基于qRT-PCR的分子POCT相关产品在新型冠状病毒核酸快速检测中的应用

作者:谢龙,王明义,蒋析文
2021-12-16

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谢龙广州达安基因股份有限公司研究院科研合作中心主任。中南大学湘雅医学院临床医学学士,英国纽卡斯尔大学医学院糖尿病学博士。2008-2020期间担任英国纽卡斯尔大学细胞内医学学院、转化医学学院博士后研究员,作为主要参与人承担了英国基础科学研究理事会BBSRC、医学研究理事会MRC资助的,研究方向涵盖分子遗传学、表观遗传学和细胞免疫学的7个国家级科研课题,在Stem  Cells、Molecular Immunology、American Journal of Clinical  Nutrition、Frontiers in Physiology、Molecular Nutrition and Food  Research、Molecular Carcinogenesis等期刊发表SCI论文22篇。

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蒋析文博士,医疗器械高级工程师,广州市高层次人才,广州达安基因股份有限公司副总经理,首席科学家。硕士研究生导师,博士后合作导师,临床医学分子诊断国家地方联合工程实验室副主任,广东省精准医学应用学会副会长,广东省医疗器械管理学会副会长。研究方向为体外诊断关键技术的基础研究和临床应用,先后主持和参与了国家科技重大专项3项,广东省重点领域研发计划3项,以第一作者或通讯作者在Molecular  and Cellular Probes等期刊上发表了 SCI收录文章20余篇,获国家发明专利9项,其中一项发明专利获广东省专利金奖。

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王明义主任技师   ,医学博士,博士后,山东省有突出贡献的中青年专家,山东省临床重点专科建设单位(临床检验)学科带头人,威海市立医院党委委员。山东大学博士生导师,博士后合作导师,中国生物化学与分子生物学会临床医学专业分会委员,山东省医学会微生物与免疫分会副主任委员。研究方向为感染性免疫和肿瘤免疫。先后主持和参与了国家和省部级基金项目10余项,以首位获山东省科技进步二等奖、三等奖各一项,以第一作者或通讯作者在Gut、J  Transl Med等期刊上发表了 SCI收录文章20余篇,获国家发明专利3项,参编高等医学院校教材2部。

摘要早期诊断和高通量样本筛查是控制新型冠状病毒肺炎(COVID-19)疫情扩散的当务之急,分子诊断领域的逆转录酶聚合酶链反应(RT-PCR)和荧光定量qRT-PCR一直是COVID-19诊断的金标准。然而,应用于临检中心实验室常规仪器的qRT-PCR受限于繁琐的样本收集、处理和扩增程序,较长的等待测试结果时间,以及熟练的技术人员操作复杂的设备等因素。因此,现场快速检测(Point-of-Care   Test,POCT)被认为是解决上述挑战的前瞻性方法。相较于常规qRT-PCR仪器,POCT所具备的仪器灵活便于部署、无需专业技能操作、检测结果快捷呈现等优势,将为基层医疗检测机构的新冠快速检测提供极大助力。本文回顾了新冠病毒核酸检测的主要分子检测技术qRT-PCR,该类技术在POCT领域的适用性和目前活跃于国内和国外市场的检测核酸的分子POCT设备,尤其展现了目前在欧美市场受到热捧的适用于居家自检的POCT作为将来国内分子诊断领域企业研发的新思路,以期为针对病原体核酸检测细分领域的分子POCT在我国的未来发展提供可作借鉴的系统性综述。

关键词分子POCT,新型冠状病毒,核酸检测,qRT-PCR,居家自检

通过呼吸道、肠道、虫媒及血(体)液等方式传播的病毒性传染病已构成对人类健康的极大威胁,若病毒扩散失去控制,将引发灾难性的疾病大流行。2019年12月于武汉报告首批病例的新型冠状病毒(SARS-CoV-2)传播所引发的新型冠状病毒肺炎[1](Coronavirus disease 2019,COVID-19)已持续全球大流行[2],依旧在除我国以外的各主要国家肆虐,至今已造成全球累积确诊病例超2.3亿,死亡人数突破480万的惨重损失(数据来源:约翰斯.霍普金斯大学数据[3],https://coronavirus.jhu.edu/)。在境外疫情始终无法控制的形势下,国内因输入型病例已反复引发多地成为疫情中高风险地区,而疫情难以完全控制部分原因是识别有症状、无症状和有症状前的病毒携带者所带来的临床检测的挑战[4]。且新冠病毒自爆发流行以来以其飞快的变异及人传人速度给防疫战线带来快速准确地检测病毒、以便及早识别感染者的巨大压力[5]。对此,习近平总书记在今年3月6日做出增强快速检测能力,从源头上控制和预防重大疾病的指示。医政医管局也在10月25日发布《关于进一步强化当前新冠病毒核酸检测服务的通知》,以行政条文的形式明确了核酸检测机构需要进一步缩短核酸检测结果报告时间,力争在6小时内出结果[6]

一、新冠病毒核酸分子结构

新型冠状病毒是一种有囊膜结构的单正链RNA病毒,属于β属冠状病毒,呈圆形或椭圆形,直径60-140nm[7]。它的囊膜结构包括四个主要部分:刺突蛋白(S),核衣壳蛋白(N),膜蛋白(M),和包膜蛋白(E),其中S蛋白由S1和S2两个亚基构成(图1)。S1亚基含有一个受体结合域(RBD),负责识别并与宿主细胞受体,即下呼吸道中的血管紧张素转换酶2受体(ACE2)结合[8]。S蛋白是中和抗体和疫苗的共同目标,而S蛋白的氨基末端S1亚基是最易发生突变的免疫原性抗原[4]。此外,新冠病毒的N蛋白模板mRNA是最丰富的亚基因组RNA,N蛋白表现出很高的免疫原性,在病毒复制周期和宿主细胞对病毒感染的反应中起着重要作用[9],在感染后10天左右达到病毒脱落的高峰。新冠病毒经接触、呼吸道飞沫和气溶胶传播,各年龄段人群普遍易感[10]。自新冠疫情爆发以来,新冠病毒本身表现出极快的变异速度,在多个国家发现不同的变异株,分别有B.1.1.7、B.1.351、B.1.617.2等多个后来引发大规模感染和死亡病例的新冠变异株[5]。这些变异株在病毒表面S蛋白的RBD发生了突变,使其更容易与人体细胞表面的ACE2受体结合,这些突变包括N501Y、A570D、HV69-70del、K417N、E484K等[11]。对新冠病毒及其变异株进行快速鉴别和监测已成为目前全球疫情防控工作的重点。

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图1. 新型冠状病毒SARS-CoV-2结构示意图。本图改编自参考文献[9](Li,L.J. et al, 2020)

二、新冠病毒感染的病理过程

目前已有大量研究探讨了人体接触新冠病毒后所出现的病理生理机制以及临床症状和适合的检测项目的时间窗。从感染的时间线来看,一旦病毒进入细胞,在潜伏期内,发热、干咳、头痛等临床症状可能出现[1]。自新冠病毒感染开始的7天后,临床症状慢慢进展到肺炎,最终恶化为急性呼吸窘迫综合征,并在重症阶段有可能夺去患者生命[12]。在感染的每个阶段,都会在宿主系统中释放出重要的生物标记物,此时选取恰当的检测手段,就能提高检出率[13]。在潜伏期,临床上有诊断意义的重要生物标记物包括新冠病毒RNA和新冠病毒抗原,此时RT-PCR成为最有效的检测方法以确诊感染者。感染7天后,患者会产生IgG和IgM抗体,可通过血液样本检测发现[14]。这些生物标志物对评估流行病学因素至关重要,如病毒感染的程度、按年龄排列的血清流行率和疾病严重程度的比率[13]。人体感染新冠病毒后,随时间推移所产生的可作为检测诊断用的生物标记物分泌水平的变化在图2中展示。

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注:本图改编自参考文献[12](Siddiqi,H.K. et al,2020)

图2. 分析物水平的变化与新冠病毒感染过程之间的关系

从图2可看到,病毒载量随着疾病的发生开始下降,导致分子诊断测试在特定的时间窗之外有可能得到不可靠的结果。除了病毒载量的减少,由于受感染病人的免疫反应,还有针对SARS-CoV-2病毒的抗体释放[10]。除了上述不利因素,最重要的挑战是取样和诊断之间的较长时间间隔。按照国家卫健委要求,对“愿检尽检”人群的核酸检测应在6小时内报告结果[6]。而标准的基于RT-PCR的核酸检测流程为:样本采集-样本转运-样本录入-核酸提取-配置试剂-加样-上机检测-报告审核。一个常规的荧光PCR完成40个热循环需耗时1-2小时,且仪器一旦启动扩增程序就不能中止以增加新的样本,必须等当前扩增完成,才能进行下一轮扩增[15]。因此多数核酸检测机构不能做到“随到随检”。这些关键因素促使学界和企业界为大规模筛查、社区基层医疗检测点甚至家庭开发强大的、负担得起的现场即时检测(POCT)诊断系统。

三、用于POCT的新冠病毒核酸检测方法-qRT-PCR

早期检测出SARS-CoV-2对于及时控制和隔离感染病例以阻止病毒进一步传播至关重要。目前,实时荧光定量逆转录酶聚合酶链反应(qRT-PCR)被认为是检测SARS-CoV-2的“金标准”[15]。它的优点是在一个封闭的系统中同时扩增和分析检测样本,可以防止扩增产物的污染,从而减少假阳性结果的机率,同时具有较高的灵敏度、特异性和准确率[16]。研究人员可针对编码新冠病毒各组成结构的基因设计特异性引物和探针,作为qRT-PCR检测试剂盒的核心成分。常见的作为引物设计的靶标如刺突蛋白S、核衣壳N、包膜E、膜蛋白M,还包括病毒基因组开放阅读框1ab(Open  Reading frame1ab,ORF1ab)、RNA依赖性RNA聚合酶(RNA-dependent RNA  polymerase,RdRp)、血凝素酯酶(HE)和螺旋酶的基因[17]。我国生产和应用的绝大部分新冠核酸检测试剂盒均选用ORF1ab和N基因设计引物探针,国外产品比较多见于针对N、RdRp、E和ORF1ab基因的序列进行检测。qRT-PCR检测的原理是:SARS-CoV-2病毒的核糖核酸(RNA)被逆转录成互补的脱氧核糖核酸(cDNA),通过特异性引物与DNA聚合酶共同作用,对靶标核酸序列进行指数式扩增以进行检测,通过荧光标记探针所产生和积累的荧光进行实时监测反应和分析结果[15]。它能检测鼻咽拭子样本中是否存在病毒核酸,确保特异性和敏感性。然而,RT-PCR因现有条件的限制,如完全依赖于复杂的、划分为试剂准备区、核酸提取区、扩增区和分析区的PCR实验室,实验室构建价格不菲,和对实验室人员的专业操作水平要求较高等,只能设置在如二级及以上医院、疾病控制中心、大型临床检测机构等专业场所[18]。社区医院和基层门诊缺乏完善的PCR实验室设施和专业人员去处理大规模的样本。另外,虽然它是一种高灵敏度的技术,但仍然存在RT-PCR引起假阴性结果的风险[4]

国内体外诊断(In  Vitro  Diagnostics,IVD)企业,如上海之江、上海捷诺、广州达安基因、华大生物、圣湘生物、上海伯杰等公司,在疫情乍起之时,即组织科研攻关,率先推出以新冠病毒ORF1ab、N基因为靶标的荧光PCR检测试剂盒,并于2020年1-2月成为国家药监局应急批准的首批新冠病毒核酸检测产品,投入疫情防控中[19, 20]。国外IVD厂商,如Roche、Thermo   Fisher、QIAGEN,也迅速向市场供应以针对前文所述的编码新冠病毒不同结构蛋白的基因为靶标所开发的荧光PCR检测试剂盒。总体来说,目前供应国内外检测市场的荧光PCR试剂盒主要分为双重和三重检测两大类。双重检测试剂盒多选择ORF1ab搭配N或者E基因,RdRp配对N或者E基因,是市场产品的主流。三重检测试剂盒有我国上海之江研发的以ORF1ab、N和E基因为靶标的产品,美国Thermo  Fisher的针对ORF1ab、S和N基因的TaqPath COVID-19试剂盒,和美国Luminex Molecular  Diagnostics的NxTAG® CoV Extended Panel Assay以ORF1ab、N和E基因为靶点的产品[21]。伴随着检测量的不断扩大和对检测结果所需时间不断缩短的要求,改良现有荧光PCR实验体系,从实验流程的优化、试剂性能的提升、仪器反应时间的缩短等方面入手,突破常规的荧光PCR仪器的极限,在保持准确率灵敏度的同时,加快检测结果报告时间,已成为业界的共识。多家厂商均投入力量研发能够实现新冠核酸快速检测的荧光PCR试剂盒,具有代表性的例子是达安基因于2020年9月23日获得医疗器械注册证的核酸快速检测试剂盒。该产品使用预配制反应体系的单管单人份包装,直接对加入的样本核酸进行反应,简化操作流程,并且使用了针对三维结构改造的新型诊断工具酶,将PCR的反应时间从常规的近90分钟缩短到半小时,提高反应性能,成为适用于大规模核酸筛查的快速检测试剂盒[22]。然而,qRT-PCR这一核酸扩增检测的利器要真正应用于广泛意义上的大规模全员病原体筛查,不仅要在检测试剂盒和流程上不断改良,还需要突破传统的荧光PCR实验室平台的限制,降低技术实施的门槛,使面对待检者的一线机构和人员真正做到应检即检,随到随检,检测结果能够比对使用常规荧光PCR仪器和实验条件的中心实验室,这样可以尽可能地堵住疫情防控的死角。

四、POCT的定义及应用场景

POCT是英文point-of-care test的缩写,业界普遍接受现场快速检测这一中文表达,其含义可从两方面进行理解:空间上,在患者身边进行的检测,即“护理点检测”,时间上,为随时可行的“即时检测”[23]。2019年,在多次专家论证基础上,中国医学装备协会POCT装备技术委员会形成了“现场快速检测(POCT)基层医疗卫生机构应用专家共识”,将其定义为,在采样现场进行的,利用便携式分析仪器及配套试剂快速得到检测结果的检测方式[24]。随着诸如新冠肺炎等新发重大传染病的疫情快速诊断及精准医疗的需要,基于核酸检测的分子POCT系统所具有的自动、高通量、安全、快速、灵敏的特点,以及最小化对实验室设置、实验步骤及操作人员的要求的优势,将为分子诊断领域带来成本降低和检测效率提高的革命性发展。应用场景也由大型医院实验室普及到需要快速获得结果的基层医疗和临检机构、机场、车站、港口、大型会议中心等人流密集场所,在临床诊断和检测中具有显著的应用前景,能够更好地服务于人民健康[23]

值得注意的是,由新冠疫情防控所致的居家隔离的场景,在部分欧美国家(美国、英国、德国、法国、瑞士等)开始出现居家自测的POCT产品,并迅速成为市场新的增长点,受到各界的关注。附带样本采集、检测分析及结果展示的新冠自检包既可通过网购,也可在药店、社区中心和商超购买获取,根据说明书,普通人可完成自测,有助于减少检测点的人群聚集导致接触感染和医疗资源挤兑的风险。

五、针对核酸检测的POCT微流控技术平台和典型产品

1. 微流控技术平台:POCT的应用技术作为检测手段的载体,涵盖了从材料、化学分析、生物芯片到微流控等不同学科领域的最新进展[25]。在新冠病毒核酸检测的分子生物细分领域,整合了从先进材料到传感器技术的微流控技术受到广泛关注,以它为基础构建的分子POCT平台,承载核酸提取、扩增、信号识别、分析和结果展示的这样一个将人体生化信息转化为可测量的信号并研读信号的机制[26]。微流控,也称为芯片上的实验室(lab-on-a-chip),主要特征为在微纳米空间中对流体进行操控,提供了将不同的实验方法自动化和小型化为便携、紧凑、独立和一次性的系统,实现对样本和试剂的数量和流速精确控制[18, 25]

2. 应用微流控的新冠核酸检测POCT典型产品:市售的大多数核酸检测POCT系统都有一个一次性的微流控样品单元(如试剂盒、试纸条或离心式卡盒)和一个高精度的读取器(如手持式或台式分析仪),用于现场分析。下面介绍从工作原理、分析系统的复杂程度和使用群体划分为台式和手持两大类的POCT典型产品。

(1)台式产品:欧美巨头凭借雄厚的技术和资金资源,很早布局基于qRT-PCR的全自动一体化快速POCT设备。最突出的实时RT-PCR快速检测是美国Cepheid赛沛公司的Xpert® Xpress SARS-CoV-2检测,使用GeneXpert台式POCT系统仅需45分钟就能提供结果[27]。它是一种快速、自动的POCT分子测试,能够对受试者的鼻咽拭子、鼻腔清洗液或吸液标本中的SARS-CoV-2基因的多个区域进行定性检测。该测试只需要一分钟的样本准备时间,2020年该试剂盒在新冠核酸检测上力夺全美出货最多的桂冠,还获得了美国食品和药物管理局(FDA)紧急使用授权(EUA)。法国生物梅里埃用收购的美国BioFire公司的专利技术推出的FilmArray系统可在封闭的体系中完全自动化完成样本的提取、扩增、检测和分析,试剂卡盒以冰冻干燥形式储存样本预处理、逆转录、PCR扩增试剂和荧光染料。针对新冠病毒所研发的BioFire  COVID-19 PCR Test Kit使其成为紧随Cephied之后的第二大新冠检测设备试剂生产商[28]。德国博世与英国朗道联合开发的Vivalytic是应用了微流控流道设计、qPCR扩增及熔解曲线分析和微阵列芯片杂交等多种技术于一体的,体量小巧的核酸检测POCT仪器。样本加入预封装所需试剂的卡盒式芯片中,然后插入机器进行包括新冠病毒在内的多重病原体检测[29]。该测试可以在任何地方使用,如医院、诊所、社区,或在COVID-19的爆发热点地区。

国内厂家在新冠疫情中也推出不少针对核酸检测的POCT产品。杭州遂真推出的AIGS2019是国内版本的卡盒式qPCR核酸检测解决方案,使用多相微流控技术,在微流控卡槽中实现基于试剂储存、试剂胶囊和磁控驱动的核酸提取与扩增一体化的病原体分子检测,已获欧盟CE认证[30]。湖南圣湘生物科技推出的iPonatic核酸检测分析仪是搭配了圣湘生物核心技术之一的快速核酸释放技术,并适配快速核酸检测系统,应用实时荧光PCR技术,一站式完成样本裂解、核酸提取、PCR扩增、结果分析和报告展示的POCT系统[31]。广州万孚生物与比利时Biocartis合资建立的万孚卡蒂斯推出以特殊试剂盒加扩增检测平台为特色的分子POCT方案之华佗一号,采用自主设计的墨盒式的集成样本制备和扩增检测所需所有试剂的检测盒,在荧光PCR平台实现新冠流感三联检和新冠变异株多联检,覆盖范围包括目前流行的新冠病毒变异毒株[32]

(2)手持式产品:新冠疫情引发的巨大检测需求,在欧美市场推动POCT分子检测进入居家自检的领域。居家自检打造病毒检测与日常健康管理的生态闭环,消费者接受程度高、购买意愿强、能够反复多次消费,推动技术路线和检测平台不断多元化、创新化,在核酸检测方面,主要应用核酸扩增技术,搭配微流控芯片、智能手机、高速无线网络、大数据处理等技术,构建起完整的居家检测系统。下面介绍的是两款应用RT-PCR技术扩增核酸的产品。美国的Mesa   Biotech是居家检测POCT新星,搭配SARS-CoV-2核酸检测试剂,在可持续使用的可手持的便携PCR设备和一次性的采样棒和试剂卡盒中,以PCR扩增病原体核酸,完成检测,结果通过试纸条的形式展示,已经获得FDA的紧急使用授权EUA批准居家自检[33]。美国Visby   Medical公司推出的COVID-19一次性POCT卡盒是很有创意的无需设备、把RT-PCR反应集成到手持式卡盒里,经研究人员验证,与罗氏的Cobas荧光PCR检测相比,达到95%灵敏度和100%特异性,最低检测限在95%检测率达到1000拷贝/毫升[34]

国内厂商在这方面也推出具有创意的产品。中科生仪手持PCR仪CarryOn,应用qPCR技术,搭载以微流控技术操控的新冠核酸检测试剂,实现对咽拭子样本的快速居家检测,设备重量仅1kg[35]。热景生物推出的掌上型快速核酸检测系统,搭配样本快速处理、快速核酸检测、试剂冻干、微流控芯片等多项技术,实现对新冠变异株德尔塔毒株的检测,而且体积非常小巧,单手可托起[36]

在表1中总结了目前商用基于RT-PCR技术的POCT系统的主要特点和性能指标。图3展示了本文所列举的,从台式和手持设备两大范畴,以国产和海外制造所划分的代表性核酸检测POCT产品。

表1. 文中所列商用POCT设备的主要性能指标,具体参数来源于各制造商官方网站

生产商

仪器型号

检测试剂盒

检测技术

标本类型

目标基因

检测

通量

检测限

检测时间

杭州遂真

LifeReady 1000

新型冠状病毒2019-nCoV核酸检测试剂盒(实时荧光)

实时定量荧光PCR

咽拭子,痰液样本

ORF1ab、N

4

50copies/ml

< 60分钟

万孚卡蒂斯

华佗一号

与其配套的新冠核酸检测试剂盒

实时荧光定量PCR

咽拭子

ORF1ab、N

1-8

500copies/ml

< 60分钟

圣湘生物

iPonatic核酸检测分析仪

新型冠状病毒2019-nCoV核酸检测试剂盒(荧光PCR法)

荧光PCR

鼻咽拭子

ORF1ab、N

4

200copies/ml

45分钟

中科生仪

手持PCR仪CarryOn

新型冠状病毒(SARS-CoV-2)核酸检测试剂盒

荧光PCR

鼻咽拭子

ORF1ab、E、N

1

150copies/咽拭子

40分钟

热景生物

热景生物掌上型快速核酸检测系统

热景生物自主研发设计的微流控芯片

快速处理技术,快速核酸检测技术,冻干技术,微流控芯片技术



1


30分钟

美国Cepheid赛沛

全自动GeneXpert系统

Xpert Xpress SARS-CoV-2

RT-PCR

鼻咽拭子

E、N2

4/16/

48/80

250copies/ml

45分钟

法国 bioMérieux梅里埃

The BioFire® FilmArray® 2.0

BIOFIRE® Respiratory panel 2.1

多重巢式PCR技术

鼻咽拭子

S、M

1-8

160 copies/ml

45 分钟

德国博世+英国朗道

Vivalytic

COVID-19 assay

荧光RT-PCR

鼻咽拭子,咽喉拭子

ORF1ab、E

1

125 genome equivalents/ml

39分钟

美国Visby Medical

居家自检设备

Visby Medical COVID-19 Test

RT-PCR

鼻咽、前鼻或中鼻甲拭子

N

1

1000 copies/ ml

30分钟

美国 Mesa Biotech

居家自检设备

AcculaTM SARS-CoV-2 Test

RT-PCR

鼻咽拭子

N

1

150 copies/ml

30分钟

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注:A,国外生产台式设备;B,国内生成台式设备;C,国内生成手持设备;D,国外生产手持设备

图3. 文中所列核酸检测POCT设备实物图

六、POCT的思考

1. 目前存在的不足:作为传统检测领域的延伸和发展,POCT目前也有一些缺陷。本文作者认为,质量控制体系有待完善是POCT设备和试剂发展中最被人诟病之处。相比传统检测方法,POCT检测缺乏对照实验,这主要是因为POCT每个单元格都相对独立,因此确保每一批产品、每个测试单元都有可靠的稳定性成为一个挑战。尽管在核酸检测方面,POCT不必像传统qRT-PCR实验室有严格的功能划分,如何防止发生样本间的交叉污染也是需要注意的问题,因此在应用桌上型仪器的检测机构,也需做好实验室管理,把握室内质控[24]。尽管POCT的初衷是由未经过严格培训的人员,甚至是居民,实施检测,而且绝大部分POCT设备的操作已经尽可能设计成用户友好界面,不规范的操作对结果存在一定程度的影响[23]。居家自检产品,也因操作者对说明书的理解未必非常准确,而可能存在取样和检测中的误差,导致假阴性结果的出现。尽管目前未见于新冠病毒核酸居家自检结果准确度与操作者之间关系的研究报告,对于这一目前较新的领域,进行自检者对操作方法依从性的研究将有助于产、学、研各界更好地开发能够尽可能减少操作误差,提高结果准确性的POCT居家自检产品。POCT结果尽管立等可取,在格式上,尚不能兼容医院检验科的检测报告,更不是普遍纳入电子病历管理,对于长期的病情监测缺乏持续智能化的检测报告管理体系,而不利于临床医生长期借助这一手段对患者实施更有效的治疗[37]。国内厂家在分子POCT产品的研发上,也存在技术原创性不够,同质化产品严重,从产品销售上升到平台服务的商业模式转型意识缺乏等阻碍行业发展的缺陷,产品的成本居高不下也是国内厂家亟需解决的问题。

2. 大数据和物联网时代的POCT发展:ISO  22870要求POCT的检测结果应设计为可通过仪器输入实验室信息系统(Laboratory Information  System,LIS),再通过LIS系统将数据上传至医院信息系统(Hospital Information  System,HIS),同时纳入电子病历系统[38]。在当前信息通讯科技高速发展的时代背景下,5G通讯使万物互联不再是空想,附带蓝牙或Wi-Fi通讯模块的POCT台式或手持式设备已成为市场普遍接受的形式,而这样的发展会使得POCT测试生成连续和大量的数据流,如何让大数据变为智能化数据,也是摆在POCT生成制造厂商、医护检测人员和卫生健康政策研究者面前的现实问题。通过应用机器学习、深度学习技术,将已知数据与POCT设备进行关联,机器在学习阶段记忆足够样本量的阳性结果后可发展到智能的数据质量评估模式,对异常结果进行解释,评估在特定地区人群中采样后生成数据质量。这样的大数据的智能分析,在新冠疫情防控中有潜力成为公共卫生和流行病学监测的有力支持,如对确诊患者所在区域人群健康状态的监控,有利于医疗资源的智能分配。

七、结语

新冠疫情防控所催生的核酸检测需求极大地推动了POCT在此方面的技术研发和产品制造进展。随着应用前沿的POCT平台技术和检测技术,在保持快捷、简便、灵活、现场适用等优势的同时,POCT的核酸检测结果也有望媲美临床中心实验室的qRT-PCR检测。在针对目前存在的一些问题逐步做出解决,并向POCT检测结果的大数据、智能数据方向进一步发展,POCT将会成为临床检验领域重要的分支。

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[30]杭州遂真-全自动核酸检测分析系统 2021 [Available online: http://lifereal.com.cn/productclass_4/productdetail_11.shtml#product11.

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[32]万孚生物推出华佗一号POCT, 检测可覆盖新冠印度变异毒株 2021 [Available online: https://www.wondfo.com.cn/news-518.html.

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[35]中科生仪CarryOn全自动QPCR分析系统 2021 [Available online: http://chinainarray.com/content-110.html.

[36]热景生物居家检测核酸POCT研制成功 2021 [Available online: http://www.caclp.cn/article/?detail_8049.html.

[37]邓均, 宋世平, 郑峻松. 我国POCT发展现状与展望. 临床检验杂志. 2015; 33(011): 844-5.

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