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200亿市场潜力的立即检测(POCT),能做甚么?

立即检测(Point-of-Care Testing,POCT)是一种在采样现场遏制的、操纵便携式阐发仪器及配套试剂疾速取得成果的检测体例。由国度标准化办理委员会于2014年宣布的国度标准《GB/T29790-2013 立即检测品质和才能的请求》中正式定名。 


POCT包含三个因素:一是“立即”,即疾速检测;二是“即地”,即在采样现场遏制,将试剂盒和一些手携装备输送到病人身旁,省去标本在尝试室查验的庞杂处置法式;三是操纵者,POCT的操纵者能够或许或许或许长短专业查验师,乃至是被检测工具自己。


一、POCT在沾染性疾病诊断中的操纵


(一)免疫学检测

POCT操纵的免疫学手艺首要是胶体金免疫层析手艺、免疫荧光手艺、(电)化学手艺、乳胶标记手艺等,首要操纵于病原体的抗原和抗体检测,病原体安慰机体产生细胞因子的检测,疾速时相反映卵白检测和代谢产物毒素检测等。


1.胶体金手艺在病原体抗原抗体检测中的操纵:

今朝在临床检测中最罕见的是胶体金检测。胶体金免疫层析手艺是以免疫层析手艺、胶体金标记手艺相连系的一种新型免疫学手艺,其特色是单份测定、简略疾速,几分钟便可用肉眼察看成果。该体例的长处是简略、疾速、实时,错误谬误是活络度低,轻易漏检。胶体金法能够或许或许或许间接检测沾抱病病原的抗原和抗体。


临床操纵较广的POCT抗原检测包含:甲乙型流感抗原、呼吸道合胞病毒抗原(鼻咽局部泌物)、军团菌抗原(尿)、隐球菌抗原、恶性疟原虫轮回抗原和间日疟原虫抗原、班氏丝虫抗原及利什曼原虫抗原的检测等。


POCT抗体检测包含术前筛查名目[艾滋病病毒抗体(1+2)、梅毒螺旋体抗体、乙肝五项、丙肝抗体、乙型肝炎病毒外表抗原],肾综合征出血热病毒抗体、乙型脑炎血清特同性抗体、纯真疱疹病毒抗体、人大小胞病毒IgM抗体、风疹病毒抗体、轮状病毒抗体(粪便)、登革热病毒抗体、淋球菌(排泄物)和泌尿生殖系沙眼衣原体(排泄物)、梵衲菌血清抗体、抗幽门螺杆菌细胞毒素相干卵白A抗体等,还能够或许或许或许检测弓形虫抗体、包虫体抗体、血吸虫抗体、人囊虫病等。


2.胶体金法在沾染性疾病炎性目标中的操纵:

急性沾染时胶体金法检测CRP、降钙素原、血清淀粉样卵白A(serum amyloid A protein,SAA)、白介素-6等。在诊断细菌或病毒沾染时加倍简洁疾速,能够或许或许或许知足临床立即检测须要。SAA是细菌和病毒沾染紧密亲密相干的标记物,其在判定沾染出格是病毒沾染方面较着优于CRP和WBC,可作为初期沾染的辨别标记物。病毒沾染后,SAA回升的幅度与病毒品种有关,SAA连系CRP和WBC检测能够或许或许或许进步细菌或病毒沾染诊断的靠得住性。


3.其余POCT手艺在沾染性疾病免疫学检测中的操纵:

免疫荧光手艺分为间接免疫荧光和间接免疫荧光手艺两类,首要操纵于呼吸道病原体的抗原和抗体检测,其长处是间接在荧鲜明微镜下看到病原体,错误谬误是检测时候长,须要荧鲜明微镜,请求职员有必然的形状学辨识才能。


电化学手艺操纵于POCT病原体检测,长处是检测病原体名目多(弓形虫抗体、风疹病毒抗体、大小胞病毒抗体、纯真疱疹病毒抗体等),活络度高。错误谬误是特别人群假阳性率高(妊妇)。


乳胶标记手艺首要操纵于病原体的抗原和抗体检测,比方狂犬病、日本乙型脑炎、隐球菌抗原等,其长处是疾速,错误谬误是假阳性率高,轻易产生非特异反映。


(二)病原体核酸检测

1.微流控芯片手艺:

1990年微型全阐发体系(miniaturized total analysis system,μTAS)的观点提出以后,微流控芯片是μTAS中以后最活泼的范畴和成长前沿,它将阐发尝试室功效转移到芯片上,即芯片尝试室(lab-on-a-chip,LOC)。


微流控芯片手艺可将化学和生物等范畴中触及的样品制备、反映、阐发、检测等根基操纵单位集成到一块几平方厘米的芯上,具备试剂样品用量少、阐发速率快的长处,用于床旁查验已遭到普遍存眷。微流控芯片将核酸提取、扩增和检测整合到微流控芯片上,下降了检测的庞杂性,是今朝绝大大都核酸POCT所接纳的手艺平台。


微流控芯片在病原体检测的操纵,临床接纳Roche Cobas Liat体系,检测包含A/B型流感、A群链球菌和A/B型流感加呼吸道合胞病毒,只须要15~20 min。操纵微流控芯片扩增EB病毒,仅需0.5 μl样品,反映体积仅需1 μl,活络度为3×105拷贝/ml。


Cooper等实现了红色念珠菌的疾速分手检测,绝对传统的微生物真菌培育须要几天的时候判定,该检测仅需3 h便可检出血液中低至1个/ml的病原菌,使沾染者能够或许或许或许实时取得得当的救治,进步患者保存率,但愿跟着手艺的改良,持续延长检测时候。检测HIV病毒,每张微流控芯片可同时检测7份样本,全部检测进程在20 min内实现,且切确率达100%。


微流控芯片手艺不只检测速率快,并且操纵简略,将含蜡样芽胞杆菌的标本插手微流控芯片后,装配主动实现全部检测流程,检测活络度为细胞103~104个/ml。沾染性疾病的份子诊断绝对细菌培育体例,在活络度、疾速等方面均有明显上风,今朝微流控生物传感器对沾染性疾病的检测已实现了多样品来历如唾液、口腔上皮细胞、血浆等,检测品种涵盖多种细菌、真菌、病毒检测。


Oblath等将除核酸提取步骤外的一整套检测流程整合到微流控芯片上,并操纵氧化铝薄膜为实时PCR扩增进程供给温度轮回前提,实现唾液中多种口腔链球菌的分型检测,疾速切确,检测活络度为8~12拷贝/μl。Cepheid公司的Xpert检测耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(methicillin resistant Staphylococcus aureus,MRSA)对比惯例细菌培育体例,大大地延长了阳性成果的周转时候,活络度和特异度都大大进步。


Xpert MTB/RIF能够或许或许或许间接从原始痰标本中疾速、敏感地检出结核分枝杆菌及利福平耐药性。WHO承认并保举Xpert MTB/RIF在结核病防治计划中的操纵。在非洲遏制的一项多中间、随机、对比尝试评估了Xpert MTB/RIF立即查验对结核病的可行性、切确性和临床疗效,成果显现Xpert MTB/RIF能够或许或许或许在低级保健机构由护士切确操纵,由此能够或许或许使更多的患者当天就起头医治,以延长起头医治的时候。


核酸检测的微流控芯片也执政着高通量标的目的成长,一次检测能够或许或许或许实现多种微生物判定、多种药物敏感基因的分型。基于微流控手艺实现人乳头瘤病毒(human papilloma virus,HPV)基因分型,能检测和辨认17个HPV高危型和7个HPV低危型。检测限103拷贝数/L,某些型别乃至更低。


法国梅里埃Filmarray检测平台,能够或许或许或许在单次反映中对多种病原体核酸遏制检测,具备很高的活络度和特异度,赞助大夫对患者沾染尽早诊断和准确用药。该产物今朝具备上呼吸道沾染(19种病毒和3种细菌)、胃肠道沾染(13种细菌、5种病毒和4种寄生虫)和脑膜炎/脑炎(6种细菌、7种病毒和1种真菌)等多种病原检测试剂盒。


2.微流控芯片连系等温扩增手艺:

将核酸扩增与微流控芯片手艺联用展开POCT检测,可是若是现场检测仪器不具备温控体系则很难操纵于POCT检测,而整合环介导等温扩增手艺(loop-mediated isothermal amplification,LAMP)可在恒温前提下实现疾速扩增,操纵简洁疾速,更便于现场利用。


在DNA病毒检测方面,Cai等接纳逆转录LAMP检测乙肝病毒,并接纳惯例份子生物学体例评估该法机能,检出限为210 IU/ml。在RNA病毒检测方面,Kurosaki等成立了逆转录LAMP法检测马尔堡病毒,活络度可达102拷贝/μl,该法可在40 min内检测出马尔堡病毒。


Kurosaki等成立的针对扎伊尔型埃博拉病毒的检测逆转录LAMP体例,在26 min内便可检测出20拷贝/μl的扎伊尔型埃博拉病毒,同时特同性较高,与亲缘性较近的病毒核酸序列(如苏丹型埃博拉和马尔堡病毒等)不穿插反映。在细菌检测方面,接纳LAMP手艺检测结核分枝杆菌的试剂盒面市,该试剂盒检测阳性痰液中结核菌的活络度为98.2%,间接检测肺结核阳性患者的诊断活络度为88.2%,全部检测进程在1 h内实现,并且操纵简洁,为下层POCT检测供给了便利。


是以整合LAMP和微流控手艺,以可控流体贯串反映进程,将多个操纵平台集成在一张芯片上,具备集成化和微型化的上风。


Alere流感A/B测试利用等温扩增和份子信标探针手艺,5 min实现鼻拭子标本的流感病毒A/B检测。基于微流控等温扩增手艺的甲型H1N1流感病毒检测,反映体系3 μl,可在30 min内实现检测,最低检测限可达10拷贝/μl。Ma等设想了一个集成、自驱动的微流控芯片用于数字LAMP反映,全部检测进程能够或许或许或许经由进程毛细作使劲在芯片上主动实现,30 min对耐万古霉素肠球菌菌株特同性基因遏制扩增,检测限仅为11个拷贝/μl。


3.纳米孔测序手艺:

纳米孔测序手艺也被公以为将来测序成长的一大标的目的。与以往的测序手艺皆有差别,它不是经由进程检测光、荧光旌旗灯号色彩或pH来实现碱基序列的读取,而是基于电旌旗灯号的测序手艺。卵白质纳米孔(微型的小孔,其实质是在膜上构成通道)被嵌入在分解膜上,并淹没在电心理溶液中,使离子电流经由进程纳米孔。


在像DNA或RNA如许的份子经由进程纳米孔时,会对电流带来搅扰,引发电流旌旗灯号的特点性转变。在此进程中,旌旗灯号被实时阐发,用来肯定正在经由进程该孔的DNA或RNA链的碱基序列。纳米孔会阐发经由进程它的全部DNA或RNA片断。


是以,在纳米孔测序中,读长长度与制备样本中DNA或RNA的长度分歧。用户能够或许或许或许按照他们想要的尝试成果来挑选得当的样品制备体例,天生最合适的读长长度。今朝,利用标准的DNA提取体例已能够或许或许或许取得数万到数十万碱基的读长,而由纳米孔社区用户设想的暖和提取法已取得了跨越2 000 000 bp的读长。


纳米孔手艺供给的是静态、实时的测序,撑持在几分钟内就取得病原体判定等时候关头型操纵的检测成果。用户能够或许或许或许在测序初期领会样本的品质和状况,也能够或许或许或许在取得充足的数据后遏制测序。


将来,疾速的采样到成果周转时候在沾染性疾病、实地静态监测疫情暴发和其余诊断方面具备庞大潜力。Kafetzopoulou等报道拉沙热暴发,纳米孔测序仪对36个基因组测序,拉沙热病毒与前一年病原体存在体系发育混交,标明存在自力的人畜共患的危险。


二、POCT在病院各科室的须要环境


临床查验须要的晋升鞭策着POCT的成长,传统查验体例固然能够或许或许或许在查验标本量、主动化操纵、成果切确度、机能不变性等方面知足临床查验请求,但在便携性、检测速率、查验流程庞杂度等方面却没法得以知足。在家庭安康办理及下层医疗机构查验方面,大型查验装备更是难以提高。彩神IV以病院市场为例,梳理了病院局部科室对POCT产物的须要环境:


血汗管内科
可用于心脏毁伤标记物检测(包含:肌红卵白测定、肌钙卵白I测定、心型脂肪酸连系卵白测定),心肌酶检测(肌酸激酶-MB 测定),充血性心力弱竭的诊断(NT-proBNP测定),对心肌堵塞、心衰的初期诊断有首要意思。

呼吸内科

可遏制动脉血气阐发(包含:动脉血酸碱度、动脉血二氧化碳分压、动脉血氧分压、血浆现实碳酸氢盐和标准碳酸氢盐、动脉血二氧化碳总量、缓冲总碱、残剩碱、动脉血氧饱和度、乳酸)。还可用于甲型和乙型流感病毒测定,呼吸道合胞病毒抗原测定,对“非典”和甲型禽流感病毒也可遏制疾速检测。


消化内科

可遏制肝功效查抄(详细包含:血清酶学查抄、血清总卵白、清卵白测定、血清总胆红素测定、血氨测定),胰腺外排泄功效查抄(淀粉酶测定),粪便隐血查抄(详细包含:便隐血检测、便转铁卵白检测)。


血液内科

可遏制血红卵白定量,红细胞沉降率测定,血细胞计数,沾染性单核细胞增加症测定,抗人球卵白测定、人藐小病毒B19测定等。经由进程简略的床旁检测,也可开端判定患者是不是须要实时输血医治。



内排泄科

可用于糖代谢杂乱查抄(详细包含:空肚血糖检测、口服糖耐量尝试、糖化血红卵白测定、β-羟丁氨酸测定、乳酸测定),血脂代谢非常查抄(详细包含:总胆固醇测定、三酰甘油测定、高密度脂卵白、低密度脂卵白测定),血液电解质查抄(详细包含:钾测定、钠测定、氯测定、钙测定、总二氧化碳测定、阴离子空隙),甲状腺功效测定(详细包含:促甲状腺激素、四碘甲状腺原氨酸、游离T4、三碘甲状腺原氨酸、游离T3测定),垂体激素测定(详细包含:促卵泡激素测定、黄体天生素测定),人绒毛膜促性腺激素检测。


沾染内科

可遏制细菌沾染检测(详细包含:疾速C-反映卵白检测、降钙素原检测、血清淀粉样卵白A检测,结核杆菌检测、幽门螺杆菌检测、嗜肺军团菌检测,A 群链球菌测定、金黄色葡萄球菌测定、红色念球菌检测),病毒沾染检测(详细包含:人类大小胞病毒抗体测定、风疹病毒抗体检测、纯真疱疹病毒-II抗体检测、人类轮状病毒抗原的测定、腺病毒抗原测定、登革热病毒抗体测定),寄生虫沾染检测(详细包含:弓形虫抗体检测、恶性疟原虫检测),病毒性肝炎沾染检测(详细包含:甲型肝炎病毒、乙型肝炎病毒、丙型肝炎病毒、戊型肝炎病毒),性传布疾病检测(详细包含:梅毒测定、HIV、淋球菌、沙眼衣原体)


肿瘤内科

可诊断多种肿瘤标记物(详细包含:血管内皮成长因子VEGF测定、甲胎卵白测定、癌胚抗原测定、前线腺抗原测定、糖类抗原125测定、糖类抗原19-9测定、糖类抗原15-3测定测定、胃卵白酶原测定、胃泌素17测定、S100卵白测定)


泌尿科

可遏制尿液惯例阐发(详细包含:尿液理学查抄、尿液化学查抄),肾小球滤过功效查抄(详细包含:血肌酐检测、血尿素测定、血尿酸测定),肾小管功效检测(β2微球卵白测定、α1微球卵白测定、视黄醇连系卵白(RBP)测定、N-乙酰-β-D氨基葡萄糖苷酶NAG测定),初期肾毁伤检测(尿微量白卵白测定、胱抑素C测定、中性粒细胞明胶酶相干脂质运载卵白NGAL测定)。


妇产科

可用于TORCH-IgM 五项检测、抗卵巢抗体检测、抗通明带抗体检测、抗子宫内膜抗体检测、抗β-HCG的早孕检测、人藐小病毒B19检测、沙眼衣原体检测、解脲支原体检测。


儿科

儿童与成人的救治体例差别,合适儿童的诊断步履须要简便,易用,样本须要量少,样本无需预处置,疾速得出论断等等。名目首要有呼吸道病原体检测系列,像流感病毒、肺炎支原体、肺炎衣原体、腺病毒等;炎症检测系列,如CRP、SAA、PCT等。POCT 除成果疾速靠得住外,怙恃还能够或许或许或许一向陪同在孩子身旁,随时领会孩子的病情,更好的与医护职员交换,加强了治愈疾病的决定信念。


免疫内科

可用于失常反映性疾病查抄(详细包含:过敏原检测、血清总IgE 测定、血清特异IgE 测定、食品不耐受检测),本身免疫性疾病检测(详细包含:类风湿因子检测、抗双链DNA 抗体检测、抗可提取性核抗原抗体检测、抗脱氧核糖卵白抗体检测、抗核抗体检测、抗CCP检测)。


普内科

惯例凝血功效目标如PT、APTT、Fib、INR、血小板功效、D- 二聚体都能利用POCT 装备检测,能够或许或许或许为急诊手术患者节流时候。


ICU

POCT 检测明显延长了检测周转时候,博得了对急诊重症患者的医治决议计划时候。急诊患者的出院前处置干系到患者的急救与规复。  

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