Xét nghiệm kháng thể hoạt động như thế nào?

Trong bài viết trước, chúng ta đã xem xét xét nghiệm kháng thể cho chúng ta biết điều gì? đã giúp cho các bạn có góc nhìn cơ bản về loại xét nghiệm này. Vì thế trong bài này, chúng ta sẽ tiếp tục xem xét cách các xét nghiệm hoạt động để đi đến kết quả của chúng. Như chúng ta sẽ thấy, không chỉ có một loại xét nghiệm kháng thể và chúng có thể thay đổi độ chính xác và thời gian chúng tạo ra kết quả.

Đôi nét

Xét nghiệm kháng thể hay xét nghiệm huyết thanh học cho SARS-CoV-2 là nhu cầu gia tăng để định lượng tốt hơn số lượng ca mắc COVID-19, bao gồm cả những trường hợp có thể không có triệu chứng hoặc đã hồi phục. Các xét nghiệm huyết thanh học là các xét nghiệm dựa trên máu có thể được sử dụng để xác định xem mọi người có tiếp xúc với một mầm bệnh cụ thể hay không bằng cách xem xét phản ứng miễn dịch của họ. 

Ngược lại, các xét nghiệm RT-PCR hiện đang được sử dụng trên toàn cầu để chẩn đoán các trường hợp COVID-19 chỉ có thể chỉ ra sự hiện diện của vật liệu virus trong quá trình lây nhiễm và sẽ không cho biết nếu một người bị nhiễm bệnh và sau đó đã hồi phục. Những xét nghiệm này có thể cung cấp chi tiết hơn về tỷ lệ mắc bệnh trong dân số bằng cách xác định các cá nhân đã phát triển kháng thể với virus.

Tại thời điểm hiện tại, Mỹ đã phê duyệt hơn một tá xét nghiệm kháng thể khác nhau để phát hiện kháng thể coronavirus. Các xét nghiệm được phê duyệt này hoạt động theo những cách khác nhau và đôi khi có thể cho chúng ta biết những điều khác nhau. Và chúng ta sẽ đề cập các loại chính và cách chúng hoạt động trong nội dung dưới đây.

Các xét nghiệm chẩn đoán nhanh

Khi mọi người nói về xét nghiệm tại nhà, đây thường là loại xét nghiệm mà họ đang đề cập. Các xét nghiệm chẩn đoán nhanh (Rapid diagnostic tests, gọi tắt là RDT) cho coronavirus hoạt động trên cơ sở tương tự như xét nghiệm mang thai tại nhà (nhưng bạn không phải đi tiểu trên những xét nghiệm này). Chúng có thể hoạt động theo một vài cách khác nhau, nhưng một mô tả đơn giản về một phương pháp phổ biến theo sau.

Mẫu của bạn cho các xét nghiệm này thường sẽ là mẫu máu (từ ngón tay), mẫu nước bọt hoặc mẫu được lấy bằng tăm bông mũi. Bạn thêm mẫu vào một đầu của que thử. Một bấc ở đầu kia của que thử rút mẫu qua.

Mô hình que thử nghiệm COVID-19

Khi mẫu của bạn vượt qua que thử, nó sẽ đi qua một khu vực chứa virus bất hoạt. Nếu mẫu của bạn chứa kháng thể đối với virus, chúng sẽ liên kết với nó, nhặt nó lên và mang theo que thử. Virus cũng được gắn thẻ với các hạt nano vàng, đóng vai trò quan trọng trong việc tạo ra kết quả.

Khi mẫu tiếp tục hành trình qua que thử, nó tiếp cận các vạch thử. Những vạch này chứa các kháng thể cố định lấy kháng thể của bạn, cùng với virus và các hạt nano vàng mà chúng bị mắc kẹt. Vàng có màu đỏ ở dạng hạt nano và nó làm cho một vạch màu đỏ xuất hiện trong vùng thử nghiệm. Nếu bạn không có bất kỳ kháng thể nào đối với virus trong mẫu của mình, sẽ không có gì để các kháng thể cố định lấy được, vì vậy vạch xét nghiệm không chuyển sang màu đỏ.

RDT thường sẽ có hai vạch thử nghiệm; một cho kháng thể IgM (M Line) và một cho kháng thể IgG (G Line). Cũng sẽ có một vạch đối chứng (Control Line); vạch này sử dụng các kháng thể đối chứng có trên que thử để kiểm tra xem xét nghiệm có hoạt động chính xác không. Nếu vạch đối chứng chuyển sang màu đỏ, thử nghiệm đã hoạt động chính xác. nếu không, chúng ta phải làm lại bài xét nghiệm với một que thử khác.

RDT là xét nghiệm nhanh nhất cho kháng thể, nhưng chúng bị hạn chế hơn so với một số xét nghiệm khác. Chúng chỉ có thể cho chúng ta biết nếu có kháng thể trong mẫu. Chúng không thể cho chúng ta biết có bao nhiêu kháng thể hiện diện hoặc hiệu quả của kháng thể chống lại virus.

RDT cũng nằm trong số ít chính xác nhất trong các xét nghiệm kháng thể. Khi nói đến coronavirus RDT, Tổ chức Y tế Thế giới (WHO) đã tuyên bố rằng độ nhạy của một số xét nghiệm có thể khác nhau giữa 34 – 80%. Bạn nên nhớ rằng độ nhạy của xét nghiệm cho chúng ta biết mức độ thường xuyên mang lại kết quả dương tính cho người có kháng thể. Vì vậy, độ nhạy 34% sẽ khá kém: nếu 20 người có kháng thể thực hiện xét nghiệm, chỉ có 7 người được xác định chính xác là có kháng thể.

Các xét nghiệm trung hòa

Không giống như RDT, các xét nghiệm trung hòa (Neutralisation assays) là các xét nghiệm dựa trên phòng thí nghiệm. Chúng cũng mất tới 5 ngày, lâu nhất trong số các xét nghiệm kháng thể được đề cập trong bài viết này. Tuy nhiên, sự chậm trễ đi kèm với một lợi ích: chúng có thể cho chúng ta biết thông tin về các kháng thể của bệnh nhân mà không có xét nghiệm nào khác có thể làm được.

Để thực hiện xét nghiệm trung hòa, mẫu máu của bạn sẽ được pha loãng ở các mức độ khác nhau. Những độ pha loãng khác nhau này sau đó được pha trộn với nồng độ không đổi của huyền phù virus, được ủ, sau đó được thêm vào tế bào chủ trong đĩa petri. Được bao phủ trong môi trường thạch (agar), các mẫu trong các đĩa được ủ trong vài ngày.

Xét nghiệm trung hòa trên đĩa thạch

Trong thời gian này, các khu vực của các tế bào bị nhiễm bệnh (mảng) phát triển. Kháng thể với virus trong mẫu bệnh nhân sẽ làm giảm sự hình thành mảng bám. Bằng cách so sánh kết quả ở các độ pha loãng khác nhau của mẫu bệnh nhân, chúng ta có thể xác định mức độ hiệu quả của kháng thể đối với virus trong mẫu của bạn. Điều này rất hữu ích để biết, vì hiệu quả kháng thể có thể thay đổi. Nếu bạn có kháng thể, nhưng chúng không đặc biệt hiệu quả, bạn vẫn có nguy cơ bị nhiễm virus một lần nữa trong tương lai.

Các xét nghiệm miễn dịch hấp thụ liên kết với enzyme (ELISA)

Đây là một xét nghiệm dựa trên phòng thí nghiệm khác. Giống như RDT và xét nghiệm trung hòa, chúng có thể cho chúng ta biết liệu kháng thể chống virus có trong mẫu của bạn hay không? Ngoài ra, chúng có thể cho chúng ta ý tưởng về mức độ kháng thể trong mẫu của bạn, đây có thể là một yếu tố quan trọng trong khả năng miễn dịch trong tương lai. Có một vài biến thể nhỏ của thử nghiệm này – trong bài viết này chỉ tập trung vào phương pháp ‘gián tiếp’, nhưng cũng có những phương pháp khác ở một số khía cạnh.

ELISA (Enzyme-linked immunoabsorbent assays) gián tiếp liên quan đến việc thêm mẫu bệnh nhân vào một tấm vi mạch được phủ tốt bằng virus đã bị vô hiệu hóa hoặc protein của virus. Bất kỳ kháng thể nào trong mẫu của bạn sẽ liên kết với những chất này khi lượng vi mạch được ủ.

Các phương pháp xét nghiệm ELISA

Sau đó, các kháng thể có gắn nhãn enzyme được thêm vào. Những kháng thể này liên kết với kháng thể bệnh nhân. Sau này, một chất liên kết với enzyme (chất nền) được thêm vào. Điều này thay đổi màu sắc khi nó liên kết với enzyme, với cường độ màu liên quan trực tiếp đến số lượng kháng thể trong mẫu bệnh nhân. Vì vậy, mẫu của bạn càng có nhiều kháng thể, màu càng đậm. Nếu bạn không có kháng thể, sẽ không có sự thay đổi màu sắc.

Các xét nghiệm dựa trên ELISA thường mất vài giờ để chạy. Chúng thường có độ nhạy và độ đặc hiệu cao hơn RDT, nghĩa là kết quả dương tính giả và âm tính giả ít hơn. Nhiều xét nghiệm cũng có thể được thực hiện cùng một lúc. Tuy nhiên, nó không cung cấp cho chúng ta thông tin về hiệu quả của các kháng thể trong mẫu của bạn.

Các xét nghiệm miễn dịch khác

Có một số xét nghiệm xét nghiệm miễn dịch khác nhau hoạt động tương tự như ELISA nhưng có một số khác biệt đáng chú ý.

Ví dụ như xét nghiệm miễn dịch phát quang sử dụng chất nền phát quang (sản xuất ánh sáng) thay vì chất thay đổi màu. Lượng ánh sáng được tạo ra tỷ lệ thuận với mức độ kháng thể trong mẫu của bạn.

Một biến thể của điều này, xét nghiệm điện hóa phát quang, dán nhãn kháng thể với chất nền tạo ra ánh sáng khi có dòng điện. Một lần nữa, mức độ ánh sáng được tạo ra tỷ lệ thuận với mức độ kháng thể trong mẫu của bạn.

Các xét nghiệm coronavirus đã được phê duyệt

Tại Anh, hiện có hai xét nghiệm kháng thể đối với coronavirus. Một, từ Roche, là một xét nghiệm điện hóa phát quang. Xét nghiệm này có độ đặc hiệu được báo cáo là 99,81% và độ nhạy 100% sau 14 ngày xác nhận nhiễm trùng. Nó có thể tạo ra kết quả trong 18 phút.

Các xét nghiệm kháng thể khác đang được sử dụng được sản xuất bởi Abbott. Đó là xét nghiệm vi hạt phát quang hóa với độ đặc hiệu được báo cáo là 99,9% và độ nhạy 100% sau 14 ngày xác nhận nhiễm trùng.

Một số công ty đang cung cấp thử nghiệm Abbott nơi bạn có thể lấy mẫu tại nhà bằng cách chích ngón tay trước khi gửi đi. Tuy nhiên, chính Abbott đã tuyên bố rằng xét nghiệm của họ không được thiết kế để chạy với các mẫu máu ngón tay. Vì vậy, nếu bạn đã cân nhắc mua một trong những bộ xét nghiệm này, có thể là khôn ngoan để tiết kiệm tiền của bạn và giữ cho đến khi thử nghiệm kháng thể chính thức có sẵn rộng rãi hơn.

Tại Mỹ, một số xét nghiệm khác được chấp thuận cho sử dụng, bao gồm xét nghiệm RDT và ELISA. Có một loạt các thử nghiệm với độ nhạy và độ đặc hiệu của chúng (được biết đến) trên trang này .

Vì vậy, bạn đã thực hiện xét nghiệm kháng thể chứ?

Nếu bạn đã làm xét nghiệm kháng thể coronavirus và có kết quả, điều đó có nghĩa là gì? Chà, nếu bạn đã thử nghiệm âm tính, điều đó có nghĩa là không có kháng thể nào đối với SARS-CoV-2 được phát hiện. Điều đó có nghĩa là bạn chắc chắn không bao giờ bị bệnh? Chúng ta không thể chắc chắn 100% vì luôn có rủi ro nhỏ về kết quả âm tính giả.

Điều tương tự cũng đúng nếu bạn xét nghiệm dương tính, nghĩa là bạn có kháng thể chống lại căn bệnh này. Một lần nữa, luôn có một rủi ro nhỏ về kết quả dương tính giả. Ngay cả khi kết quả là chính xác, chúng ta không biết chắc chắn rằng việc có kháng thể chắc chắn sẽ ngăn bạn khỏi bệnh trở lại, hoặc ngay cả khi chúng xảy ra, khả năng miễn dịch đó có thể kéo dài bao lâu.

Cho đến khi chúng ta biết nhiều hơn, xét nghiệm kháng thể không phải là cánh cửa dẫn đến một xã hội không cách ly. Ngay cả khi các xét nghiệm này hiện đang trở nên phổ biến rộng rãi hơn, chúng ta vẫn đang chờ đợi một loại vắc-xin trước khi chúng tôi có thể trở lại với cuộc sống tiền coronavirus.

Bài viết đến đây là hết rồi. Hi vọng sẽ giúp ích cho các bạn phần nào trong tương lai. Lần sau nếu có ai hỏi về chủ đề này thì hãy nhớ về hóa học đằng sau chúng nhé!

Tham khảo Compound Interest, Medlatec, Assaygenie, Virology, SusanPayneCenter for Health Security.