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本文转载自临床实验室 定向点金 金宝 自2019年底以来,新型冠状病毒(SARS-CoV-2)的出现给全球公共卫生界带来了新传染病的挑战。 在此次疫情中,新冠病毒RNA检测已被证明对COVID-19的早期诊断起着非常重要的作用,相对其它检测方法,基于核酸的检测方法具有更高灵敏度和特异性的优势,这将有利于控制传染源,从而有效防控疫情。 而随着诊断需求的不断增加和核酸扩增技术的发展,分子POCT技术以低成本、易操作、快速和即时检测的优势越来越受到人们的关注。 本文主要从分子POCT技术和检测产品方面总结目前已有的新冠病毒核酸快速检测方法及原理,以期为分担标准实验室的压力,在检测能力不足或资源匮乏地区合理应用分子POCT技术,实现新冠病毒核酸的快速检测或筛查,从而提高各级医疗卫生防疫机构及时应对新冠疫情的处置能力。 一、核酸快速扩增技术 1. 快速荧光RT-PCR:在核酸检测中,荧光RT-PCR是最广泛用于检测SARS-CoV-2的方法。通过将荧光RT-PCR与快速技术相结合,如数字微流体、可视化检测和便携式仪器,可以实现快速和简单的RT-PCR反应(5-30分钟)。 但容易受到诸如低灵敏度、样品通量低等限制。 对于缺乏仪器的发展中国家或其他资源有限的环境,节省成本和快速的荧光RT-PCR方法将有利于全球新冠疫情防控。 2. 等温扩增:用于快速诊断新冠病毒核酸的三种常见的等温扩增技术是逆转录环介导等温扩增(RT-LAMP),逆转录重组酶聚合酶扩增(RT-RPA)和逆转录重组酶介导的等温扩增(RT-RAA)。 a. 逆转录环介导等温扩增具有操作简单、成本低、快速高效等优点,应用于许多人类疾病的检测和诊断。 b. 逆转录重组酶聚合酶扩增的优势在于它仅需要两个引物,而环介导等温扩增则需要至少四个引物。 c. 逆转录重组酶聚合酶扩增是RT-PCR检测SARS-CoV-2的可行性替代方案,尤其在基础设施有限的偏远地区。 〔逆转录重组酶介导的等温扩增(RT-RAA)是一种具有中国知识产权的新型的恒温核酸快速扩增技术,在较低的温度(一般为37℃)条件下,就可以实现DNA或者RNA的快速扩增。 该方法具有高度特异性,不会与其他重要病毒发生交叉反应,灵敏度与RT-PCR相当,适合在县级乡镇发热门诊和口岸检测机构为疑似新型冠状病毒感染者、密切接触者、入境人员进行快速筛查。〕 二、整体化分子POCT检测技术产品 自SARS-CoV-2基因组测序完成后,用于检测SARS-CoV-2的实验室开发的测试(LDTs)很快被开发出来。 其中许多商业试剂盒已经上市,并通过美国食品和药物管理局(FDA)、欧盟的紧急使用授权(EUA)和中国国家食品药品监督管理局(CFDA)批准。 表1:国内外市场主流分子POCT产品 三、面临的挑战与展望 目前检测SARS-CoV-2核酸的主要的挑战依然是对特定设备的要求高,新冠肺炎诊断耗时过程长,诊断中心/机构有限。 因此迫切需要低成本,便携,快速,易于使用的分子POCT技术,可适用于资源有限、传播SARS-CoV-2风险较高的偏远地区,低收入至中等收入国家的机场和当地社区医院等。 由于SARS-CoV-2感染会导致类似流感的症状,对呼吸道感染的鉴别诊断对于控制新冠病毒在人群内的传播至关重要。 此外,SARS-CoV-2会导致有症状和无症状感染,而无症状感染者具有传染性,可感染其他人群。价格低廉的便携式诊断系统可有助于对高风险人群(如密接人群)进行大规模筛查,以及时阻断传播链。 RT-PCR被广泛应用于新冠病毒检测,具有较高的敏感性和特异性,但其分析需要各种设备和受过培训的分析人员,只有在成熟的实验室才能完成。 LAMP是一种超灵敏的核酸扩增方法,通常可以在大约一个小时内检测到少量的DNA或RNA模板,但高温的要求仍然限制了它的适用性,易导致假阳性。 基于CRISPR的核酸检测方法可以在37℃的恒温下工作,但SHERLOCK 系统受到目标基因指数预放大的限制,影响检测灵敏度,同时准确定量较困难。 分子POCT技术产品操作简单,检测相对快速,但通量不高。 因此,开发更有效、更实用的方法来克服现有方法的不足是非常必要的。 选择合适的检测方法是非常重要,在实际应用中,通常将几种方法结合起来,尽量避免单一方法的缺点。 只有根据实际场景需要和具体目的平衡各种检测方法的优缺点,才能获得最经济、最优的选择。 随着基于交叉学科的新技术、新方法的快速发展,我们相信未来会开发出更适用和更高效的检测技术,为临床实验室提供更多的选择。 |