人类免疫缺陷病毒(HIV)感染和艾滋病主要通过性传播,对健康威胁大,且缺乏根治性疗法,“谈艾色变”大有人在。在临床或疾控,我们时时会遇到高危行为后怀疑被感染,一次次寻求检测,手握多张“阴性”报告单却仍不能摆脱焦虑的被检者;在网络世界里,咨询HIV阴性报告单解读的帖子也可占到贴吧一大半内容,微博下面的有偿咨询和有偿围观也比比皆是。
实际上,高危行为后的HIV诊断,核心概念只有一个,就是“窗口期”,充分理解这一概念,所有疑问便可迎刃而解。并且,窗口期问题已被充分研究,继续为此焦虑,或付费获取一些未必靠谱的建议,并无必要。本文旨在普及诊断常识的同时,也尽量能保住一些人的钱袋子。
「窗口期是什么」其概念又是如何变迁的?
窗口期(windowperiod)是众多舶来词汇之一,window有“间隙”的意思,可指好时机,比如火箭需要选择风和日丽的window发射,也可指坏事情,比如一个人失恋后悲伤欲绝,迟迟无法开始新恋情,那么,这段时期就是他感情的window恐艾,这种悲情色彩的window应用到检验诊断领域,可用来指微生物入侵人体早期,使用现有检验手段尚无法诊断其存在的空档,其实翻译成“空窗期”更易理解。
传统意义上的窗口期,指抗体窗口期。世界卫生组织和欧洲HIV诊断指南(2014年)中,仍沿用这一概念。这些年来,随HIV检验技术的发展,窗口期的定义已逐渐拓展为核酸(HIVRNA)或血清学标志物(IgM、IgG和p24)的窗口期。从2008年版到2019年版中国艾滋病诊断卫生行业标准就体现了这一概念的拓展,见下图。
「窗口期」如何形成,又如何影响诊断?
暴露并被接种(inoculation)HIV后,病毒入侵细胞,并于胞内繁殖,但并不破坏细胞,胞外也没有病毒,任何方法都无法发现病毒,这一时期叫做eclipse period(可翻译成隐蔽期);之后,HIV破坏胞膜,出胞并寻找新寄居点,进入ramp-up期(抬升期,可理解为病毒血症期的起始),感染者外周血开始出现痕量HIV RNA,只是还仍然无法被HIV RNA试剂检测到。之后,病毒指数级增长,当浓度超过RNA试剂的最低检测限,就变为核酸阳性。从暴露于病毒到核酸检测阳性,这段时期就是核酸检测的窗口期,包括隐蔽期和抬升期。
病毒抗原如外膜蛋白pg120和gp41、核心蛋白(p24)等,伴随RNA同时出现。HIV外膜蛋白变异大,很难稳定检测,我们一般检测p24。由于免疫学检测不能像核酸那样通过聚合酶链反应(PCR)指数级扩增靶基因,抗原的灵敏度比核酸检测要低1~2个数量级,因此,p24窗口期也晚于RNA。
抗原出现后,免疫系统开始产生相应抗体,如pg120、gp41和p24抗体等。IgM的窗口期短于IgG。
由此可见,不同HIV标志物的窗口期不同;同时,窗口期还和试剂灵敏度相关,灵敏度越高,窗口期越短。以当前分子或血清学技术的灵敏度,RNA、p24、IgM、IgG窗口期分别为~1.5周、~2周、~3周和~4周,见下图。
「不同“代”的免疫学试剂」为何窗口期不同?
从上世纪80年代至今,HIV免疫学诊断试剂迭代发展(从第1到第5代,见下图),代次越高,技术越新,检测的病毒标志物越全,故窗口期也越短。
「感染HIV窗口期的样本」从哪里来?
窗口期研究,是人类感染HIV自然史研究的一部分。有研究团队或试剂公司,通过前瞻性收集可能感染HIV的受试者的系列血样,检测HIV标志物。若某些受试者在项目进行过程中确实感染HIV,则其感染前、后的血样,就被收集用于研究。这种前瞻性的项目,需要广泛筛查和追踪受试者,消耗大量的人力物力,因此,由不同HIV感染者的系列血清做成的商品化“血清转换盘”(seroconversion panel),都异常珍(áng)贵。在此基础上,结合各种统计学方法,即可计算窗口期。
「为什么」有些国家推荐的窗口期长度有明显差别?
根据我国卫生行业标准(2019年),HIV抗体、抗原和核酸的窗口期分别为感染后的3周、2周和1周左右,与美国CDC HIV实验室检测推荐意见(2014年)大体接近。不过,英国艾滋病协会HIV检测指南(2020年)中,窗口期则长得多:
这种明显的不一致,源于算法不同。英国指南建议,窗口期长度应基于99百分位的计算,可理解为第99百分位的窗口期长度,也可理解为99%感染者转阳所需的时长,无论如何,这样计算会导致窗口期大大延长(见下图),例如,第3代试剂约为50天,而第4代试剂约为45天。较长窗口期优点是,能彻底排除结果的“假阴性”(P
但硬币的另一面是,HIV感染者的频数(frequency)随时间并非呈正态分布,而是呈左偏态分布,即,感染者的HIV标志物在暴露早期短时间内集中转阳,只有少部分感染者很晚转阳,形成了长长的时间拖尾。中美等国家给出的窗口期是基于中位数的估算,要短很多;但考虑到感染集中发生在中位数窗口期附近,所以,即使在窗口期过后不久检测,也能拿到一份预测价值尚可的报告单——阳性结果可及时发现极早期感染,阴性结果也能一定程度排除感染,被检者不用等太久。不过,中位数窗口期阴性结果的排除诊断价值,终究不及99百分位窗口期——这也正是一些“恐艾症”者的焦虑之处。
「窗口期」还受哪些个体因素影响?
窗口期是基于群体数据的统计学结果,对个体而言,还受诸多因素影响,有:
1.暴露病毒量:接种病毒颗粒越多,窗口期越短。
2.暴露途径:性、职业暴露、静脉吸毒、输血等不同传播途径影响窗口期。
3.病毒株的基因亚型:欧美为B亚型为主,窗口期数据也主要依据欧美数据,而我国亚型与欧美迥异。
例如,我国主流的CRF01_AE亚型,以同性传播为主,有更强致病性,进展为艾滋病期的年限更短,为此,我国最新的艾滋诊治指南将我国患者的无症状期从之前的6~8年缩短为4~8年。然而这种亚型病毒的窗口期有无特殊性,并无太多报道。
4.免疫系统对HIV的反应:特异性免疫越强,抗体窗口期越短。
5.早期治疗,或预防性治疗包括暴露前预防(PrEP)或暴露后预防(PEP):抗病毒药物抑制HIV RNA复制,延迟抗体的产生,从而可能使窗口期延长。
回到篇首问题:应给高危行为后寻求HIV检测的个体提供什么科学而有效的建议?
综上所述,中位数窗口期过后的阴性结果,可初步排除感染;99百分位窗口期过后的阴性结果,可彻底排除感染。笔者总结了不同试剂对应的推荐检测时间点及意义,见下图。
(1)若前去医学实验室检测:
①能检测HIV RNA最好,其窗口期最短,感染者HIV RNA转阳的中位数和99百分位时间分别为11.5天和33天。但其开展少,收费贵,且试剂性能有待进一步的评价——一方面,不能完全排除病毒核酸序列变异引起的假阴性风险;另一方面,PCR污染导致结果假阳性会让人“虚惊一场”。由于HIV感染初期,绝大多数感染者血清往往极高病毒载量,“低值阳性”的RNA结果更有可能是假阳性。
②第3代或4代免疫学试剂:试剂成熟,性能稳定,开展广泛,价格低廉。第4代试剂窗口期比第3代缩短约1周,不过恐艾,被检者一般预先并不知道是第几代试剂,有些实验室甚至不注明试剂信息,这种情况下,2个月的阴性结果方可排除感染。
(2)若选择自检:
①家庭自检试剂以即刻试剂(POCT,即快速试剂)为主,样本为指尖血、唾液或尿液,灵敏度不及基于血清或血浆的实验室试剂,且目前尚无足够的研究数据支撑计算窗口期,稳妥起见,应赋以更长窗口期,英美推荐自检试剂窗口期为90天。
(3)若有暴露前预防(PrEP)或暴露后预防(PEP)措施:
①使用抗病毒药物使HIV感染的诊断复杂化,可能需要更频繁、更长时间的监测。幸运的是,规范预防性治疗后仍感染HIV的病例非常罕见。
②PrEP:建议每隔3个月检测HIV。
③PEP:建议在3~6周、3个月和6个月检测HIV。