劉 芳,牛亞倩,常鈺玲,宋艷梅,陳 徹,楚惠媛,李鵬杰
(甘肅中醫(yī)藥大學(xué)臨床醫(yī)學(xué)院,甘肅 蘭州 730000)
近年來,病毒性呼吸道感染是引起全球感染性疾病中發(fā)病率和病死率較高的原因之一,其中包括甲型流感病毒、副流感病毒、呼吸道合胞病毒、冠狀病毒等。分子即時檢驗(POCT,point-of-care testing)具有快速、準確、方便、可靠等優(yōu)點,逐漸用于呼吸道病原體的診斷,可縮短患者住院時間,減少不必要的抗菌藥物使用,對于患者病情診療及預(yù)后具有重要意義。本文主要介紹病毒性呼吸道感染POCT的臨床應(yīng)用現(xiàn)狀及前景,為臨床病毒性呼吸道感染診斷提供參考依據(jù)。
呼吸道感染疾病是致病微生物侵入呼吸道進行繁殖,并引起相應(yīng)癥狀的一類疾病[1],病毒是急性呼吸道疾病中最常檢測到的病原體[2]。成人病毒性呼吸道感染疾病的住院率為(5~20)/100 000[3],高齡患者甚至高達1 200/100 000,其中流感病毒會產(chǎn)生季節(jié)性流感,可導(dǎo)致住院人數(shù)激增并且容易引起老年人死亡[4]。此外,病毒性感染并發(fā)癥也通??梢鹱≡郝屎筒∷缆试龈?,如肺炎、病毒性心肌炎、病毒性腦炎和潛在的心肺疾病惡化癥[5-6]。
常見的流感病毒、呼吸道合胞病毒、副流感病毒、人間質(zhì)肺病毒和冠狀病毒均會引起急性阻塞性肺疾病(COPD)、哮喘急性加重以及其他急性呼吸道疾病[7]。除急性呼吸性疾病外,病毒性呼吸道感染還可能表現(xiàn)為失代償心血管疾病、糖尿病緊急情況等[8],導(dǎo)致大規(guī)模的住院治療,并給醫(yī)療保健系統(tǒng)帶來重大的負擔(dān)。而在呼吸道病毒的診治過程中,僅有少部分患者能被正確、快速診斷為某種病毒感染[9]。
POCT具有即時檢驗、床旁檢驗、就地檢驗等含義,指臨床實驗室外,臨近或在患者護理現(xiàn)場直接進行標本檢測、分析,現(xiàn)也包括患者的家庭自我監(jiān)測[10]。POCT能夠就近、快速地提供結(jié)果,醫(yī)務(wù)人員可以根據(jù)檢測結(jié)果盡快采取措施。經(jīng)時間的推進和技術(shù)的發(fā)展,POCT快速檢測、方便攜帶、容易使用的特點對醫(yī)療、護理和實驗室工作人員都具有強大吸引力。
POCT關(guān)鍵驅(qū)動因素是樣本被送到臨床實驗室時可能會延遲臨床決策。有研究[11]評估POCT和臨床實驗室檢測的區(qū)別,對急診患者標本分別行上述兩種檢測,發(fā)現(xiàn)相比臨床實驗室檢測,POCT可縮短結(jié)果檢測時間和患者就診時間。POCT比臨床傳統(tǒng)實驗室檢測在時間上更具有優(yōu)勢,且POCT的使用將減少部分臨床鑒別診斷和治療決策所用的時間,對患者預(yù)后具有重要意義。在當(dāng)代社會,隨著POCT可檢測的項目不斷增多,質(zhì)量的不斷進步,設(shè)備的不斷更新完善,其在呼吸道感染的診斷及治療中日益發(fā)揮重要作用。
病毒性呼吸道感染的檢測方法主要分為常規(guī)檢測和FilmArray呼吸道測試條檢測。常規(guī)病原檢測主要為分離培養(yǎng)、血清學(xué)、分子生物學(xué)等方法,結(jié)果可靠,但耗時較長,延遲臨床決策。近年來,新興設(shè)備利用分子技術(shù),在足夠小的POCT設(shè)備中快速檢測呼吸道病原體,如FilmArray呼吸道測試條,其可靠性、實用性和準確度均能滿足臨床診斷,在提高病原體檢出率及患者個性化治療方面發(fā)揮重要作用。
3.1 常規(guī)檢測 流感快速診斷試驗和其他呼吸道病毒檢測一樣,均是基于抗原檢測鼻咽樣品,但是在成人檢測中其靈敏度僅50%?;诳乖囼灥拿舾卸炔?,限制了此類試驗在臨床上的應(yīng)用,且不能減少臨床上對抗菌藥物的使用[12-13]。此外,常規(guī)病原學(xué)鑒定和培養(yǎng)是病原學(xué)診斷的基礎(chǔ),但其耗時長且結(jié)果滯后,易延誤臨床決策,難以滿足臨床需要。目前,用于呼吸道病毒檢測的黃金診斷試驗是聚合酶鏈反應(yīng)(PCR),該方法具有高敏感性和高特異性,且不受患者感染時間和免疫功能的限制,但PCR試驗操作繁瑣,結(jié)果易受檢測環(huán)境影響,周轉(zhuǎn)時間至少為24 h,且需要專業(yè)的實驗室設(shè)施和專業(yè)知識[14]。
3.2 POCT-FilmArray呼吸道測試條 最近開發(fā)的新的快速分子檢測方法包括FilmArray呼吸道測試條[15]。FilmArray呼吸道檢測系統(tǒng)是經(jīng)美國及歐洲食品藥品監(jiān)督管理局(FDA)批準、有CE-IVD標記的多重巢式PCR以及自動化體外診斷系統(tǒng),該檢測系統(tǒng)集樣品制備、擴增、檢測和分析功能于一體,作為體外診斷(IVD)設(shè)備,現(xiàn)已在國外大量投入臨床使用。FilmArray可以靶向20種病原體,包括17種病毒(及其亞型)和3種非典型病原體,包括甲型流感病毒(H1亞型、H1-2009亞型、H3亞型)、乙型流感病毒、腺病毒、冠狀病毒(HKU1、NL63、229E、OC43)、人類肺病毒、人類鼻病毒/腸病毒、副流感病毒(1型、2型、3型、4型)和呼吸道合胞病毒(RSV),并能檢測出3種非典型病原體包括百日咳鮑特菌、肺炎衣原體和肺炎支原體[16-17]。該測定過程始于將300 mL未處理的生物/臨床樣品加入反應(yīng)盒中,進行核酸提取、純化、反轉(zhuǎn)錄和多重聚合酶鏈反應(yīng)、熔解曲線分析,最后是單個PCR階段。該儀器與軟件連接,實時分析熔解曲線變化與熒光曲線變化。該系統(tǒng)通過分析樣品擴增的DNA熔解曲線,從相應(yīng)的擴增中自動識別病原體,最終報告每種病原體的陰性或陽性結(jié)果[18]。見圖1。
FilmArray呼吸道檢測系統(tǒng)綜合檢測陽性率高達90%以上,且其檢測靈敏度和特異度高達95%以上。與病原體培養(yǎng)鑒定和傳統(tǒng)PCR法相比,F(xiàn)ilmArray 呼吸道檢測系統(tǒng)檢測速度快、檢測結(jié)果基本一致[18-19]。FilmArray 檢測手工操作耗時2 min,最后報告結(jié)果僅用1 h,在新生兒或感染百日咳鮑特菌的患者中,可以減少病原體的傳播概率,有助于快速將患者隔離[20]。國內(nèi)一項研究[21]表明,F(xiàn)ilmArray檢測肺炎支原體陽性的標本,經(jīng)PCR 檢測也均為陽性;FilmArray檢測肺炎支原體陰性但血清學(xué)陽性的標本或均為陰性的標本,經(jīng)PCR檢測均為陰性,說明FilmArray呼吸道檢測和PCR法一致性較好。
操作說明:將水合溶液和未知樣本加入1號試劑管中,F(xiàn)ilmArray工具依次進行提取和純化核酸、反轉(zhuǎn)錄和多重聚合酶鏈反應(yīng)。使用端點熔解曲線數(shù)據(jù),F(xiàn)ilmArray軟件自動為每個目標生成結(jié)果。其中1號孔中為控制物質(zhì)(裂殖酵母),2、3、4、5號孔中均為清洗緩沖液,6號孔為核酸清洗緩沖液,7號孔為逆轉(zhuǎn)錄/第一階段PCR預(yù)混液,8號孔為稀釋緩沖液,9、10號孔為第二階段PCR預(yù)混液,11號孔空、12號孔為第二階段PCR混合物的溢流容器[18]。
呼吸道病毒感染往往不是單一的病毒感染,可合并其他病原體感染。研究[22]發(fā)現(xiàn),肺炎支原體感染在兒童中的患病率最高,其中以肺炎支原體合并呼吸道合胞病毒感染最為常見,因此對呼吸道感染患者的檢測不能僅僅局限于某個病毒的檢測,也要考慮混合感染的可能,F(xiàn)ilmArray可檢測20種呼吸道病原體,能更高效的檢測患者感染的病原體種類。此外,在患有急性呼吸道疾病患者中,病毒是最常見的可檢測病原體,雖然可能存在普遍使用抗菌藥物的現(xiàn)象,但是檢測出細菌比病毒的概率要低??咕幬镞^度使用的部分原因是急性呼吸道疾病病原體的不確定性,因此,可以通過FilmArray檢測早期識別病原體,從而減少抗菌藥物的過度使用。臨床研究[23]表明,使用FilmArray可縮短抗菌藥物使用的持續(xù)時間、患者住院時間和隔離時間。
FilmArray檢測相比其他檢測方法更有優(yōu)勢。一項大型兒童醫(yī)院FilmArray檢測評估[24]結(jié)果顯示,F(xiàn)ilmArray比直接免疫熒光法具有更高的敏感性。一項國外研究[25]收集315份急性呼吸道感染患者的呼吸道樣本,用免疫熒光法和FilmArray檢測法分別檢測8種呼吸道病毒,檢測結(jié)果顯示陽性率分別為75%和92%,兩種方法陽性一致率為70.5%,陰性一致率為99.6%。雖然診斷呼吸道病毒最常用的方法仍然是免疫熒光法,但將分子方法納入常規(guī)程序?qū)⒋蟠筇岣吒腥镜脑\斷率。FilmArray檢測還能夠檢測其他病毒,如冠狀病毒NL63、229E、OC43、HKU1和博卡病毒[26],由此可知FilmArray檢測優(yōu)于傳統(tǒng)的免疫熒光法。雖然多重PCR也可以同時檢測多種呼吸道病毒,但FilmArray檢測操作更簡單、檢測時間更短、檢測混合病毒感染的敏感性更高[27]。
綜上所述,F(xiàn)ilmArray檢測為呼吸道感染的早期診斷提供了一種很好的檢測方法,可以幫助臨床醫(yī)生快速診斷病毒性呼吸道感染性疾病,有助于合理地應(yīng)用抗病毒藥物,減少抗菌藥物濫用以及減輕患者的經(jīng)濟負擔(dān)。
呼吸道感染性疾病嚴重危害著中老年人及兒童的健康??焖偌皽蚀_地檢出病原體,對患者個性化治療及預(yù)后有著重要作用。病原體培養(yǎng)及常規(guī)PCR檢測結(jié)果準確度高,但耗時較長,POCT能夠簡化操作環(huán)節(jié),縮短檢測時間,能夠快速、有效地診斷呼吸道感染性疾病,該技術(shù)是當(dāng)前轉(zhuǎn)化研究的熱點,不斷更新迭代。其中FilmArray呼吸道檢測能提高呼吸道病原體的檢出率,有助于合理使用抗病毒藥物,減少不必要的抗菌藥物使用,為早期診斷及治療提供良好的依據(jù),將是以后醫(yī)療機構(gòu)內(nèi)檢測呼吸道感染性疾病的重要手段之一。
雖然FilmArray可靠性、實用性和準確性均能滿足臨床診斷需求,但是標本采集方式不當(dāng)也會影響檢測結(jié)果,應(yīng)重視影響檢測結(jié)果的分析前因素,避免干擾;此外,由于每個實驗室檢測結(jié)果還不能統(tǒng)一標準化,檢測項目的不同方法之間尚存在差異,因此,POCT檢測結(jié)果應(yīng)定期與臨床實驗室檢測結(jié)果進行比對,確保醫(yī)療機構(gòu)內(nèi)檢測結(jié)果的一致性;并且檢測人員應(yīng)經(jīng)過規(guī)范的培訓(xùn),按照廠商規(guī)定的要求進行操作,以保證檢測安全有效;最后還需要相關(guān)高質(zhì)量的臨床隨機對照試驗進行確認,以及質(zhì)量控制及臨床監(jiān)管。