创新分子诊断系统GeneXpert 从出生到成长,全程守护儿童健康

作者:赛沛(上海)商贸
2021-12-16

在各类诊断技术中,分子诊断可最大程度确保灵敏度、特异性两者兼得。由美国Cepheid研发、生产的GeneXpert核酸提取扩增检测一体化系统,每个模块作为独立的检测系统支持样本随到随做,大部分项目只需一个步骤的手工操作,上机后可在45-150分钟内完成检测,且结果高度准确,可及时为临床决策提供诊疗依据。GeneXpert可同时检测1-80个测试(图1),当前基于该平台的临床诊断试剂,23个项目获CE认证,20个项目获美国FDA认证。作为目前全球单机可检测项目最多的分子检测系统,GeneXpert多个项目专为儿童设计,从出生到成长,全程守护儿童健康。

赛沛-1.jpg

图1: GeneXpert系统不同通量的平台


B 族链球菌(GBS)


B 族链球菌是导致新生儿死亡和严重新生儿感染 — 如肺炎和脑膜炎的主要病因,新生儿的GBS感染通常是在分娩过程中母婴传播所致1-3。据美国CDC统计约10%~30%的孕妇有感染GBS,其中40%~70%在分娩过程中会传递给新生儿。如果新生儿感染GBS,大约有1%~3%会出现早期侵入性感染,其中有5%会导致死亡4。新生儿的感染根据感染时间可以分为早期侵入性感染(出生7天以内)、晚期侵入性感染(出生7天以后), 并且主要表现为早期侵入性感染,会导致新生儿败血症,肺炎和脑膜炎,发病率和死亡率较高,也可能遗留长期病理状态如耳聋、视力受损、发育障碍以及脑瘫等(图2)5。

1.jpg

图2: 新生儿GBS发病年龄分布

为了防止GBS早期侵入性感染,解决所面临的挑战, 美国疾病预防控制中心(CDC)制定了《围产期GBS预防指南》,建议对所有孕妇在妊娠35~37周进行GBS筛查,结果阳性者进行预防性治疗4。但是仅借助于孕晚期的GBS筛查仍然无法解决新生儿GBS感染问题,据2009年发表的研究发现,61.4%足月分娩的新生儿GBS感染,其母亲在35-37周筛查时GBS是阴性6。这主要是因为35-37周筛查后存在很高的GBS感染风险。而对孕妇不必要的分娩期抗菌药物预防疗,不仅导致滥用抗菌药物,也会使新生儿住院时间更长,浪费医疗资源。因而分娩过程的GBS筛查有望解决GBS感染挑战,赛沛基于GeneXpert系统的Xpert® GBS是当前唯一完全符合美国CDC关于分娩期GBS检测快速、准确的要求的体外诊断试剂,可检测阴道拭子、直肠拭子,手工操作时间不到1分钟,上机检测30多分钟即可报告阳性结果(图3),是一种即时的分娩期检测产品,为临床带来革新。Van根据GBS常规产前筛查的研究指出,通过分娩过程用PCR技术快速检测GBS,可在分娩过程确定定植状态,提高筛查的准确度6,最大程度避免新生儿GBS感染。

3.jpg

图3: Xpert® GBS操作只需简单2步


肠病毒


肠病毒主要在肠道内繁殖,主要传播途径是接触病人的口鼻分泌物、粪便等通过胃肠道感染,但有时也可以通过呼吸道传播。肠病毒感染一年四季均可发生,流行的高峰期是春夏和夏秋季,3岁以下的幼儿最容易感染。一种肠病毒感染后机体产生的免疫力持续时间较短,因此感染后不能获得终生免疫。由于肠病毒的种类很多,不同型的肠病毒感染后没有或很少有交叉免疫力,而且不同的病毒型可在同年流行,所以幼儿一年有可能发生2~3次肠病毒感染。肠病毒重症的死亡率可达到5成以上,年龄越小越易受肠病毒侵袭,尤其新生儿感染,危险性更大。

表1. Xpert® EV 可检测的病毒类型

 b1.jpg

肠病毒脑膜炎是儿童常见病,在欧洲,肠病毒脑膜炎每年导致28000-43000例死亡,由于临床症状和细菌性脑膜炎相似,两种疾病往往难以区分7,8。尽早确认病毒性脑膜炎和细菌性脑膜炎利于早期采取有效的治疗方案。Xpert® EV可检测绝大部分的肠病毒类型(表1),手工操作时间只需几分钟,上机2.5小时可获得高度准确的检测结果(图4),快速查明病因并采取正确的治疗方案对于患者的康复至关重要9-12。

4.jpg

图4: Xpert® EV 手工操作只需几分钟

结核分枝杆菌及利福平耐药

儿童时期初染结核病易形成血行播散和结核性脑膜炎,对儿童原发性肺结核早期发现和早期治疗对进一步降低结核病死亡率有重要意义。此外,儿童初染结核病是成年期续发结核病的主要来源,因此要控制和消灭结核病必须十分重视儿童结核病的防治。早期发现是患儿早期治疗、降低儿童结核病发病率的先决条件。2013年颁布新版的WHO政策推荐和2014年颁布的第三版结核关怀中,均指出对所有疑似结核儿童,以及疑似耐多药结核或HIV合并感染的儿童,Xpert® MTB/RIF应优先于传统镜检、培养作为初始诊断方法进行检测(图5)。

5.jpg

GeneXpert配合Xpert® MTB/RIF,可在2小时内从患者标本中直接检测出是否含有结核分枝杆菌及是否对利福平耐药,整个操作非常简单,仅需一个步骤的手工操作,其他过程全由仪器自动完成,对非结核实验室专业人员也仅需一天的培训(图6)。Xpert® MTB/RIF 不仅可快速、准确检测结核分枝杆菌,也可同时检测利福平耐药,根据WHO的推荐,可依据Xpert®MTB/RIF的利福平耐药结果,对患者采取合适的治疗方案。

6.jpg

由于痰液样本不易获得,以及样本质量合格率低等因素,儿童肺结核的诊断一直是一个难题。南非Gous的研究评估了Xpert® MTB/RIF检测2011年6月-2012年5月期间,年龄中位数为24个月的484例儿童患者的性能,发现其灵敏度为64.5%,明显高于涂片的33%13。除了痰液标本,一些研究也评估了Xpert® MTB/RIF检测非痰液标本诊断儿童肺结核的性能:Sarman评估了2009年1月-2012年12月从130 位儿童疑似肺结核患者采集的260例胃液和260例诱导痰标本,以培养为金标准,Xpert® MTB/RIF 检测胃液和诱导痰的灵敏度、特异性分别是67.5%、70% 和89.6%、94.3%(图7)14;Priya 等评估采用创新方法处理后的儿童粪便标本(图8)用Xpert® MTB/RIF 检测的性能,发现粪便(0.6 g)的性能和呼吸道标本效果相当,且非侵入式样本更适合儿童(图9)15。



8.jpg


 

此外,根据WHO的推荐,怀疑患有结核性脑膜炎的患者中,Xpert®MTB/RIF应优先于传统涂片镜检、培养和药敏而作为初始诊断方法对来源于患者的脑脊液标本进行检测。Xpert® MTB/RIF配合Xpert® EV可快速完成儿童脑膜炎的鉴别诊断,利于快速启动正确的治疗方案,拯救儿童生命。



流感


流感是一种传染性强、传播速度快的疾病,主要通过空气中的飞沫、人与人之间的接触或与被污染物品的接触传播,由流感病毒引起,可分为甲(A)、乙(B)、丙(C)三型,甲型病毒经常发生抗原变异,传染性大,传播迅速,极易发生大范围流行。甲型H1N1 也就是甲型一种。甲型流感具有自限性,但对于儿童,如不能及时发现并采取合理的治疗方案,容易并发肺炎等严重并发症而导致死亡。快速、准确的流感诊断对患者康复和医疗机构的感染控制都至关重要,各项研究表明了当前检测方法在产品性能和结果周转的不足(EIA酶联免疫、DFA直接免疫荧光、病毒培养、批量PCR 和呼吸道病原体联检)15-18。Xpert® Flu可用鼻咽拭子或鼻腔灌洗液检测并鉴定流感A型、流感B型及H1N1检测,Xpert® Flu /RSV XC 可通过鼻咽拭子或鼻腔灌洗液检测流感A型、流感B型和呼吸道合胞病毒,且包含禽流感及H7N9,两个检测手工操作时间都不到1分钟(图10),

10.jpg

上机检测90分钟左右即可获得检测结果,革新患者的诊疗路径,是具有具有革命性的快速、特异的创新流感诊断技术(图11),确保任何紧急情况下可为最优的治疗方案和管理即时提供信息,守护儿童健康。

11.jpg

图11: Xpert® Flu 和Xpert® Flu/RSV XC 革新患者诊疗路径

GeneXpert及Xpert系列产品是全自动一体化的床旁分子诊断系统,随时随地的检测可及时为临床医生提供诊疗依据,辅助医生快速做出后续决策,从儿童出生的那刻起,帮助临床机构守护儿童健康。


1. Schrag et al. A population-based comparison of strategies to prevent early-onset group B streptococcal disease in neonates. NEJM. 2002; 247(4): 233-239.

2. P. Melin, G Verschraegen, L. Mahieu, G Claeys & P. De Mol. Towards a Belgian consensus for prevention of perinatal group B streptococcal disease. Indian J Med Res. 2004; 119:197-200.

3. S Hansen, N. Uldbjerg, M. Kilian & U. Sorensen. Dynamics of Streptococcus agalactiae Colonization in women during and after pregnancy and in their infants. Journal of Clinical Microbiology.2004; 83-89.

4. Centers for Disease Control and Prevention. Prevention of Perinatal Group B Streptococcal Disease. MMWR 2002; 51 (No. RR-11): 1-26.

5. Schuchat A. Epidemiology of Group B Streptococcal Disease in the United States: Shifting Paradigms. Clin Micro Rev. 1998; 11(3): 497-513.

6. Van Dyke et al., Evaluation of Universal Antenatal Screening for Group B Streptococcus, N Engl J Med 2009;360:2626-36

7. Viral (Aseptic) Meningitis. Centers for Disease Control and Prevention: Respiratory and Enteric Viruses Branch. http://www.cdc.gov/ncidod/dvrd/revb/enterovirus/viral_meningitis. htm (15 October 2004).

8. HA. Viral meningitis. Semin Neurol. 2000; 20(3): 277-92.

9. Romero JR, Rotbart HA. Enteroviruses. In: Murray PR, Baron EJ, eds. Manual of Clinical Microbiology. 8th edition. Washington, DC: American Society for Microbiology, 2003: 1427-1438

10. Robinson CC, Willis M, Meagher A, et al. Impact of rapid polymerase chain reaction results on management of pediatric patients with enteroviral meningitis. Pediatric Infectious Disease Journal. 2002;21: 283-6.

11. Cost Savings Through Rapid Diagnosis of Enteroviral Menengitis. Pediatric Infectious Disease Journal. 2004

12. Ramers C, Billman G, Hartin M, Ho S, Sawyer M. Impact of a Diagnostic Cerebrospinal Fluid Enterovirus Polymerase Chain Reaction Test on Patient Management. IAMA. 2000; 283, 20

13. Gous N, et al. Diagnosing childhood pulmonary tuberculosis using a single sputum specimen on Xpert MTB/RIF at point of care. South African Medical Journal 105:12 (2015) 1044. DOI:10.7196/SAMJ.2015.v105i12.8585.

14. Sarman Singh et al. Xpert MTB/RIF assay can be used on archived gastric aspirate and induced sputum samples for sensitive diagnosis of paediatric tuberculosis. BMC Microbiology (2015) 15:191.

15. Faix, et al.New England Journal of Medicine, 2009

16. Ginocchio, et al.Journal of Clinical Virology, 2009

17. Harper et al., IDSA Guidelines for Seasonal Influenza in Adults and Children • CID 2009:48 (15 April) 1005

18. Popowitch et al, Journal of Clinical Microbiology p. 1528–1533



 赛沛(上海)商贸有限公司 供稿