迎接临床微生物检验的大变革

作者:王金良
2021-12-16

近年来,临床微生物检验面临巨大变革,其主要体现在:(1)病毒检测已成为临床检验的重要任务;(2)致病微生物的基因检测已成为鉴定微生物的主要手段,相关检测技术平台的应用与日俱增;(3)多种病原体同时检出已成为检验的主要目的;(4)相应地,检验科的职能、组织和人才结构也发生改变。为此,为迎接临床微生物检验的大变革,特提出以下几点思考。


临床微生物检验是检验医学的重要组成部分,在确定病原体,决定治疗药物的应用及判定疗效,流行病学调查,医院和社区感染的诊断治疗中起着重要作用。但长期以来,它却是检验医学中的薄弱节。以细菌培养为代表的传统检验技术,依靠人工操作和经验,需时长,效率低,难以满足临床诊断治疗的需求。近年来,科学技术突飞猛进。在临床检验全自动化、智能化、智慧化大潮推动下,给检验医学带来惊人的变革。


一、病毒已成为临床检验的主要对象

长期以来细菌检验是本专业的主要工作,以致许多医院至今仍称它作“细菌检验室”。但自AIDS、SARS、Ebola病毒、禽流感,尤其是至今仍在全球大流行的新型冠状病毒(SARS-CoV-2)感染证明,病毒已是威胁人类健康最主要的病原体,自然应成为临床检验的主要对象;而这正是我们过去工作的短板,现实要求我们必须尽快转变临床微生物检验重点,从观念、技术和组织上尽快适应 [1]

二、微生物基因检测已成为鉴定微生物的决定性手段

微生物基因鉴定决定其种属和特性。微生物表型鉴定如形态、生物特性、生化反应、抗原结构、药物敏感性等,均由基因型决定。多种形式的PCR扩增技术对特定微生物的独特基因及其鉴别技术已广泛应用,成为强大的精准检验的技术平台,在此次抗新型冠状病毒肺炎疫情中,用此类技术进行核酸检测及时确定病毒感染情况,在新型冠状病毒肺炎疫情防治中发挥了关键作用。


全基因组测序(WGS),宏基因组二代测序(mNGS) [2] 等技术快速兴起,已用于感染性疾病的诊断和鉴别诊断 [3] ,并可揭示各种微生物菌群与疾病的关系。人体有菌部位(胃肠道、口腔、阴道、表皮等)多种类型的菌群改变,与许多疾病密切相关,从而突破了传统的致病与“非致病”微生物间的严格界限,使菌群分布检验异军突起。有专家认为微生物检验的“宏基因组新时代”已到来。基因决定微生物的分子构成。分析分子构成的强大武器—飞行时间质谱(MALDI-TOF-MS)技术正在迅速普及。此技术的鉴定软件经不断充实与更新会使结果更加精准。


近年来,基因的成簇规律间隔短回文序列(CRISPR)/CRISPR相关蛋白(Cas)系统技术平台,已成为高效的分子诊断工具,多种相关系统已在感染疾病的诊断中得到应用 [4]


三、多种病原体同时检出成为重要的检验目的

基因检测和多种先进技术结合(如免疫、纳米、传感器、微流控、层流等),使多种病原体的同时检出和鉴别成为可能,如症候群的组合检验,已用于人体多部位标本的多种病原体同时检出的重要手段。


传统微生物检验的最大缺点是慢,检测报告常需数日或十数日完成。即时检验技术(POCT)和多种便携式检验仪器的应用使快速检验的目标得以实现。微生物检验实现精准,快速,高效的目标指日可待。


四、临床微生物检验科的职能、组织和人才结构的改变

如上变革促使传统的临床微生物检验各专业室的设置可融为一体。医院间、区域间的中心检验机构和第三方检验机构加速形成和发展。检验科人才结构会吸纳人工智能、仪器设备、流行病学等专业人才进入队伍。实现智慧检验要依靠人工智能,通过检验大数据处理和数据分析和发掘,可使检验医学由数据报告向诊断报告飞跃,使检验科真正发挥和实现诊断功能[5] ,人工智能工程师为检验科必不可少。


做为一名老的临床微生物检验人,这些变革是我前所未遇,极感欢欣鼓舞,也愿继续努力学习,做好以下几点与同道们共勉:

1. 清醒地认识上述先进技术和设备我们还是只引进、模仿、应用,必须奋力自主创新,争取与多学科合作,搭建新角色平台,努力赶上并超越进口技术及产品的水平 [6]


2. 保持和发扬传统技术的精华。微生物形态学和基本特征,仍然是鉴别微生物的初步依据,还要练好基本功。要科学、合理地选择、研究和应用适宜技术,能用传统检验手段解决的检验不必动用昂贵的仪器和技术。


3. 加强科研创新。结合我国感染病,流行病的特点,采用先进技术,多出检验研究成果,努力使具有中国特色的临床微生物检验成果走向世界。

参考文献

[1]王金良.新传染病的快速诊断要求发展微生物检验新技术.实用检验医师杂志.2019,1(1):2-5.

[2] Han D,Li Z,Li R et al. mNGS in Clinical Miciobiology laboratory.Critical Reviews in miciobiology.2019,45(3):1-8.

[3]刘婷,石华,刘芳等.宏基因组测序技术在新生儿感染性疾病病原体检测中的应用.中华检验医学杂志.2020,43(6):609-613.

[4]赵爽,陈鸣.CRISPR/Cas系统在感染性疾病诊断中的应用.中华检验医学杂志,2021,44(2)83-88.

[5] 张曼.人工智能在检验医学发展中的重要作用. 中华检验医学杂志.2021,44(2):100102.

[6]王金良.创新临床微生物检验技术的思考. 实用检验医师杂志.2015,7(1):1-4.