分子诊断床旁检测技术在感染性疾病中的临床应用

此外，每一个新的、可预防的MRSA病例都有可能对公众形象产生负面影响，并可能因取消入院而导致损失，这是大多数医院应该尽量避免的。  （图片来源：摄图网）床旁检测（point-of-care testing，POCT）在1994年学术界提出后，逐渐被广泛接受和应用。目前国内外一般认为是指采用可携带式的小型分析仪器、操作简单、无需使用者具有相应的专业技能、在近患者旁应用、可快速得到检测结果的检测方式。POCT最初主要用于生化参数（如血糖、血气、电解质和心脏标志物）的测量和监测，随着POCT技术的快速发展，现在越来越多得对感染性疾病诊治领域产生积极影响。本文将重点介绍该领域的最新进展、临床应用和费用-效应分析。 （ 作者：吴小翠 马坚 汤一苇 余方友 ）基于分子生物学技术的POCT基于全自动PCR系统和即用型一次性检测盒的核酸检测产品出现，其所有检测步骤（样本提取、核酸扩增和核酸检测）按设定程序自动运行，样本在加入检测试剂盒之后，无需任何的手工操作，即可获得检测结果。市场领先者是赛沛（Cepheid）研发的GeneXpert系统。这种全自动PCR设备非常易于使用，经过培训的工作人员可以在实验室环境之外的患者附近进行各项检测。美国食品和药物管理局(FDA)根据一系列标准批准了GeneXpert产品。目前，一部分产品技术被列为“中等复杂”类别，供认证实验室应用于临床实验室诊断。另一部分已批准为美国临床实验室改进修正案（CLIA）豁免可作为POCT应用。除检测病原微生物外，PCR系统还可用于同时分析携带的耐药基因或毒力因子等。目前多家公司产品采用多重PCR技术在一次检测中解决临床医师关注的多个临床问题， 例如检测金黄色葡萄球菌同时检测甲氧西林耐药性(mecA)；肠球菌万古霉素耐药相关的两个基因（vanA和vanB）；结核分枝杆菌同时检测利福平耐药性 (rpoB)，用于筛查耐多药结核株；艰难梭菌检测毒素B，包括二元毒素和tcdC缺失以检测高毒变体；流感相关检测产品同时检测甲型流感、甲型流感分型（H1N1，H3N2等）和乙型流感 。 与基于抗原POCT产品相比， 基于PCR的POCT往往具有更好的敏感性和特异性 ，相应地提供临床医师更可靠的结果。 除了PCR核酸扩增技术外，以环介导等温扩增（loop‑mediated isothermal amplification，LAMP）为代表的等温扩增全程可在恒定温度（60~65 ℃）条件下实现靶核酸的高效扩增，近年来也越来越多地用于热带病毒感染的POCT诊断以及兽医病毒学。 LAMP系统可以在便携式实验室中开展，操作简单，不依赖特殊仪器设备测试方法，是资源有限地区现场部署诊断的理想选择 。一些国家，LAMP试剂盒已被尝试用于脑膜炎、肺结核、疟疾和登革热等感染性疾病筛查，提高了当地疾病的早期诊断率。POCT的临床应用目前多数POCT产品设计为 针对特定病原微生物的快速检测 ，主要用于检测性传播感染、医院感染和呼吸道感染。最近，已经扩展到包括 感染诊断和治疗监测 （例如乙型和丙型肝炎的检测，定量检测的病毒载量评估）。呼吸道分泌物最常用于检测呼吸道感染（流感病毒、呼吸道合胞病毒、化脓性链球菌等）。同样，对胃肠道感染（幽门螺杆菌、产志贺毒素大肠杆菌、腺病毒、轮状病毒）应采集患者的粪便标本进行检测。血液样本通常用于检测HIV、HBV、HCV等，在特定情况下，还使用唾液样本，如一些快速HIV自检。 ★ 最近分子诊断逐渐向单次检测（多重PCR）多种病原体的方向发展，这种方法的优势是能够对具有相似症状患者进行快速病因鉴别诊断，这些相似症状可能是由不同种类病原微生物引起的（例如咳嗽或腹泻的患者）。 在当前COVID-19流行和未来COVID-19间断爆发或持续低度流行的管理中，分子诊断在病毒类疾病爆发控制中的地位越来越重要。 表1为已经获批的分子POCT产品，主要包括赛沛公司Xpert Xpress SARS-CoV-2 试剂盒、罗氏诊断公司Cobas SARS-CoV-2 试剂盒、雅培公司ID NOW SARS-CoV-2 试剂盒、华大基因的试剂盒（Real-Time Fluorescent RT-PCR Kit for Detecting SARS-CoV-2, BGI）、圣湘生物的新冠病毒核酸检测试剂盒（Novel Coronavirus (2019-nCoV)等。 而在中国三亚机场成功使用POCT实施SARS-CoV-2防控研究，采用Xpert Xpress SARS-CoV-2试剂盒检测10:1混合试验策略，可以有效地在现场实施SARS-CoV-2传染病防控。 这个研究策略的优点在于，不仅能够增加实验室检测通量，节约检测试剂消耗，还提高了总体检测效能，且不会显著降低灵敏度。更重要的是检测时间较短，可以尽快发现阳性患者，降低追踪密切接触者的难度。表1  FDA EUA批准的新型冠状病毒核酸扩增检测试剂 由于分子生物学具有敏感性高、特异性高，大大缩短检测所需要的时间等优点，目前结核分枝杆菌POCT检测主要采用PCR技术。 主要产品包括赛沛公司的Xpert MTB/RIF、Minilab结核检测、优思达结核分枝杆菌快速检测等，其中Xpert MTB/RIF应用最广泛，能够检测痰液样本和痰沉淀样本中的结核分枝杆菌复合群DNA和利福平耐药相关的rpoB基因突变。 Xpert® MTB/RIF Ultra进一步提高了检测性能，缩短了检测时间（80分钟内），在涂阴结核病例中敏感性显著提高。 Bahr及其同事的一项研究将Xpert Ultra用于检测脑脊液中的结核分枝杆菌，表明检测的灵敏度甚至优于传统培养法。POCT费用-效益分析POCT缩短检测周转时间的同时，伴随着检测成本（包括人力成本）和检测费用的增高 。即使假设POCT诊断节省了样本运输和保存的费用，POCT特别是分子POCT，也比传统（实验室）测试费用更高。不可避免地会出现一个问题，即POCT患者微生物诊断实际上增加了多少医疗价值才足以证明增加的诊断费用是合理的（表3）。表3  结核病POCT筛查的费用-效益分析 对分子MRSA筛查的研究表明，与许多常规培养方法相比，使用PCR测试可以更快、更可靠地检测鼻 MRSA 定植。无可争辩的是，在 MRSA 状态鉴定呈阳性后，越早采取适当的医疗措施，发生出院后感染或院内感染传播给其他患者的风险就越低。MRSA 培养（约 3-5美元；阳性结果约10-15美元）与 PCR（单次检测试剂盒约30-40 美元）的成本而言，PCR至少为培养方法2-3倍。然而，考虑到 通过早期检测阻止 MRSA 传播可以为医院节省数千美元的额外成本 ，因此采用PCR检测的增加成本可能是合理的。 此外，每一个新的、可预防的MRSA病例都有可能对公众形象产生负面影响，并可能因取消入院而导致损失，这是大多数医院应该尽量避免的。因此，总的费用-效益比有利于推动医院相关部门制定对于高危患者进行分子MRSA筛查的政策。
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