临床胃肠道病原体分子诊断与监测能力
当今分子诊断技术已经在临床应用的许多领域，特别是在胃肠道病原体检测中的应用，极大地改变了临床诊断能力。临床分子检测对于影响特定人群病原体类型的监测也至关重要，并且可以作为检测食源性和水源性疫情的一线工具，但目前为止，分子检测还没有完全将其他类型的检测方法排除在外，关于如何在胃肠道病原体领域使用PCR等分子检测以及它们在未来的应用，对此我们采访了威斯康星医学院的病理学教授Nathan A. Ledeboer和波士顿大学公共卫生学院的Davidson Hamer博士。
Q：使用分子诊断技术检测胃肠道病原体有哪些优点？
Ledeboer教授：这有两个非常显著的优势，最重要的周转时间，我们已经将胃肠道病原体检测从相当被动的培养过程（周转时间为2-3天）转变为通过分子检测在2-3小时内获得结果。它还提高了灵敏度，例如，对于产志贺毒素的大肠杆菌，我们看到50%或更高的敏感性差异，对于弯曲杆菌、沙门氏菌和志贺菌，改善幅度可以从10%提高到30-40%。我还看到了第三个优势，临床实验室的工作人员通常不愿意进行大量阴性粪便培养物的处理，这也需要花费大量时间，因此，用分子方法进行这些检测是有帮助的，也可以帮助解决人员配备方面的问题。
Q：哪些人患胃肠道感染的风险较高？是否存在从分子检测中获益最多的特定患者群体？
Hamer博士：首先，幼童面临更高的风险，因为他们没有免疫力或免疫系统尚未发育，老年人也面临风险，一般来说，任何有潜在疾病的人，如艾滋病毒未得到控制的人也有可能发生更严重的腹泻，还有那些免疫功能低下的人，如移植患者，任何免疫系统缺陷的人都将面临更高的风险。
Ledeboer教授：每个人都受益于更短的周转时间和更高程度的敏感性，我认为其中一个真正获益最多的群体是免疫功能低下的患者，他们来就诊时会腹泻几天，临床上尝试确定它是否具有传染性或者是否存在其他潜在疾病或原因，如果能够迅速排除感染，这将对患者大有裨益。
Q：基于PCR的检测是否改善了临床医生的治疗方法？
Hamer博士：在美国，有许多医院和一些较大的医疗机构使用多重PCR来诊断腹泻感染，它彻底改变了我们检测这些病人的方式。在过去，对某些微生物的检测需要培养或酶免疫测定，因此很难做出诊断，很多时候仍然没有做出病因诊断，但现在我们越来越多地做到了，这些检测的优点是它们非常敏感且多重的，所以帮助我们比过去更多的患者提供了特定的诊断。其中一些多重panels（面板）在一个panel上有22种不同的病原体，其中一些按类别分类，例如，我们医院将它们分解为细菌，病毒和原生动物，如果你认为可能是病毒，可以限制检测范围，这是在高收入国家，在低收入国家，PCR检测有时用于现场监测或试图了解不同人群腹泻的病因，但测试相对来说比较昂贵，所以做得比较少。另一方面，人们越来越多地使用多重PCR平台来诊断肠道寄生虫，并试图在人群水平上确定寄生虫的相对患病率。这些检测比传统的方法更敏感，敏感到会发现人体内有非常少量的寄生虫，大多数时候它不是定量的，粪便检查可以量化每克粪便中有多少虫卵，从而了解感染的程度，除非用定量PCR，否则用PCR很难做到这一点，但即使是定量PCR也有局限性。用于监测时，PCR检测法有助于增加识别特定病原体的可能性，但多重PCR检测法更多地用于临床。在美国，对于某些腹泻病原体需要进行报告，医院实验室需要与公共卫生部门联系并分享他们的数据，如果州一级监测系统有报告要求，然后向国家监测系统报告，则将作出病因特异性诊断。
Q：分子测试如何影响疫情应对？
Hamer博士：分子检测有助于更快速地识别潜在的疫情，假设你正鉴别弯曲杆菌——这是一种非常挑剔的微生物，你需要特定的培养基和天数培养它，如果对粪便样本进行多重PCR检测，将在几个小时内或最多在一天内得到结果，疫情爆发时会更快地了解到是什么病原体引起的。但实际上知道这是一次疫情爆发是另一回事，需要有一些病例或监测让你能够把这些点连接起来，说：“哦，我们已经看到了这么多这样的病例，这高于基线，看起来有一个爆发。”PCR可能用来鉴别最初的几个病例，但如果是细菌，下一步将是培养，然后可能是测序，现在实验室经常进行全基因组测序，以确定不同地理位置的特定病原体之间的共同联系。
Q：Hamer博士，您在孕产妇、新生儿和儿童健康方面与世界卫生组织合作，在这个领域现在最紧迫的问题是什么?
Hamer博士：在美国，李斯特菌是孕期需要关注的重要病原体，因为它可能导致妊娠并发症、更严重的疾病以及潜在的死亡，孕妇感染李斯特菌病程更复杂、风险更大。识别李斯特菌并确保受影响的孕妇得到早期有效的治疗非常重要，过度使用抗生素治疗儿童腹泻是另一个主要问题。许多类型的水样（非血性）腹泻只需口服补液即可自行缓解，但在世界上许多地方，这些腹泻需要接受不必要的抗生素治疗，这是全球抗生素耐药性的众多驱动因素之一。
Q：Ledeboer教授，您认为分子检测在不久的将来会取代培养和显微镜等更传统的方法吗？
Ledeboer教授：我不认为会完全取代培养和显微镜检查，对于胃肠道疾病，我们已经看到了筛查手段向分子检测的重大转变。然而，成本可能并将继续成为影响因素，可能是一些卫生系统、诊所和实验室继续选择培养方法的原因，这是我们应该继续解决的问题，如何提供让患者负担得起的这种检测并使得检测者可以轻松地做正确的事情？在某些场景中培养方法也将继续具有价值，例如，如果孩子被诊断出志贺氏菌感染，许多日托机构和学校将要求检测结果呈阴性，分子检测不一定能做到这一点，因为DNA可以在粪便中停留很长时间，同时，我们仍然需要分离株来保证良好的公共卫生，并进行流行病学和药敏试验，近期，甚至在不久的将来，将继续需要培养的方法。
Q：Hamer博士，您认为PCR检测技术在未来10年会取得怎样的发展？
Hamer博士：检测可能会更便宜，所以会更广泛用于临床，一些机构还可能通过所有到急诊室就诊的腹泻患者中采集样本来进行人群监测，以了解患者的情况。较低的成本可以使更低收入的国家进行分子检测，这些国家的食源性和水源性病原体负担更重。PCR的局限性之一是耐药性检测，PCR检测可以告诉你存在哪种细菌或病毒，但如果真的想了解细菌的耐药模式则需要进行培养。现在许多地方都有粪便标本PCR检测沙门菌或李斯特菌的方法，实验室将尝试用专门的培养方法培养这种微生物，如果能培养出这种细菌就能对其进行抗生素敏感性研究，而且也有可能将其用于测序。
Q：Ledeboer教授，您认为分子检测的未来是什么？
Ledeboer教授：随着检测变得更加大众化，成本正在下降，这是一件好事，我们也看到越来越多的人在使用分子检测。我相信我们将看到分子检测在抗生素耐药性领域的最大进步，并在未来进一步推动下一代测序，我认为这将是一个大量医院发展和投资的领域。一些检测panels可能会随着时间的推移而改变，例如，对于免疫功能低下的患者，临床医生会希望对该患者进行更广泛的检查，对于旅行或接触寄生虫可能存在差异的环境源的患者，可选择适当的寄生虫阵列进行分子检测。对于一个健康的成年人来说，也许我们只对四种病毒感兴趣，而对养老院的老年患者则担心诺如病毒的传播。如果我们能够以不同的方式思考报销问题，那么我们就可以开始考虑针对患者进行的检测，可以根据患者的潜在疾病状态以及患者治疗所需的内容来构建panel，而不是根据可以获得和无法获得的盈利来开发panel。
编译节选自：Clinical Laboratory News
