当红的POCT分子诊断产品，在临床上有什么价值？

对于传染病领域以外的人来说，临床微生物学可能会被联想到在实验室操作细菌的培养皿的图像。 尽管微生物学家仍在研究病原体，但仅培养方法已让位于分子分析。 事实上，大多数微生物实验室已经减少或停止使用常规病毒培养，这是一个耗时且劳动密集型的实验过程。

分子微生物学彻底改变了病毒学领域。 这些方法将周转时间 (TAT) 从几周缩短到几小时，提高了病毒检测的灵敏度和特异性，并量化了病毒载量。 分子检测还改进了对肠道病原体的诊断，包括艰难梭菌，以及使用常规培养方法无法培养的微生物，如刚地弓形虫、巴尔通体和利什曼原虫。

分子微生物学方法检测从患者样本中直接提取的微生物遗传物质的靶向部分，无论是 DNA 还是 RNA。 通过利用聚合酶链式反应 (PCR) 的分子分析，靶向遗传物质被扩增，产生大量拷贝，因而仪器可以检测到非常少量的微生物遗传物质。

这些分子方法在 CLIA 下通常被认为是中等或高度复杂性，需要大量培训、无菌技术和实验后分析，这在许多实验室中是很难实现的。 大多数微生物学 PCR 检测需要数小时，但较新的应用，从样本到结果的检测得到了简化，并且涉及最少的动手处理时间。 这些简化的分子分析，使更多的技术人员和实验室能够在临床微生物实验室之外进行这些测试，从而提高效率和参与过程的人员数量。

分子检测的创新 - 尤其是即时检测 POCT - 已经将这种检测从分子诊断实验室扩展到临床微生物实验室 - 现在扩展到普通实验室，甚至诊所和一般的检查室。

高敏感和快速的传染病诊断分析，对于准确诊断、有效治疗和及时感染控制至关重要，这使得 POCT 对于减少 TAT 至关重要。 尽管人们将 POCT 视为接近患者的诊断检测，但 POCT 几乎可以在任何拥有有效 CLIA 豁免的地方进行。

豁免测试被定义为一种简单的检测，错误结果的风险很低。 在使用 POCT 测试时，必须严格遵守制造商的协议。 任何修改，无论是样本来源（例如鼻腔与鼻咽），还是样本处理（加载前手动稀释样本），都会将 CLIA 状态从豁免更改为非豁免，并禁止测试进行。 豁免测试可以在中等或高度复杂的实验室环境中进行。 无论实验室的复杂程度如何，实验室都必须保存好实验检测人员的培训记录。 此外，他们必须在实验检测的第一年两次评估所有技术员的能力，然后每年评估一次。

在微生物学领域，诊所长期以来一直使用 POCT 来检测流感、单核细胞增多症和 A 群链球菌 (GAS) 等感染的抗原或抗体。 这些化验提供快速结果、易于使用的样本。 尽管它们的快速 TAT 使患者能够得到及时治疗，但这些检测的灵敏度和特异性可能低于分子实验室。 在流感的情况下，由于高流行人群中会出现假阴性，因此应在基于流感抗原的检测呈阴性后，进行分子检测确认。

获得上岗许可的技术人员在分子或微生物实验室进行高度复杂的分子检测。 尽管非常有价值，但这些分析会因为样本运输延迟、批量测试、复杂的多步骤，或设定的执行时间表而导至 TAT 增加。 现在出现了避免这些障碍的分子 POCT 测试。 分子 CLIA 豁免 POCT 测试能够检测流感、呼吸道合胞病毒 (RSV)、GAS 和呼吸道病原体组合。

POCT基于抗原的诊断向分子诊断转变的一个例子是检测 GAS，估计 15%–30% 的儿科患者出现喉咙痛。 虽然抗原的快速检测能够在诊所进行诊断，但与传统的细菌培养相比，这些检测缺乏敏感性和特异性，并且具有主观性和难以解释的额外缺点。 当抗原测试产生阴性结果时，建议使用更敏感的方法，包括培养和分子测试，因为该结果可能是假阴性。

分子 GAS POCT 使临床医生能够在诊所时提供或排除。 此外，与快速抗原检测相比，分子检测已证明灵敏度更高，无需对阴性结果进行二次确认，从而更合适地使用抗生素，包括避免将抗生素用于病毒感染。

根据美国疾病控制与预防中心 (CDC) 的数据，自 2019 年 10 月 1 日以来，流感是一种季节性呼吸道病毒，仅在美国就造成约 1400 万至 2100 万次就诊。 与绝大多数呼吸道病原体不同，流感具有经批准的抗病毒治疗。 不幸的是，为了获得最大效果，这种抗病毒药物必须在症状出现后 48 小时内给药，需要在该时间段内进行医生访问和诊断。 通常，患者在症状恶化之前不会去看医生，从而缩短了治疗的可利用时间。 此外，由于与其他季节性呼吸道病毒的症状重叠，仅根据临床表现很难诊断流感。 这使得流感成为 POCT 的理想目标。

如前所述，基于抗原的流感 POCT 在门诊和急诊部门很流行，但与分子方法相比缺乏敏感性（50%–90%）。 第一个分子流感 POCT检测于 2015 年获得批准，此后数个被豁免的分子 POCT 检测进入市场。 其中包括 Alere i Influenza A&B、Accula Flu A/Flu B、BioFire FilmArray RP EZ、Xpert Xpress Flu 和 cobas Liat Influenza A/B。 这些检测需要 15 分钟到 1 小时就能运行，除了 Xpert Xpress Flu 之外，一次只处理一个样本。

现在更多的流感 POCT 测试正在将 RSV 纳入他们的组合。 虽然 RSV 没有治疗方法，但这种病毒是婴儿住院的主要原因之一，并且在老年人中也存在问题，因此识别它是必不可少的。 由于 RSV 症状和季节性与流感和其他季节性呼吸道病毒重叠，因此需要分子检测来诊断和管理这种疾病。

分子流感检测已被证明可以防止不必要的住院和抗生素过度处方，允许在患者出院前给予抗病毒药物，并直接指导隔离预防措施。 虽然对患者的好处是显而易见的，但对医务人员、检测人员、整体医院功能和其他患者的好处也很显著。

CDC 根据疑似传染源来制定患者预防措施指南。 对所有患者都遵守标准预防措施。 对于大多数季节性呼吸道病毒（包括鼻病毒），医疗保健专业人员会遵循接触预防措施，这意味着工作人员在与患者接触时戴上手套，保持良好的手部卫生，如果他们预计会接触血液或体液，则穿上防护服。

对于流感，实验室必须采取飞沫预防措施。 患者不在指定房间时必须戴口罩，医护人员在疑似或确诊流感患者房间时应戴口罩。 根据当前 CDC 的建议，流感阳性患者应被安置在私人房间内，并应在发病后 7 天或症状消失后 24 小时后实施飞沫预防措施。

由于无法根据症状区分呼吸道病毒，因此尽快排除或确认流感至关重要。 如果患者对流感呈阴性，则可能不需要采取飞沫预防措施。 这将减少对单个房间的有效利用和个人防护设备 (PPE) 使用的压力。 另一方面，如果患者对流感呈阳性反应，能够尽快提供诊断、适当治疗和住院，可以减少接触这种病毒的人数。

在流感季节，大量患者前往急诊科、医生办公室和急诊室。这会导至空间、医护人员和个人防护装备的短缺。 因此，任何呼吸系统疾病的快速诊断，都可以缩短等待时间和就诊时间，从而减轻医院的负担。

与病毒培养不同，分子检测对进行检测的人员构成的风险最小。 样本必须以制造商指定的方式进行操作（稀释、离心等）。 这降低了气溶胶、溢出或暴露的风险。 此外，这些测定是封闭系统，这意味着扩增和检测步骤发生在封闭空间中。 这可以防止遗传物质和生物对环境的污染，进一步降低风险。 最大的风险发生在样本采集期间与患者的直接接触中。

测试区域应保持清洁和有条理，以防止交叉污染。 表面应每天消毒，并在溢出或可见污染后立即消毒。 与在化学、血液学或任何临床实验室处理的任何人体样本一样，所有样本都应使用通用预防措施，并根据样本可能含有传染性病原体的概念进行处理。 测试人员必须穿戴适当的 PPE，包括应在两次运行之间更换的一次性手套。 此外，测试试剂必须按照制造商的说明进行储存和处理。

目前 CLIA 豁免的分子 POCT 测试是定性分析，这意味着它们仅提供阳性或阴性结果。 在某些情况下，仪器、样本或试剂可能会导至无效结果，应重复样本的检测。

质量控制 (QC) 确认检测按制造商的预期运行。 根据 CLIA 规定，QC 必须根据制造商的说明进行豁免测试。 如果制造商未定义 QC，则测试机构必须定义遵循良好实验室规范的政策。 最佳方案包括每天运行外部阳性和阴性 QC，即使在 CLIA 豁免的环境中也是如此。 建议记录控制和结果。 当 QC 失败时，不可以报告患者结果以避免不正确的结果。 在处理患者样本之前，应识别并纠正问题。

QC 指标通常包括外部和内部控制。 每个样本都包含内部对照，而外部对照（应包括阳性和阴性样本）作为单个样本运行。 内部控制可以作为该测试的过程控制或控制。 基于分子的测试，内部控制通常是 DNA 提取控制，它表明患者样本是否被正确提取，这是获得正确结果的必要步骤。 外部对照评估仪器是否提供正确的结果（例如，阳性外部对照被检测为阳性）并应模拟患者样本。

由于 POCT 和非 POCT 分子检测都无法区分活的或死的生物体，因此它们不能用作治愈检测，并且由于过去感染的残留核酸含量可能会产生假阳性。 另一方面，由于病毒基因组的变化和漂移，可能会出现假阴性，这是所有分子检测的限制。 这在 2014-2015 年的甲型 H3N2 流感进化中观察到。 分子分析使用引物，这些引物针对由病毒或病毒组编码的遗传物质的特定区域。 这些引物旨在匹配 DNA 或 RNA 的保守区域，具体取决于病毒的类型。

当靶向遗传物质存在时，引物与 DNA 或 RNA 片段结合，该区域被扩增进行检测。 然而，当发生遗传变化时，例如插入或缺失，引物可能不再与病毒遗传物质匹配。 在这种情况下，引物不能结合，并且该序列不会被扩增，由于缺乏对该序列的检测而导至假阴性。 因此，需要开发新的分子 POCT 测试来应对新型病毒。

增加的灵敏度和非分子实验室人员的使用，会带来检测失败和环境交叉污染的风险。 例如，在接种流感疫苗的诊所中，受污染的仪器可能会产生误报。 然而，多项研究表明，故障率和环境污染较低。

一项研究发现，Liat GAS 检测的平均失败率为 6.6%，而在每周对仪器上的拭子进行检测后，未检测到环境污染。 在 cobas Liat 系统被流感 A/B 阳性对照材料故意污染的另一项研究中，在评估系统污染后，没有发现这种污染立即影响运行中的任何阴性对照管，因此表明污染没有影响 结果的完整性。 鉴于当前分子 POCT 的简单性和样本到答案的模式，如果遵循SOP，用户可变性、污染机会和人为错误将被最小化。

人为错误的一个潜在来源涉及结果报告。 尽管 POCT 仪器提供了明确的阳性、阴性或无效结果，但平台通常不与实验室信息系统连接，这意味着必须手动输入结果。 必须注意避免转录或其他数据输入错误。

空间和成本限制也是一个问题。 分子 POCT 测试比抗原测试更昂贵，但具有更高的灵敏度和特异性。 尽管分子仪器通常很紧凑，但许多平台一次只能运行一个样品。 在大型急诊科或紧急护理诊所，需要多种仪器来满足流感检测的需求。

性传播感染 (STI) 在分子 POCT 领域引起了关注，因为快速诊断提供及时治疗和与患者会诊，否则可能会失去随访。 鉴于与性传播感染相关的公共卫生问题，这些测试确实需要准确。 此类    。快速检测和有效治疗反应的能力，使 POCT 成为各种传染病的具有吸引力的方法，包括对寄生虫、真菌感染、STI 等。

分子 POCT 在资源有限的环境中越来越具有优势，这些环境通常具有冗长的 TAT， 并且没有足够的训练有素的技术人员来执行高复杂度的检测。 此外，分子检测更接近患者护理，无论是在综合医院实验室还是急诊科，都减轻了如前所述集中临床微生物学实验室中分子检测所面临的挑战。 随着新型 POCT 的出现，未来的研究有必要确定成本节约、抗菌药物使用、TAT、患者影响以及如何在非微生物学临床实验室和诊所中最好地实施。