相比于胶体金检测抗原，核酸分子检测实现家庭自检，在实用性上总存在一定的障碍。但太平洋彼岸的国家，不遗余力地推进新冠的快速诊断检测，陆续通过紧急使用授权批准了三家可居家自检的新冠核酸检测产品上市，这或许可为未来的分子居家检测打开一个新思路。
Cue Health Inc.创立于2010年，致力于开发自行诊断快速检测设备，以便临床或家庭消费者自主实现专业医疗诊断。其Cue检测平台提供了一套完整的诊断系统，计划在女性健康、性健康和呼吸系统健康等方面开发一系列检测，为未来提供健康护理服务。目前该公司推出的商业化诊断产品仅有新冠检测套件，该产品获得了FDA EUA，是一款可居家使用的分子检测产品。Cue Health的检测套件包含两部分：一个卡盒阅读器(Cue Cartridge Reader)，可与智能手机App通讯并运行检测卡，可重复使用；另一部分是一次性使用组件，包含试剂检测卡(如Cue COVID-19 Test Cartridge)和采样棒(Cue Sample Wand)。操作过程比较简单，与智能手机连接后，全程可由手机App提示操作，大致过程如下：①取出卡盒阅读器，与智能手机上的CueHealth App连接，登录账号进入检测系统；②取出试剂检测卡，插入卡盒阅读器中，置于平整位置；③取出采样棒，插入鼻孔内采集鼻拭子样本（两个鼻孔分别旋转5次），或插入已含有鼻拭子的VTM样本管中吸取液体样本，再将采样棒插入试剂检测卡中，检测自动开始；④检测过程中，手机App可实时显示步骤，新冠试剂大约20分钟检测完毕，结果可在手机App上查看；⑤检测完成后，从卡盒阅读器中拔出带有采样棒的试剂检测卡，并丢弃，卡盒阅读器清洁消毒后可重复使用。视频来源于Cue Health Inc.官网 Cue Health的新冠试剂可检测靶标N基因和内标RNaseP。样本进入检测卡后，在超声作用下释放核酸，并采用恒温技术扩增核酸。其中，靶标上下游引物分别标记生物素和辣根过氧化物酶(HRP)、内标上下游引物分别标记地高辛和辣根过氧化物酶(HRP)，使得扩增产物带上特定标记。生物素标记的靶标和地高辛标记的内标产物可与对应的亲和物质结合，被固相载体（如磁珠）捕获并固定在检测区域，底物进入检测区后，HRP催化氧化还原反应，产生可被检测的电流，由此根据电流信号判断阴阳性。Lucira Health Inc.成立于2013年，是一家专注于变革性和创新性传染病检测试剂盒开发和商业化的公司。该公司开发的测试平台，可在一个一次性使用、消费者操作友好的测试套件中进行准确的分子检测。该检测套件仅为手掌大小，由两个AA电池供电，特别适用于POCT。其开发的新冠检测套件，也获得FDA EUA，可用于非处方的居家自检。Lucira Health的检测套件为一次性使用组件，包含1个检测单元(Test Unit)、1个鼻拭子(Nasal Swab)、1个样本管(Sample Vial)、2个五号电池(AA Batteries)和1个废弃物收集塑料袋(Plastic Disposal Bag)。其中，检测单元包含扩增检测的冻干试剂以及信号检测元件；样本管含有洗脱缓冲液，用于裂解病毒释放核酸。②取出样本管，撕开样本管密封膜，轻柔置于检测单元上（勿用力按压）；③取出鼻拭子，插入鼻孔内采集样本（两个鼻孔分别旋转5次）；④将采集后的鼻拭子插入样本管底部，旋转搅动15次，丢弃拭子；⑤盖上样本管盖，并用力按下样本管，直至样本管与检测单元锁定，发出卡紧的声响；⑥检测开始后，“Ready”灯处于闪烁状态，30分钟内即可获得检测结果，此时“Done”灯亮起，结果通过LED灯的状态直接显示在检测单元上。视频来源于Lucira Health Inc.官网Lucira Health新冠试剂中的检测单元组件包含多个反应腔室，可检测新冠N基因的两个非重叠区域，同时设置有一个阳性内部质控(Positive Internal Control, PIC)和一个裂解内部质控(Lysis Internal Control, LIC)。采集样本后的拭子在样本管洗脱液作用下，于室温裂解释放核酸；核酸进入检测单元的不同反应腔室，执行RT-LAMP反应；反应过程会导至体系pH值改变，并可通过显色剂呈现出颜色变化；检测单元内置的光电元件实时检测反应体系的颜色变化，从而对检测结果进行判读；由于反应过程是实时检测的，阳性结果可在11分钟内显示、阴性或无效结果则需在30分钟后显示。Detect Inc是4 Catalyzer公司的一部分，4 Catalyzer是一家健康技术加速器，由生物界的大佬Jonathan Rothberg(CuraGen、454 Life Sciences、RainDance和Ion Torrent等多家知名公司创始人)创立。其开发的新冠检测试剂被选入美国国立卫生研究院(NIH)快速诊断计划(RADxSM)资助项目，是近期通过FDA EUA的家用自检分子检测产品。Detect Inc的检测套件包含一个可重复使用的检测反应器(Detect™ Hub)和一组一次性使用的反应组件，组件包含1个拭子(Swab)、1个检测管(Test Tube)、1个检测帽(Detect™ Cap)、1个滴液包(Dropper)和1个阅读器(Reader)。其中，检测反应器用于核酸扩增反应；检测帽中含有反应试剂的冻干珠；阅读器内置侧向层析试纸条，用于扩增产物的层析检测。相比前两个获得居家自检的分子产品，其操作步骤相对繁琐，但可在智能手机指导下进行，大致过程如下：①取出检测反应器，与手机App连接，进入检测系统，按提示录入信息；②取出检测管，拧开盖子，并放置于分隔盒（试剂自带）上；③取出拭子，插入鼻孔内采集样本（两个鼻孔分别旋转5次）；④将采集后的拭子插入检测管中，剧烈搅拌15秒，丢弃拭子；⑤取出检测帽，盖在检测管上，用力旋紧，并倒置后左右摇晃混匀，使得检测帽上的冻干珠完全溶解，再用力将试剂甩至检测管底部；⑥将检测管置于检测反应器中，执行扩增反应，反应时间约为55分钟；⑦取出滴液包，将液体挤压至阅读器的孔道中，丢弃滴液包；⑧将反应后的检测管置于阅读器的孔道中，用拇指按压检测管，使得阅读器孔道底部爆开检测管，让液体进入层析检测；⑨大约10分钟，检测器上将显示可视化结果，手机App指导解读检测结果。Detect Inc新冠试剂可检测ORF1ab基因，同时以人基因作为样本过程质控(Sample Processing Control, SPC)，其检测过程先采用RT-LAMP对核酸进行扩增，再用侧向层析进行分析。其中层析检测的结果显示包含两条检测线，1号线用于检测靶标基因，以判断是否含有新冠病毒；2号线用于检测人基因，作为内部质控。不知是否为巧合，在扩增方法上，三个获得居家自检的分子检测产品均采用恒温扩增技术。恒温扩增技术具有快速放大产物、对设备要求较低的特点，这确实更契合居家自检的需求，而已在检测时间上获得突破的快速PCR，还没进入居家自检的行列。在样本类型选择上，三个产品均选择了鼻拭子。对于呼吸道病原体检测样本，鼻拭子相比咽拭子和鼻咽拭子，更便于实现自行采样。样本的易获得性，是居家自检产品应考虑的关键因素之一，除了拭子外，唾液和尿液也是传染病类病原体实现家庭自检的重要样本类型。居家自检产品，在理念设计上多为一次性使用组件，即开即用、用完即弃，但分子检测中的反应/检测器制造成本相对较高，因此也有厂家（如CueHealth和Detect）将检测套件拆分为两部分，其中一部分可重复使用，这也降低了像新冠这种需要连续筛查的消费成本。另外，居家自检产品面向的消费者是非专业人员，操作方法应简捷方便，结果判读应直观明了。智能手机的接入，不仅能指导使用者正确使用产品、协助准确判读结果，还能对数据进行统计管理。很多国家迟迟不敢放松对居家自检产品的限制，检测数据的管理便是一个重要原因。特别是像新冠这种具有高传染性的疾病，当消费者自行检测出阳性而瞒报结果时，后续衍生出的一系列问题，可能正是政策制定者所担忧的。而如果居家自检的结果，强制要求汇报或自动上传至政府公共管理系统时，市场需求的反应是否会发生转变。新冠的爆发无疑加深了大家对家庭自检产品的理解，也加快了部分国家政策制定者的脚步，如果居家自检是未来的趋势，限制只会减慢速度，只是还需要时间去适应。
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