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COVID-19 Serological Diagnostic Tests 2
  • Writer심보라
  • Date2020-05-08 15:41:20
  • Pageview1490

COVID-19 Serological Diagnostic Tests 2

박경운
서울의대 COVID-19 과학위원회 위원
서울의대 검사의학교실 교수

 항체진단검사에 사용되는 검사법 중 효소면역측정법의 경우, 항원-항체 사이의 반응을 확인하기 위해 효소를 이용하며, 일반적으로 색깔의 변화를 분광광도계 등으로 측정한다. SARS-CoV-2 항체진단검사에 사용되는 효소면역측정법은 효소결합면역측정법(ELISA, enzyme-linked immunosorbent assay) 또는 측면유동면역크로마토그래피법(LFIA, lateral flow immunochromatographic assay)이다. 효소결합면역측정법에서는 한 방향이 고정되어 있는 상태에서 항원-항체 반응이 일어나며, 항원-항체 결합 혹은 효소 결합 후 세척 과정이 필요하다. 한편 측면유동면역크로마토그래피법에서는 반응막을 따라 표지물질이 포획된 경우에 반응산물이 형성되며, 세척 과정은 필요 없다. 아래에서 왼쪽 그림은 보편적으로 사용되는 세 가지 형태의 효소결합면역측정법을 보여주고 있고, 오른쪽 그림은 측면유동면역크로마토그래피법을 이용한 신속항체진단검사 키트의 예를 보여주고 있다.

 SARS-CoV-2 분자진단검사에서 양성 결과를 보이며 증상이 있는 80명의 환자로부터 얻은 130개의 혈장/혈청 검체 등을 대상으로 한 최근의 연구에 따르면 시간이 지남에 따라 항체진단검사의 양성률은 증가하여, 증상이 나타난 후 20여일이 지난 시점에서 검체의 81.8%-100.0%에서 양성 결과를 보였다. COVID-19가 나타난 시기 이전에 모아 둔 108개의 검체를 대상으로 한 항체진단검사의 특이도는 84.3%-100.0%이었다. 측면유동면역크로마토그래피법에서 나타나는 약한 라인을 음성으로 간주할 경우, 특이도는 증가하였으나 민감도는 감소하였다. IgM 검출이 보다 유용하였으며 IgM과 IgG 결과를 종합하였을 때 검출률이 향상되었다. 측면유동면역크로마토그래피법와 효소결합면역측정법 결과 사이의 일치도는 75.8%-94.8%이었다. 특이도는 질병이 없는 대상자 중 검사 결과에서 음성으로 나타나는 비율을 말한다. 특이도가 높은 검사는 위양성률이 낮기 때문에 검사 결과가 양성일 경우 질병이 있다고 판단하는 데 도움이 된다. 민감도는 질병을 가진 환자 중 검사 결과에서 양성으로 나타나는 비율을 말한다. 민감한 검사법은 위음성률이 낮기 때문에 검사 결과가 음성일 경우 특정 질병을 배제하는데 도움이 된다.

 아래 표는 SARS-CoV-2 분자진단검사에서 양성인 130개 검체 중 일부에 대해 5가지의 효소면역측정법으로 항체진단검사(3 종류의 측면유동면역크로마토그래피법 및 2 종류의 효소결합면역측정법)를 시행하고, 그 양성률을 증상이 나타난 후의 시간대별로 정리한 것이다. 참고로 각 효소면역측정법에 사용된 항원은 다음과 같다: LFIA Kit A, nucleocapsid protein; LFIA Kit B, nucleocapsid protein and spike protein (receptor binding domain); LFIA Kit C, spike protein (receptor binding domain); ELISA Kit, nucleocapsid protein; ELISA (In-House), spike protein (receptor binding domain). 항체진단검사에 사용되는 분석법의 특성, 항원의 특성, 효소 및 화학발광 관련 특성, 반응 조건 등 다양한 변수에 의해 항체진단검사의 구체적 임상적 성능이 결정됨을 고려할 때, 현 시점에서 긴급사용승인에 기반한 각각의 제품들의 민감도 및 특이도 등을 비교하여 논하는 것 보다는 증상이 나타난 후 시간에 따른 항체의 변화 추이를 종합적으로 이해하는 것이 중요할 것이다.

 

IgM
positive %

IgG
positive %

IgM or IgG
positive %

LFIA Kit A

     

  1-5 days

0.00

14.29

14.29

  6-10 days

40.00

33.33

46.67

  11-15 days

78.95

84.21

89.47

  >16 days

85.71

85.71

85.71

LFIA Kit B

     

  1-5 days

0.00

0.00

0.00

  6-10 days

13.33

53.33

53.33

  11-15 days

47.37

84.21

84.21

  >16 days

57.14

85.71

85.71

LFIA Kit C

     

  1-5 days

14.29

0.00

14.29

  6-10 days

40.00

40.00

46.67

  11-15 days

73.68

73.68

78.95

  >16 days

85.71

85.71

85.71

ELISA Kit A

     

  1-5 days

18.52

40.47

40.74

  6-10 days

52.78

77.78

80.56

  11-15 days

77.14

88.57

88.57

  16-20 days

66.67

76.19

80.95

  >20 days

81.82

90.91

90.91

ELISA (In-House)

     

  1-5 days

-

-

37.04

  6-10 days

-

-

72.22

  11-15 days

-

-

91.43

  16-20 days

-

-

80.95

  >20 days

- 

- 

81.82

References

Thermo Fisher Scientific. ELISA technical guide and protocols. Available from: http://tools.thermofisher.com/content/sfs/brochures/TR0065-ELISA-guide.pdf

Whitman JD, Hiatt J, Mowery CT, et al. Test performance evaluation of SARS-CoV-2 serological assays. medRxiv 2020.04.25.20074856.

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