一、微生物和抗原抗体

（一）常见病原微生物

微生物通常分为三大类，即非细胞型微生物（最小微生物）、原核细胞型微生物和真核细胞型微生物。

1.非细胞型微生物

病毒和类病毒都属于非细胞型微生物。病毒具有体积微小、结构简单的特征，它只含有一种类型的核酸（DNA或RNA），严格在活细胞内寄生，并以复制方式进行繁殖，对抗菌药物不敏感而对干扰素敏感。

引起人类疾病的常见病毒有很多种，如呼吸道病毒、肠道病毒、急性胃肠炎病毒、肝炎病毒、人类免疫缺陷病毒（human immunodeficiency virus，HIV）、狂犬病毒等。

2.原核细胞型微生物

细菌、放线菌、支原体、衣原体、立克次体和螺旋体等都属于原核细胞型微生物。

3.真核细胞型微生物

真核细胞型微生物包括真菌、藻类及原虫等。主要病原性真菌又分为浅部感染真菌和深部感染真菌。浅部感染真菌又称皮肤癣菌，如毛癣菌属、表皮癣菌属、小孢子菌属；深部感染真菌即条件致病性真菌，包括假丝酵母菌属（白色假丝酵母菌）和新型隐球菌。

（二）抗原

抗原是一类与淋巴细胞抗原受体结合后，能启动机体免疫系统发生免疫应答，并能与免疫应答产物在体内或体外特异性结合的物质。抗原同时具有免疫原性和抗原性。医学上重要的抗原除病原微生物本身外，还包括细菌外毒素和类毒素。细菌、病毒、立克次体等都是很好的抗原，由它们刺激机体所产生的抗微生物抗体，一般都有保护机体不再受该微生物侵害的能力。微生物的各种化学成分如蛋白质及与蛋白质结合的各种多糖和脂类，都可能是抗原，并可产生各种相应的抗体。微生物的抗原结构是微生物分类的依据之一。

异物性是免疫原性的本质，也是决定免疫原性的首要条件。异物性越强，其免疫原性就越强。抗原具有特异性，但不同抗原之间可含有相同或相似的抗原表位，因此某些抗原除与其相应的抗体发生特异性反应以外，还能与其他抗体发生反应，即交叉反应。

（三）抗体

免疫球蛋白（immunoglobulin，Ig），即抗体，是血液和组织液中的一类糖蛋白，由B细胞接受抗原刺激后增殖分化为浆细胞所产生，是体液免疫的重要效应分子。免疫球蛋白能够与相应抗原特异性结合，并能激活补体。

根据抗体的作用可将抗体分为抗毒素抗体、抗菌抗体、抗病毒抗体及亲细胞性抗体。

就抗体的理化及免疫学性状看，基本有5种：IgG、IgM、IgA、IgD和 IgE。5种免疫球蛋白单体之间的区别在于重链C区的氨基酸组成和抗原性有所不同。与感染有关的几种免疫球蛋白特征如下：

1.IgG

是血清和细胞外液中的主要抗体成分，是再次免疫应答中产生的主要抗体，具有重要免疫效用。IgG也是主要的抗感染抗体（具有抗菌、抗病毒、中和毒素和免疫调理作用），是抗感染主力军。

2.IgM

激活补体、结合抗原，免疫调理作用比IgG强。IgM是抗原刺激后（初次体液免疫应答中）出现最早的抗体，半衰期短，可用于传染病的早期诊断。

3.IgA

由浆细胞产生，参与局部的黏膜免疫。

4.IgE

是正常人血清中含量最少的免疫球蛋白，与机体抗寄生虫免疫有关。

二、检测方法

抗原抗体检测的原理是借助抗原和抗体在体外特异结合后出现的各种现象，对样品中的抗原或抗体进行定性、定量、定位的检测。在体外，抗原与其相应的抗体结合后，在一定的外界环境条件下，会出现凝集、沉淀、补体结合等反应。由于抗体存在于血清等体液中，所以这类测定法称为体液免疫测定法，或称为血清学反应检查法。由于反应的特异性，所以可用已知的抗原来测定未知的抗体，也可用已知抗体来鉴定未知抗原。临床上检测患者的抗病原生物的抗体、抗过敏原的抗体、抗人类白细胞抗原（human leukocyte antigen，HLA）的抗体、血型抗体及各种自身抗体，对有关疾病的诊断有重要意义。对于感染性疾病而言，各种微生物及其大分子产物都可作为抗原进行检测。

抗原或抗体检测的方法有很多种，其中与感染性疾病相关的主要有以下几种：

（一）沉淀反应

包括环状沉淀试验、单向免疫扩散试验、免疫比浊法、双向免疫扩散试验、对流免疫电泳、免疫电泳和免疫印迹法。

（二）凝集反应

细菌是不溶性的颗粒抗原，当与相应抗体结合，抗原与抗体结合形成凝集团块，即形成凝集反应。凝集反应分为直接凝集、间接凝集和抗球蛋白试验。

（三）补体参与抗原抗体反应

在敏感的抗原、抗体检测方法（如酶标方法）出现之前补体结合试验曾广泛用于检测各种细菌、病毒或螺旋体（如梅毒）的抗原或抗体，由于本试验影响因素多且结果不稳定，现已被新检测方法所代替。

（四）用标记抗体或抗原进行的抗原、抗体反应

用荧光素、同位素或酶标记抗体或抗原，用于抗原或抗体检测是目前广泛应用的敏感、可靠的方法。用于微生物检测的常用方法如下：

1.免疫荧光技术

是用化学方法使荧光素标记的抗体（或抗原）与组织或细胞中的相应抗原（或抗体）结合，进行定性定位检查抗原或抗体的方法。免疫荧光技术包括直接荧光法和间接荧光法，其在传染病诊断上有广泛的用途，如在细菌、病毒、螺旋体感染的疾病中，检查抗原或抗体，如查出IgM抗体，可作为近期接触抗原的标志，所以使用荧光标记抗IgM可诊断近期感染。

2.酶免疫测定

酶免疫测定（enzyme immunoassay，EIA）是当前应用最广泛的免疫检测方法。其主要包括酶联免疫吸附试验（enzyme-linked immunosorbent assay，ELISA）、夹心法（sandwich assay）、间接法（indirect ELISA）和生物素-亲和素系统（biotin-avidin-system，BAS）-ELISA。

（五）新型蛋白印迹技术

1.双转印法

将蛋白条带转印至膜上，经封闭、加第一抗体（一抗）、洗膜等程序后，将转印膜上的一抗第2次转印至另一张膜即DB膜上。而抗原及其他干扰蛋白则不会发生转印而保留在转印膜上。

2.蛋白质印迹分析

蛋白质印迹（western blot，WB）即非变性电泳，当需要保持分子天然结构和生物学活性时，如进行酶分子或某些病毒蛋白的免疫转印时，这便是一种较理想的方法。

3.斑点免疫结合试验

是将抗原直接或用点样仪点加于NC膜上，孵育后按常规方法进行免疫印迹反应。根据膜上点样点的呈色反应来判断结果。Sumi用此法在实验室建立了检测脑脊液结核抗原的方法，以诊断结核性脑膜炎。

4.菌落免疫印迹试验

此法原理与斑点免疫结合试验大致相同，不同之处是直接将菌落印迹在膜上，用于检测细菌所分泌的毒素和表达的蛋白。此法可用来检测粪便中肠侵袭性大肠埃希菌（enteroinvasive escherichia coli，EIEC）和志贺菌属表达的质粒编码侵袭蛋白。

三、检测项目

感染性疾病是指病原体破坏机体正常功能后产生的各种感染症状。机体对病原体入侵的响应模式分为固有免疫和适应性免疫。感染性疾病的免疫学标志物包括特异性标志物和非特异性标志物，抗原、抗体属于特异性标志物。临床上常把特异性抗原作为直接诊断指标，而把IgM抗体作为感染早期的间接诊断指标，IgG抗体则是流行病学调查的指标，也是机体主要的保护性抗体。

（一）细菌感染性疾病的抗原抗体检测

细菌的抗原结构比较复杂，每个菌的每种结构都由若干抗原组成，因此细菌是多种抗原成分的复合体。细菌的抗原包括菌体抗原（somatic antigen）、鞭毛抗原（flagella antigen）、表面抗原（surface antigen）和细菌毒素抗原（toxin antigen）等。临床常用细菌抗原抗体检测方法如下：

1.链球菌感染

ASO增高见于A族链球菌感染。常用速率散射免疫比浊、ELISA等方法检测，其中速率散射免疫比浊试剂可在全自动生化分析仪上使用。

2.沙门菌感染

沙门菌的抗原主要有O抗原、H抗原和Vi抗原。O抗原是一种沙门菌细胞壁表面的耐热多糖抗原，它的特异性依赖于细胞壁脂多糖侧链多糖的组成，O抗原至少58种，含相同抗原组分归为一组，引起人类疾病的沙门菌大多数在A～F组；H抗原是一种蛋白质性鞭毛抗原，共有63种；Vi抗原是一种N-乙酰-D-半乳糖胺糖醛酸聚合物，它的抗原性弱，不稳定，可阻止O抗原与其相应抗体的凝集反应。

肥达试验是诊断沙门菌感染的常用检测方法。

伤寒沙门菌抗O凝集效价≥1∶80、抗H≥1∶160、副伤寒沙门菌抗 H≥1∶80被认为有诊断意义。

3.布鲁菌感染

布鲁菌病（brucellosis）是由布鲁菌（brucella）侵入机体引起的一种以发热为特征的人兽共患慢性传染变态反应性疾病，其诊断技术包括病原学检测技术和血清学检测技术。细菌学检测虽是诊断布鲁菌病的“金标准”，但其存在培养周期长、培养条件苛刻、检出率低、实验室生物安全等问题。血清学检测布鲁菌抗体技术使用广泛、试剂稳定性好、生物风险小、国际国内均有统一的结果判定标准，是现阶段最常用的技术。

目前我国实行的WS 269—2007《布鲁氏菌病诊断标准》中适用的血清学检测技术有平板凝集试验（plate agglutination test，PAT）、虎红平板凝集试验（tiger red plate agglutination test，RBPT）、标准试管凝集试验（standard-tube agglutination test，SAT）、补体结合试验（complement fixation butter，CFT）等，而近年未列入标准中的ELISA、免疫胶体金法（immunecolloidal gold method，ICGM）等亦有使用报道。SAT法是我国布鲁菌病诊断的标准方法，为布鲁菌病的确诊试验，缺点是操作复杂、耗时长。ELISA与ICGM法在诊断人布鲁菌病中特异性和敏感性都较高，并且2种方法均快速，适用于人布鲁菌病的血清流行病学调查，尤其是ICGM法仅需要购买试纸条，不需要专业操作人员，适合基层医疗单位使用。

4.结核分枝杆菌感染

双抗体夹心ELISA法是目前进行抗原检测的常用方法，虽然从理论上讲对结核抗原的检测比抗体的检测更适合于早期诊断，具有早期诊断价值，但高活性的特异性结合抗体制备困难，限制了其在临床的应用。目前常用检验项目是抗结核抗体和结核感染T细胞。

抗TB抗体检测常用方法有酶联免疫吸附试验（enzyme linked immunosorbent assay，ELISA）、斑点免疫渗滤试验（dot immunofiltration test，DIFA）、斑点免疫层析试验（dot immunochromatography，DICA）及WB。抗体检测常用的抗体种类主要包括IgG、IgM、IgA和IgE。IgM在免疫2周后初次出现，而IgG则在免疫第8周后开始明显升高，且持续时间很长。抗体免疫反应的延迟性导致早期结核病诊断结果易产生假阴性，同时共同抗原导致的交叉反应及不能区分非结核分枝杆菌，都会导致假阳性患者接受不必要的治疗，耽误了真正治疗时机。

结核感染T细胞使用T细胞酶联免疫斑点试验（T-SPOT）TB检测。抗TB抗体多呈弱阳性反应。T-SPOT TB检测结核激活的特异性T细胞分泌的γ干扰素（interferon-γ，IFN-γ），可避免接种卡介苗（Bacillus Calmette-Guérin，BCG）的影响。 尽管T-SPOT在结核接触者调查、早期感染及潜伏感染检测中具有很大优势，但检测步骤繁琐，试剂及仪器费较高。

需要注意的是，抗T、B淋巴细胞抗体和结核感染T细胞检测均不能区分既往感染和现症感染。

5.致泻性大肠埃希菌感染

血清学试验包括假定试验和证实试验。肠毒素试验（产毒素性大肠埃希菌）检测不耐热肠毒素（labile toxin，LT）和耐热肠毒素（entertoxin，ST），其中酶联免疫吸附试验检测LT和ST，双向琼脂扩散试验检测LT，乳鼠罐胃试验检测ST。

6.幽门螺杆菌感染

常用检验项目有抗幽门螺杆菌（Helicobacter pylori，Hp）抗体和 Hp尿素酶。抗体常用ELISA、免疫珠试验（immunobead test，IBT）和 ICGM检测。抗原常用ELISA和ICGM检测。对于那些未进行幽门螺杆菌根治的人群，抗体阳性反应考虑Hp感染；而对于进行过幽门螺杆菌根治的人群，抗体阳性反应需要鉴别既往感染与复发感染。Hp抗原检测阳性反应结合临床症状可诊断幽门螺杆菌感染。

（二）真菌感染性疾病的抗原抗体检测

真菌感染性疾病常用检验项目有1，3-β-D葡聚糖检测（G试验）和半乳甘露聚糖抗原检测（galactomannan，GM）试验，常用ELISA和CLIA检测。

1.G试验

1，3-β-D葡聚糖可特异性激活鳌变形细胞裂解物中的G因子，引起裂解物凝固故称G试验。G试验在念珠菌、曲霉菌、肺孢子菌、镰刀菌、地霉菌、组织胞浆菌、毛孢子菌等感染中均可升高。透析、链球菌败血症、输入蛋白或使用香菇多糖和磺胺类药物可导致假阳性反应。隐球菌具有厚壁胞膜，在免疫缺陷患者体内生长缓慢，导致试验呈假阴性。

2.GM试验

是一种微孔板双抗体夹心法。采用小鼠单克隆抗体EBA-2，检测人血清中的曲霉菌半乳甘露聚糖。GM试验在隐球菌属、曲霉菌属、青霉/拟青霉等感染中均可升高。哌拉西林/他唑巴坦、阿莫西林-克拉维酸、食物中的GM抗原、肠道中定植的曲霉释放GM进入血液循环可导致假阳性反应。

（三）病毒感染性疾病的抗原抗体检测

病毒侵入机体后可引起病毒清除或病毒感染，取决于侵入病毒的毒力和数量，以及机体的易感性和免疫状态。病毒侵入机体并在体细胞内增殖的过程称为病毒感染。各种病毒都有相应的抗原结构，病毒的抗原主要包括囊膜抗原、衣壳抗原、可溶性抗原和核蛋白抗原、刺突抗原等。

1.肝炎病毒感染

最常见的典型的肝炎病毒有5种亚型：甲型肝炎病毒（hepatitis A virus，HAV）、乙型肝炎病毒（hepatitis B virus，HBV）、丙型肝炎病毒（hepatitis C virus，HCV）、丁型肝炎病毒（hepatitis D virus，HDV）和戊型肝炎病毒（hepatitis E virus，HEV）。

（1）HAV感染

常用检验项目是抗-HAV IgM。抗HAV IgM是近期感染的标志。抗HAV IgG具有保护性，是流行病学调查的指标。

（2）HBV感染

HBV的抗原抗体系统包括HBsAg与抗-HBs、HBeAg 与抗-HBe、HBcAg与抗-HBc、PreS1Ag与抗-PreS1、PreS2Ag与抗-PreS2。HBsAg、抗-HBs、HBeAg、抗-HBe 和抗-HBc 5 项俗称乙肝五项或乙肝两对半。HBsAg、抗-HBs和HBeAg常用双抗夹心法检测，抗-HBe和抗-HBc常用竞争抑制法检测，抗-HBc IgM常用捕获法检测。

HBV感染后首先出现的是HBsAg，它是早期诊断的指标。但是，若感染处于窗口期或S基因突变可出现HBsAg阴性反应。定量分析HBsAg用于动态评价患者病情和抗病毒治疗效果有非常重要的价值。HBsAg转阴并出现抗-HBs是HBV感染治疗的最终目标。

抗-HBs是HBV保护性抗体的一种，抗-HBs的血清浓度大于10mIU/ml才有保护作用。抗-HBs阳性反应可见于HBV感染恢复期、既往感染或乙肝疫苗接种后。

HBeAg一般仅见于HBsAg阳性者，阳性反应表示HBV传染性较强，患者处于高感染低应答期。

抗-HBe可长期存在，无保护作用。HBeAg消失伴抗-HBe出现称为HBeAg的血清转换。

抗-HBc IgM是HBV急性感染的早期指标和病毒复制标志。抗-HBc IgG一般是既往感染的标志，但现症感染时也可出现。

（3）HCV感染

HCV感染的常用检验项目有抗-HCV和HCV核心抗原，常用ELISA和CLIA检测。抗-HCV不是保护性抗体，仅作为HCV感染的标志物之一，不能区分现症感染与既往感染。HCV核心抗原检测是HCV感染的直接证据，理论上可以用于HCV现症感染的判断。

（4）HEV感染

HEV均为急性感染。常用检验项目有抗HEV IgG和抗HEV IgM，检测方法主要是ELISA。一般认为抗HEV IgM是早期感染的指标。

2.呼吸道病毒感染

常见的呼吸道病毒有流感病毒、副流感病毒、呼吸道合胞病毒和冠状病毒等，高致病性禽流感病毒（H5N1）、SARS冠状病毒等属于高危呼吸道病毒。

（1）人流感病毒

特异性抗原在感染早期即可呈阳性反应，具有诊断价值。目前病毒抗原检测的常用方法主要是免疫荧光法。血清学方法主要是检测患者血清中的抗体水平。对流感病毒鉴定最常用的方法为血细胞凝集抑制（hemagglutination inhibition，HI）测定，该方法是诊断人类流感病毒感染的血清学标准方法。HI是通过采集急性期和恢复期血样，急性期最迟不超过发病后5天，恢复期血样应在发病后2～4周采集，结果为恢复期抗体效价比急性期血清抗体效价增长4倍或4倍以上，那么HI测定才具有诊断意义，单份血清一般不能用作诊断。

（2）禽流感病毒

H5N1被称为高致病性禽流感，乳胶凝集试验（latex agglutination test，LAT）所识别的IgM抗体是机体最先产生的抗体，用于近期感染的辅助诊断。琼脂扩散试验（agar diffusion test，AGP）用来检测A型流感病毒群特异性血清抗体，适用于鉴定所有A型流感病毒。ELISA方法的敏感性和特异性与包被抗原或抗体的纯度直接相关，高于传统方法的AGP试验和HAI试验，而且更快速，既可检测抗原也可检测抗体。目前已建立了禽流感病毒重核蛋白ELISA法、禽流感抗体斑点-ELISA（bird flu antibody spot-ELISA）检测法等。

（3）副流感病毒感染

IgG抗体无保护作用。抗原用于早期诊断，IgM抗体用于近期感染的辅助诊断。

（4）呼吸道合胞病毒感染

呼吸道合胞病毒（respiratory syncytial virus，RSV）抗原用于早期诊断，IgM抗体用于近期感染的辅助诊断。

（5）严重急性呼吸综合征

因感染冠状病毒引起严重急性呼吸综合征（severe acute respiratory syndrome，SARS），急性期传染性强，潜伏期传染性低，康复后无传染性。急性期到恢复期出现IgM抗体或者IgG抗体效价增长4倍以上，提示有近期感染。

3.轮状病毒感染

传统的方法是对腹泻粪便液直接做电镜或免疫电镜检查，但耗时较长，且由于设备上的限制，较难普遍应用。轮状病毒的抗原检测用于早期诊断和疫情监测。IgM抗体用于早期辅助诊断。世界卫生组织已将ELISA双抗体夹心法（检测病毒抗体）列为诊断轮状病毒感染的标准方法，目前国内外均有相应试剂盒出售。此外，聚丙烯酰胺凝胶电泳法和核酸杂交技术已逐渐成为常规技术，在诊断、鉴别诊断及分子流行病学研究中发挥重要作用。

4.EB病毒感染

EB病毒抗原有EA、VCA、MA、NA和LMP。初次感染后，体内首先出现抗VCA抗体和抗MA抗体，其后出现抗EA抗体，恢复期出现抗NA抗体。血清中的EBV相关抗体主流检测方法为ELISA、化学发光和免疫荧光法，临床应用非常广泛，但由于针对不同抗原或不同亚类的抗体具有不同的临床意义，相关抗体的组合测定有助于感染类型和时相的判断，检验项目的合理选择和正确解释就显得非常重要。IgA抗体与鼻咽癌关系密切，IgM抗体、短期存在的IgG抗体和异嗜性抗体用于感染传染性单核细胞增多症的辅助诊断。

5.人类免疫缺陷病毒感染

人类免疫缺陷病毒（HIV）分为HIV-1型和HIV-2型，临床以HIV-1型最常见。抗体检测是 HIV感染诊断的“金标准”，RNA和抗原检测可以发现窗口期感染者，CD4+和CD8+T淋巴细胞检测可用于感染者免疫状况评价。常用检验项目有抗-HIV、抗-HIV抗体确认试验、HIV抗原抗体联合检测和HIV p24抗原。抗体初筛常用ELISA和CLIA，抗体确认常用IBT。

（1）初筛试验

初筛试验阳性反应，用原有试剂和另外一种不同原理（或厂家）的试剂，或另外2种不同原理或不同厂家的试剂进行复检试验。2种试剂均呈阴性反应，则报告抗-HIV阴性（-）；如均呈阳性反应，或一阴一阳，需送艾滋病确证实验室进行确证试验。

（2）确证试验

确证试验使用HIV-1/2混合型试剂进行检测，①阴性反应，报告抗-HIV阴性（-）。②阳性反应，报告抗-HIV阳性（+）；③不是阴性反应，又不满足阳性判断标准，报告抗-HIV不确定（±），建议4周后随访检测，仍然不能确定者，继续随访到8周。

（四）寄生虫感染性疾病的抗原抗体检测

1.疟原虫感染

外周血中疟原虫抗原和特异性抗体检测可辅助诊断疟原虫感染，常用ELISA检测。

2.血吸虫感染

外周血抗原和抗体检测可辅助诊断血吸虫感染，常用ELISA和COPT检测。

3.丝虫感染

抗原和抗体检测用于辅助诊断。快速免疫色谱试验（immunochromatographic assay，ICA）检测班氏丝虫抗原。ELISA检测丝虫特异IgG4抗体试验。

4.猪囊尾蚴感染

免疫学检测对病原学和影像学不能确诊的可疑患者有重要意义。

（五）其他病原体感染性疾病的抗原抗体检测

1.梅毒螺旋体感染

梅毒螺旋体（treponema pallidum，TP）感染后机体产生特异性抗体和非特异性抗体2类。前者检测抗TP抗体，常用ELISA、CLIA和颗粒凝集试验（particle agglutination test，PA）检测。后者检测反应素，常用快速血浆反应素试验（rapid plasma reagin test，RPR）和甲苯胺红血清不加热试验（toluidine red unheated serum test，TRUST）检测。

2.支原体、衣原体和立克次体感染

（1）支原体感染

检测抗原可用于早期诊断。急性期和恢复期双份血清抗体效价增高4倍以上，提示有支原体近期感染。

（2）衣原体感染

直接抗原可用于早期诊断。急性期和恢复期双份血清抗体效价增高4倍以上，提示有衣原体近期感染。

（3）立克次体感染

立克次体抗原检测可用于早期诊断，抗体检测用于流行病学调查，IgG抗体是保护性抗体。

知识来源
来源：人卫知识数字服务体系
作者：高心晶教授，天津第三中心医院重症医学科

专家简介
高心晶，副主任医师，重症医学科科副主任，中华医学会重症医学分会青年委员、天津市医学会重症医学分会委员。
熟练掌握危重病人病理生理特点，精通机械通气、血流动力学监测、肠内及肠外营养、感染治疗、血液净化、中毒救治、镇痛镇静等领域及专业进展。掌握困难撤机患者的机械通气撤离，ARDS机械通气，严重ARDS体外膜肺氧合治疗，ECMO支持下严重ARDS患者转运，急性肾衰竭血液净化及腹膜透析及各种脏器功能支持技术。