前言
新型冠狀病毒(2019-nCoV)疫情發(fā)生以來(lái),受到了醫(yī)療行業(yè)的廣泛關(guān)注,各廠家都積極投入到了產(chǎn)品研發(fā)之中。
尚未能完整列示的產(chǎn)品信息,主要基于遵重企業(yè)保密性要求,或不排除純屬實(shí)驗(yàn)室項(xiàng)目且無(wú)臨床注冊(cè)安排,以及對(duì)于所提供的技術(shù)參數(shù)資料存有疑問(wèn)等原因。
從方法學(xué)原理來(lái)看,產(chǎn)品整體上可以將試劑盒分為免疫診斷與核酸檢測(cè)兩大類(lèi):
其中尤以熒光定量PCR的產(chǎn)品占據(jù)了絕對(duì)優(yōu)勢(shì),主要因?yàn)橄嚓P(guān)研發(fā)技術(shù)體系不算最復(fù)雜,原料來(lái)源相對(duì)穩(wěn)定充裕,更容易快速研發(fā)成功。同時(shí),可以看出一批分子技術(shù)類(lèi)企業(yè)的快速發(fā)展與注冊(cè)體系的日趨完善。
接下來(lái)我們將分別了解一下相關(guān)方法學(xué)的優(yōu)劣勢(shì),以便各檢測(cè)機(jī)構(gòu)能夠更好地選擇適用性強(qiáng)的新冠(2019-nCoV)檢測(cè)產(chǎn)品:
目錄
1. 免疫診斷
1.1. 酶聯(lián)免疫吸附試驗(yàn)(ELISA)
1.2. 化學(xué)發(fā)光技術(shù)(CLIA)
1.3. 免疫膠體金標(biāo)記技術(shù)(ICS)
2. 核酸診斷
2.1. 熒光定量PCR
2.2. 數(shù)字PCR
2.3. 高通量測(cè)序(NGS)
2.4. 恒溫?cái)U(kuò)增技術(shù)
3. 總結(jié)
附件一:20家新型冠狀病毒檢測(cè)試劑盒獲證企業(yè)名單
附件二:126家新型冠狀病毒核酸檢測(cè)試劑生產(chǎn)企業(yè)名單(持續(xù)更新)
附件三:21家新型冠狀病毒免疫檢測(cè)試劑生產(chǎn)企業(yè)名單(持續(xù)更新)
正文
1. 免疫診斷
免疫診斷是應(yīng)用抗原-抗體特異性結(jié)合原理,使用特定標(biāo)記物進(jìn)行分析檢測(cè)的技術(shù)。由于窗口期(IgM,參考SARS約10天)的存在,該技術(shù)難以在感染初期檢出陽(yáng)性結(jié)果。體內(nèi)干擾因素(異嗜性抗體、類(lèi)風(fēng)濕因子等)存在、患者免疫力低下、HOOK效應(yīng)等也會(huì)導(dǎo)致假陰性結(jié)果出現(xiàn)。另外,免疫診斷技術(shù)敏感性較好但特異性相對(duì)較差,檢測(cè)中可能會(huì)現(xiàn)假陽(yáng)性結(jié)果。雖然其敏感性和特異性相較核酸檢測(cè)處于劣勢(shì),但由于該技術(shù)對(duì)實(shí)驗(yàn)室設(shè)備和人員要求較低,適合基層開(kāi)展規(guī)模檢測(cè),故建議將免疫檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用于基層的大范圍初篩,之后再以核酸檢測(cè)進(jìn)行確診。
1.1.?酶聯(lián)免疫吸附試驗(yàn)(ELISA)
敏感性高,特異性較強(qiáng),既可檢測(cè)抗體,又能測(cè)定可溶性抗原。無(wú)需特殊儀器,且操作簡(jiǎn)便,檢測(cè)成本低,利于普及。但其大多為人工操作,檢測(cè)時(shí)間較長(zhǎng),通量受96孔板的限制,加上對(duì)照、空白及質(zhì)控的使用,實(shí)際患者樣本檢測(cè)數(shù)量少于96例。同時(shí)因其多為開(kāi)放的操作環(huán)境,更容易造成污染,面對(duì)新冠病毒,這是非常需要重視的風(fēng)險(xiǎn)。目前了解情況來(lái)看,有4家品牌宣布成功研發(fā)出了該產(chǎn)品,出于經(jīng)濟(jì)性等因素的考慮,此技術(shù)很適合基層檢測(cè)機(jī)構(gòu)開(kāi)展大規(guī)模篩查,期待有更多廠家能夠研發(fā)生產(chǎn)相關(guān)產(chǎn)品。
1.2.?化學(xué)發(fā)光技術(shù)(CLIA)
目前最先進(jìn)的免疫檢測(cè)技術(shù)之一,具有靈敏度高、特異性強(qiáng)、方法穩(wěn)定快速、檢測(cè)范圍寬、操作簡(jiǎn)單自動(dòng)化程度高等優(yōu)點(diǎn);但往往需要品牌限定的化學(xué)發(fā)光儀,試劑成本相對(duì)較高且無(wú)法開(kāi)放通用,眾多小型實(shí)驗(yàn)室難以承受其成本壓力。目前已有幾家代表性發(fā)光試劑廠家宣布研發(fā)出9款相關(guān)產(chǎn)品,配合對(duì)應(yīng)的化學(xué)發(fā)光儀,檢測(cè)速度可達(dá)200test/h以上,甚至有報(bào)道理論速度達(dá)到300test/h,獲得審批應(yīng)用于臨床后有望明顯提升檢測(cè)效率。
1.3.?免疫膠體金標(biāo)記技術(shù)(ICS)
操作簡(jiǎn)單、反應(yīng)快速(通常數(shù)分鐘即可判讀結(jié)果)、敏感度高,但由于其靈敏度較差、無(wú)法定量檢測(cè)等弱點(diǎn),限制了其應(yīng)用范圍,更適用于床旁檢測(cè)及快速篩查目的。目前已經(jīng)有超15家品牌宣布成功研發(fā)出相關(guān)的產(chǎn)品,且均能在15分鐘內(nèi)檢出結(jié)果,如果能夠應(yīng)用于臨床,對(duì)于新冠病毒輔助篩查將有重要作用。
2.?核酸檢測(cè)
主要指聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng),即通常所說(shuō)的PCR檢測(cè),優(yōu)勢(shì)在于其他方法學(xué)難以企及的極高靈敏度,同時(shí)特異性強(qiáng)、擴(kuò)增環(huán)節(jié)自動(dòng)化程度高,窗口期較短,一般3-5天(理論上核酸只要感染粘膜,就可以檢測(cè)到),相對(duì)封閉的操作環(huán)境可以降低樣本對(duì)環(huán)境的污染。
但其劣勢(shì)在于對(duì)實(shí)驗(yàn)室硬件設(shè)備以及人員都有較高的特殊要求;整體檢測(cè)時(shí)間較長(zhǎng),一輪檢測(cè)常需要2-3小時(shí)以上;多數(shù)PCR儀通量受限于96孔,算上內(nèi)標(biāo)的使用,實(shí)際患者樣本檢測(cè)量更少。同時(shí),PCR最大的問(wèn)題是極易污染,極其微量的污染即可引發(fā)假陽(yáng)性的產(chǎn)生。
疫情爆發(fā)以來(lái),有不完全統(tǒng)計(jì)資料提示“核酸檢測(cè)對(duì)于陽(yáng)性病人,最高有30~50%的陽(yáng)性率。也就是說(shuō),部分患者核酸檢測(cè)結(jié)果為陰性,但在臨床上被確認(rèn)為疑似新冠肺炎,屬于假陰性。甚至有報(bào)道稱個(gè)別患者7次核酸檢測(cè)均為陰性,直到第8次才檢出陽(yáng)性結(jié)果,因此部分臨床醫(yī)生和民眾開(kāi)始質(zhì)疑這項(xiàng)檢測(cè)無(wú)法發(fā)揮作用。關(guān)于這個(gè)問(wèn)題我們也分析了其原因:
1、2019-nCoV病毒特點(diǎn):行業(yè)關(guān)于新冠病毒的認(rèn)知還在逐步增長(zhǎng)中,患者感染病毒后,體液中病毒的含量、分布與癥狀嚴(yán)重程度是否呈線性正相關(guān)尚不明確。如果有臨床癥狀,但病毒在肺部尚未快速?gòu)?fù)制釋放,此時(shí)采樣,就有可能因采集的病毒量不足無(wú)法確診。尤其在發(fā)病早期可能沒(méi)有咳嗽,上呼吸道、包括鼻咽部的病毒量很少,檢測(cè)結(jié)果很可能為陰性。但這樣患者通常傳染性也小,因?yàn)樯虾粑罌](méi)有檢測(cè)到,提示其傳染性不強(qiáng)。
2、檢測(cè)前階段影響:出于可操作性的限制,目前比較常見(jiàn)的采樣方法是使用鼻咽拭子、痰液或肺泡灌洗液采集,其中最常用的是鼻咽拭子。鼻咽拭子采集有先天的局限性,隨機(jī)性較強(qiáng);其次試劑盒要求病毒滅活,而新冠作為RNA病毒,穩(wěn)定性較低。而采樣后的核酸提取效率一定程度上會(huì)受個(gè)體差異、采樣操作及實(shí)驗(yàn)操作規(guī)范程度等影響。
在臨床檢測(cè)中,采樣→送檢→滅活→提取→檢測(cè),其中任一環(huán)節(jié)出現(xiàn)問(wèn)題,都有可能導(dǎo)致無(wú)法提取出足量、有效的病毒核酸,導(dǎo)致后續(xù)檢測(cè)出現(xiàn)假陰性結(jié)果。建議有條件的醫(yī)療機(jī)構(gòu),選擇以深部痰液樣本為佳,重癥氣管插管病人以肺泡灌洗液為準(zhǔn)。
3、檢測(cè)結(jié)果解讀:有些試劑說(shuō)明書(shū)上描述需2個(gè)靶點(diǎn)同時(shí)陽(yáng)性才可報(bào)陽(yáng)性,而新冠作為RNA病毒并不穩(wěn)定,易發(fā)生變異,將只有1個(gè)靶點(diǎn)陽(yáng)性的結(jié)果報(bào)為陰性是否也是導(dǎo)致假陰性的原因之一,值得進(jìn)一步研究。另外,部分結(jié)果正確判斷需要有經(jīng)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)人員對(duì)反應(yīng)曲線進(jìn)行調(diào)整。
4、檢測(cè)試劑盒的設(shè)計(jì)與驗(yàn)證:1月26日,國(guó)家食藥監(jiān)局啟動(dòng)應(yīng)急審批程序,僅4天就批準(zhǔn)了4個(gè)試劑盒產(chǎn)品,用于緊急應(yīng)對(duì)此次疫情。據(jù)報(bào)道,目前國(guó)家食藥監(jiān)局已批準(zhǔn)了9個(gè)新冠病毒試劑盒,同時(shí)有更多試劑盒正在跟進(jìn)中。
通常,檢測(cè)試劑盒作為三類(lèi)醫(yī)療器械,需要經(jīng)過(guò)廣泛的臨床試驗(yàn),在靈敏度、特異性等多項(xiàng)指標(biāo)達(dá)到要求后,才可由國(guó)家食藥監(jiān)局批準(zhǔn)上市進(jìn)入臨床,通常需花費(fèi)數(shù)月乃至數(shù)年時(shí)間。此次疫情暴發(fā)突然,廠家在試劑盒開(kāi)發(fā)中拿不到也來(lái)不及用足夠的臨床樣本進(jìn)行驗(yàn)證,而臨床應(yīng)用需求迫在眉睫,因此倉(cāng)促上陣的核酸檢測(cè)試劑盒質(zhì)量可能參差不齊,穩(wěn)定可靠性尚存疑。
采樣器械、實(shí)驗(yàn)耗材、檢測(cè)儀器不同、人員操作,都可能影響試劑盒的性能表現(xiàn),但隨著這些因素逐步磨合,陽(yáng)性率也會(huì)提升改善。
綜合來(lái)看,雖然核酸試劑盒目前尚有不盡如人意的地方,但因其在感染診斷中病原體檢測(cè)的核心價(jià)值和方法學(xué)優(yōu)勢(shì),以及多方進(jìn)一步改進(jìn)之下,可以預(yù)見(jiàn)核酸檢測(cè)一定始終是新型冠狀病毒(2019-nCoV)無(wú)創(chuàng)診斷的金標(biāo)準(zhǔn),適合具有PCR資質(zhì)的專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行確診試驗(yàn)。
2.1.?熒光定量PCR
擴(kuò)增檢測(cè)同時(shí)完成,自動(dòng)化程度高,具有靈敏度高、特異性強(qiáng)、重復(fù)性好等優(yōu)點(diǎn),但使用成本通常較高,適合具有一定規(guī)模擁有熒光定量PCR儀的實(shí)驗(yàn)室。
目前提供了靈敏度參數(shù)的10個(gè)廠家中,達(dá)到100 copies/mL的有3家,達(dá)到500 copies/mL有4家,另外還有3家達(dá)到1000 copies/mL,更優(yōu)秀的靈敏度意味著能夠在更早期發(fā)現(xiàn)病毒攜帶者,同時(shí)靈敏度的差異也可能導(dǎo)致結(jié)果不同,因此當(dāng)使用多種試劑檢測(cè)結(jié)果不一致時(shí),需考慮靈敏度的因素。由于新型冠狀病毒(2019-nCoV)屬于RNA病毒,容易發(fā)生變異,如果只檢測(cè)單一核酸靶點(diǎn),容易產(chǎn)生假陰性結(jié)果。
不過(guò)我們欣喜地發(fā)現(xiàn)大多數(shù)品牌都采用了多重PCR技術(shù),在一次檢測(cè)過(guò)程中同時(shí)檢測(cè)多個(gè)核酸靶點(diǎn),可有效提升陽(yáng)性檢出率,盡可能避免漏檢的情況出現(xiàn),當(dāng)然核酸靶點(diǎn)的增多也會(huì)提升檢測(cè)成本,因此檢測(cè)機(jī)構(gòu)宜根據(jù)實(shí)際需求選擇最適產(chǎn)品。
2.2. 數(shù)字PCR
能夠?qū)悠返暮怂岱肿舆M(jìn)行絕對(duì)定量,具有比熒光定量PCR更高的靈敏度、特異性和精確性。但同時(shí),它也存在著一些不足,例如樣品通量很低,基本每塊芯片上萬(wàn)個(gè)反應(yīng)單元都是針對(duì)單一樣本分析;多個(gè)芯片的同時(shí)檢測(cè)受限制,在常規(guī)基因表達(dá)分析中不具備優(yōu)勢(shì);基于精密儀器和復(fù)雜芯片,成本昂貴。目前有8個(gè)品牌宣布研發(fā)了相關(guān)產(chǎn)品,且均采用了多重PCR技術(shù),有效地保證了陽(yáng)性檢出率。
2.3. 高通量測(cè)序(NGS)
具有檢測(cè)準(zhǔn)確、覆蓋全面等優(yōu)勢(shì),但是對(duì)人員專(zhuān)業(yè)要求高、檢測(cè)成本高是其劣勢(shì),另外測(cè)序數(shù)據(jù)的儲(chǔ)存和分析,數(shù)據(jù)的安全和信息隱私等問(wèn)題也限制了其在臨床上的應(yīng)用,目前更多用于科研領(lǐng)域。有報(bào)道利用全基因組檢測(cè)分析平臺(tái),可以一次對(duì)幾十萬(wàn)到幾萬(wàn)條病毒的核酸分子進(jìn)行序列測(cè)定,加速檢測(cè)速度,防止病毒變異漏檢,大幅提高疑似病例的確診準(zhǔn)確率。測(cè)序技術(shù)和AI智能是重要的嘗試,臨床應(yīng)用的可行性令人非常期待。
2.4. 恒溫?cái)U(kuò)增技術(shù)
繼PCR技術(shù)后發(fā)展起來(lái)的一門(mén)新型的體外核酸擴(kuò)增技術(shù),具有恒溫、高效、不需要特殊儀器設(shè)備等優(yōu)點(diǎn),但由于其對(duì)引物設(shè)計(jì)要求特別高,檢測(cè)成本高,且結(jié)果不太穩(wěn)定等原因,目前尚未廣泛應(yīng)用于臨床檢測(cè),暫不建議用于確診試驗(yàn)。
但已有部分廠家和檢測(cè)機(jī)構(gòu)正積極推進(jìn)該技術(shù)在臨床上的應(yīng)用,期待其能夠進(jìn)一步被臨床所普遍接受。目前已有10個(gè)試劑盒產(chǎn)品宣布研發(fā)成功,且多采用雙重PCR技術(shù),能夠檢測(cè)2個(gè)核酸靶點(diǎn)。
為便于比較,現(xiàn)將上述內(nèi)容匯總為一份表格:
3. 總結(jié)
疫情發(fā)展至今,仍有不少疑似病例因?yàn)闄z測(cè)效率不足等原因尚未確診,因此檢測(cè)時(shí)間也成為了檢測(cè)機(jī)構(gòu)最為關(guān)心的重要因素之一。根據(jù)廠家聲稱的檢測(cè)時(shí)間統(tǒng)計(jì)可以發(fā)現(xiàn),免疫診斷的方法以其較快的檢測(cè)速度確實(shí)更加適合基層大規(guī)模進(jìn)行篩查,而相對(duì)時(shí)間較長(zhǎng)的核酸檢測(cè)方法會(huì)更適合篩查后的確診目的。
最后,根據(jù)已收集到的信息發(fā)現(xiàn)廣東、江蘇、浙江和上海、北京產(chǎn)品相對(duì)集中,也與核酸檢測(cè)研發(fā)企業(yè)集中在這些省份有一定關(guān)系??紤]物流、技術(shù)支持等因素時(shí),檢測(cè)機(jī)構(gòu)可適當(dāng)參考。
本文的分析數(shù)據(jù)基于各家提供的技術(shù)參數(shù),因絕大部分產(chǎn)品尚未獲得注冊(cè)證無(wú)法獲取產(chǎn)品說(shuō)明書(shū),或未取得大量的臨床驗(yàn)證數(shù)據(jù)。若存在信息填報(bào)不實(shí)或差異,請(qǐng)及時(shí)提供準(zhǔn)確信息,小編將及時(shí)予以更新。
附件一:新型冠狀病毒檢測(cè)試劑盒獲證企業(yè)匯總
附二:126家新型冠狀病毒核酸檢測(cè)試劑生產(chǎn)企業(yè)名單(持續(xù)更新)
附三:21家新型冠狀病毒免疫檢測(cè)試劑生產(chǎn)企業(yè)名單(持續(xù)更新)