【推荐】揭秘多重检测的复杂之谜：克服呼吸道疾病诊断的挑战！
文摘
科学
2024-10-08 09:23
澳大利亚
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去年10月中国内地出现新冠、流感、肺炎支原体、呼吸道合胞病毒（RSV）和腺病毒同时流行，导致呼吸道疾病案例激增。![]()
毫无疑问的，在后新冠疫情时代下呼吸道感染（LRTIs）已经并且将来持续对全球健康和经济构成了巨大威胁。尤其是在冬季，季节性呼吸道疾病是全球发病和死亡的一个重要原因。全球呼吸道病原体检测市场预计从2022年的31亿美元增长到2030年的42亿美元。
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随着后新冠时期病毒株不断进化，诊断在管理患者预后和优化医疗资源方面的关键作用也随之放大。传统的诊断主要是识别单一目标，相比之下，现在更多使用多重检测同时鉴定多种病原体，使医疗服务能够快速筛查并获得全面的诊断概况。为了控制感染率的上升，呼吸道疾病的POC检测对于及时确诊和病情及疫情的有效管理至关重要。POC多重联检可加快诊断速度、提高成本效益、优化资源和加强病人护理。呼吸道疾病的POC诊断正在迅速发展，尤其是新冠疫情间大规模使用层析检测更是推动了呼吸道POC检测及公众的认知和接受度。
无论是免疫层析检测还是微流控平台上的分子检测，均在POCT技术的发展中都受到了特别关注。
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在整个新冠疫情期间，分子检测由于其高灵敏度和特异性优势，是主要的诊断方法。然而，分子检测通常需要在实验室中进行，涉及复杂的样品运输，容易受到检测机器承载力和试剂供应瓶颈的影响，这些会影响样品出结果的周转时间，可能长达数天。
相比之下，快速抗原检测使用更灵活，可以在POC场景下（如学校或机场）使用，并且更快速，可以在不到10-15分钟内得出结果。但是这种检测方法相较于分子RT-qPCR检测灵敏度较低（至少低于80%）。抗原检测也容易发生交叉反应，与分子检测相比起来有更高的假阳性率和假阴性率。
因此，根据可用资源、所需的准确性和紧急程度，一种测试方法可能在特定情况下比另一种更有用。
由于病原体之间可能存在交叉反应，以及样本复杂性高，i.e.呼吸道样本（如痰液、唾液）通常含有各种类型的细胞、黏液和其他成分，这可能会干扰测试并影响检测的准确性，因此开发用于呼吸道疾病的POC多重联检具有特殊的挑战性。
迈迪安针对呼吸道疾病的POC检测提供全面的解决方案，包括用于快速免疫层析的高性能抗体对，和用于开发qPCR或LAMP分子检测的抗抑性预混液和分子酶，以满足各种检测开发的需求。欢迎点击文末“阅读原文”了解全部内容。
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用于流感、新冠和RSV等呼吸道感染的多重快速层析检测提供了高效的诊断解决方案。但是，由于病毒菌株、病毒载量和样本类型的差异，在高灵敏度和高特异性之间做好平衡可能会很复杂，特别是如果病毒在基因或抗原上存在相似性，这可能导致潜在的交叉反应。Meridian迈迪安提供一系列针对甲流/乙流、肺支、新冠、ADV和RSV病毒的单克隆抗体对，经过优化能有效降低交叉反应并提高灵敏度，非常适合于用于呼吸道多重快速免疫层析检测的应用。
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★抗体结合动力学与检测 LOD★
用于多重检测的抗体必须具有高灵敏度，能够同时检出低浓度和高浓度的靶标，而且必须具有高特异性，不会产生相互交叉反应，也不会与检测混合物或患者样本中的其他蛋白质发生交叉反应。
此外，抗体的结合亲和力也是一个关键因素，尤其是在免疫层析检测中，结合率和解离速率直接影响检测的灵敏度、特异性和整体性能。
具体而言，较高的抗体结合速度对于检测来说是最理想的，因为当样本沿膜移动时，检测靶标只有很短的时间与固定的捕获抗体接触。
因此，快速的结合速率和缓慢的解离速率会增强检测样本与抗体的结合，这与检测灵敏度、特异性、信号强度、动态范围和检测极限的等性能指标的提高密切相关。
以下表1测量了甲流抗体#BN1069、#BN1070、#BN1223、#BN1223和#BN1224的动力学特性。具体来说，实验通过适应1:1结合模型，通过传感图谱确定了结合率（Kon）和解离速率（Koff）常数，以及平衡解离常数（KD），相关系数（R2）值大于0.99。甲流抗体#BN1069和#BN1070以及乙流抗体#BN1223的KD值分别为2.60x10-11、6.10x10-11和2.23x10-11 M。
表1.可溶性甲流/乙流与固相结合的抗体之间反应所得结合动力学数据：![]()
表2. 甲乙流单抗体对在快速免疫层析检测中的检测极限：
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过去十年间，美国FDA认可的急性呼吸道感染分子诊断数量显著增加。研究表明，通过多重分子检测的方法检测多种呼吸道病毒可能比传统的抗原或培养方法更具成本效益。但是，呼吸道样本，如痰液、鼻拭子和唾液，含有可能干扰PCR扩增的抑制物，可以与靶标DNA直接作用并阻碍聚合酶或其他PCR反应组分的活性。为了降低这种干扰，在进行PCR之前通常需要首先从样本中提取RNA或DNA。
随着对更加用户友好、成本更低且能够更快地获得检测结果的需求的增加，使用原始样本并且不需要DNA/RNA提取的分子方法预计将成为常规做法。
结合了无创采集唾液样本和直接检测于一体的方法是新一代分子POC筛查检测的理想方案。但是，这样的检测要求检测性能必须在灵敏度和可靠性方面与当前方法保持一致，以改善患者护理和临床结果。
★使用针对唾液样本特异的分子POC诊断 ★
唾液由于其无创、易采集、易运输作为诊断样本广泛使用于检测研究类似于血清，唾液含有激素、抗体、生长因子、酶和微生物，可作为疾病检测的生物标志物。但是由于分析物浓度低，PCR抑制物浓度高，是唾液样本用于分子检测的挑战。
Meridian迈迪安推出的Specimen-Specific™ 系列中针对唾液样本的分子预混液系列有助于克服开发唾液直接检测中遇到的挑战。
这些预混液是专门用于对唾液原始样本灵敏可靠的检测优化的配方。这种即用型的预混液，使用时只需要添加特异性引物和探针即可。此外，它们还可以通过冻干或风干，用于开发常温稳定的检测，是POC检测的理想选择。
Air-Dryable™ 可风干唾液直扩RT-qPCR预混液：对通用病毒保存液样本（高达35% UTM）进行多重、灵敏的qPCR检测
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对含有35%UTM拭子样本中的呼吸道病原体（甲型流感和RSV）进行多重扩增结果显示，Air-Dryable™ 可风干唾液直扩RT-qPCR预混液（MDX131，红色）与TaqPath™（Thermo，黑色）或Ultraplex™（QuantaBio，灰色）提供的抗抑型试剂相比，具有更高的抑制物耐受性和多重扩增性能。Lyo-Ready™ 可冻干唾液直扩RT-LAMP预混液对唾液、痰液或含有UTM的样本具有强抑制物耐受性和快速扩增性能
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使用冻干的可冻干唾液直扩RT-LAMP预混液MDX135(蓝色)或 NEB WarmStart®(橙色)分别对30%人类唾液、30% 含/不含有人工痰液的通用传输介质(UTM)和30%的病毒传输介质(VTM)中的灭活RSV进行等温扩增。65°C下反应60分钟，检测结果通过TTR显示。误差条代表六次技术重复间的标准偏差。结果显示，MDX135(蓝色)对所有样本中的靶标扩增获得的TTR均比NEB WarmStart®(橙色)的更短。MDX135对各种抑制物的耐受性能都更好。
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分子检测可有多种技术，包括PCR、LAMP和NASBA，可快速、准确地检测病原体的遗传物质（DNA或RNA）。这些检测高效、灵敏，并适用于POC即时检测。当与微流控、微型化和自动化相结合时，可以开发便携式和用户友好的分POC检测，用于快速准确地诊断呼吸道感染和其他疾病。
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迈迪安的所有产品都可以提供商业大规模生产，符合ISO13485标准，并大量用于全球各种获得认证的商用检测中。
北京迈迪安生物科技有限公司是Meridian Bioscience在中国设立的全资子公司。Meridian BioScience （以下简称：迈迪安）是一家全球领先的生物诊断公司，总部设立在美国，距今已有45年的历史。迈迪安公司分为诊断和生命科学两个部分，在中国地区的主营业务是生命科学产品，包括各种分子和免疫诊断检测的关键原料，如抗原抗体、免疫阻断剂、PCR和LAMP反应的聚合酶和优化的预混液、核苷酸等，为人体、动物、农业、环境及食品安全等各种检测提供全面的解决方案。45年来，迈迪安已经成为全球各领域诊断企业的首选原料供应商！
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