何检测中和抗体？

中和抗体可以被用于医疗目的，包括血清疗法，疫苗接种等。它还可以反映群体的感染率、个人的康复情况以及疫苗的效果。当下，已研发出多种检测中和抗体的方法：

1. 蚀斑减少中和试验(PRNT)

PRNT通过将待测抗体的血清样品稀释液和病毒悬浮液混合，进行孵育使抗体和病毒发生反应。再将混合液倒在单层宿主细胞上，形成斑块。可以通过斑块形成单位的浓度估计病毒中抗体的滴度。这个方法仍旧是血清测试和确认免疫保护的金标准，但因为PRNT的产量较低（只能在6孔或者24孔板上实验），且对实验技术高要求，所以不适用于大规模血清测试和疫苗评估。

图2. 蚀斑减少中和试验

2. 微中和检测（microneutralization assay，MNA）

MNA基于PRNT研发，但克服了后者的缺点——低通量（图3）。实验通常在96孔板上进行，使用免疫染色可视化感染区域，再由成像器计数。MNA可以在3天内完成实验，而PRNT需要一周。同时自动化的流程帮助MNA提高了读数的准确性和客观性。但PRNT和MNA都需要在生物安全三级实验室中进行，因此对实验环境有一定需求。

图3. 微中和检测流程图

3. 假病毒中和试验（pseudotyped virus neutralization assay，PNA）

PNA允许在较低的生物隔离条件下进行（生物安全二级实验室），同时进一步提高产量，但是只能用于测量血清或基于单克隆抗体的治疗剂的中和活性。另一个PNA的局限性是只有SARS-CoV2刺突蛋白，因此对于某些候选疫苗，PNA有可能无法与野生型试验很好地相关。

图4. 假病毒中和试验流程图

4. 基于荧光的高通量检测

患者血清被稀释以后与病毒一同孵育，再使用高内涵成像读数器定量mNG阳性细胞，该方法可以在24小时内快速检测120个样本。还具有进一步提高通量的潜力，可以容易地适应384和1536孔板。但同MNA一样，该方法目前还仅在生物科学三级实验环境下实施过。

图5.基于荧光的高通量检测法

5. 侧流检测（Lateral Flow Assay，LFA）

LFA可以检测SARS-CoV-2抗原或抗体，并在15-20分钟内提供结果；结果可以直接目测或用信号检测器观察。已经开发了一种血清学抗体快速诊断试验，用于连续监测中和抗体；它可以识别对SARS-CoV-2有适应性免疫反应的个体，表明最近或以前的感染。LFA的检测物通常是COVID-19特异性IgG和/或IgM抗体。从结构上看，每个LFA都是基于一个支撑卡，分为样品垫和共轭垫。液体样本从样品垫通过毛细管作用自发地向后迁移，然后目标分析物在共轭垫形成抗原-金纳米粒子（Ag-NPs）共轭物。专用仪器，如荧光分析设备，可用于提供定性或半定量的结果。

图6. 侧流检测示意图

6. 替代病毒中和测试

自 COVID-19 爆发以来，已开发了许多 ELISA 检测 SARS-CoV-2 中和抗体的方法。ELISA通常使用重组RBD蛋白或ACE2作为包被抗原，使用HRP标记的ACE2或RBD产生检测信号。使用ELISA检测中和抗原需求的生物安全等级较低且成本效益和耗时更少。

图7. ELISA检测法

7. 超敏电化学发光技术（meso scale discovery, MSD）

除了ELISA之外，MSD也可以用于检测新冠抗体，多种优势使它成为研究新冠的热门方法。它使用SULFO-TAGTM标记物，在MULTI-ARRAY和MULTI-SPORT微孔板的电极表面通电后，电化学作用激发SULFO-TAGTM标记物发出强光。MSD提供的血清学检验试剂盒可检测多种变异株抗体：

（如需更多信息请联系我们）

参考文献

1. What are Neutralizing Antibodies?
2. Herrlein, M.-L.; Hein, S.; Zahn, T.; Mhedhbi, I.; Raupach, J.; Husria, Y.; Benz, N.I.; Eisert, J.; Bender, D.; Haberger, V.; Hastert, F.D.; Henss, L.; Schnierle, B.S.; Stingl, J.C.; Dreher, M.; Hildt, E. Comparative Investigation of Methods for Analysis of SARS-CoV-2-Spike-Specific Antisera.
3. Ferrara, F.; Temperton, N. Pseudotype Neutralization Assays: From Laboratory Bench to Data Analysis.
4. Muruato, A.E., Fontes-Garfias, C.R., Ren, P. et al. A high-throughput neutralizing antibody assay for COVID-19 diagnosis and vaccine evaluation.
5. Liu, K.-T.; Han, Y.-J.; Wu, G.-H.; Huang, K.-Y.A.; Huang, P.-N. Overview of Neutralization Assays and International Standard for Detecting SARS-CoV-2 Neutralizing Antibody