温度,荧光定量PCR的下一个大机会

文摘   2024-10-09 08:00   广东  


当前IVD领域的当红辣子鸡,肯定是呼吸道病原体检测了,而且是多重呼吸道病原体检测。

 

从开始的单,到三联检,五联检,十二联检,检测重数是越来越多,在医疗机构内,也非常受欢迎

 

但对于传统的荧光定量PCR来说,有一个问题是绕不过去的,那就是能够同时检测的重数

 

一台定量PCR仪一般就包括五个光通道,分别是FAMSYBR Green通道HEX通道VIC通道ROX通道Cy5或类似通道

 

这也就意味着,如果你想开发一个多重PCR试剂的话,在一管内,最多进行五个反应,而如果带了一个质控的话(比如用ROX通道),那也就只能做到四重检测了。

 

这对于病原体检测来说,就有点不太够

 

所以,行业内一直在寻找解决这个问题的方案,一般来说的话,有以下两种做法。

 

第一种,就是增加管数,一管只能做四重,那就两管做八重,三管做十二重,这种解决方法的问题主要集中在成本上面,对样本试剂和耗材的消耗增加了很多,而且也导致通量下降

 

第二种,就是采用熔解曲线分析法,就是通过利用PCR扩增产物的熔解特性来区分不同DNA序列。这种解决方案对检测稳定性的挑战是非常高的,比如,它对引物的设计要求就很高,因为这对实验的准确性至关重要。

 

有比如,它对PCR条件也很敏感,一些PCR反应当中的微小变化,像DNA聚合酶的质量或反应缓冲液的组成啦,都有可能会影响到熔解曲线。

 

而且,随着靶标数目的增加,荧光背景及检测成本也会随之升高,在这个时候,如果探针的结合区内出现任何核酸变异,都有可能会引起熔点的偏倚,并且导致出现误判和错判。

 

那么,是否有一种技术,能够保持荧光定量PCR的检测优势,又不会推高检测成本呢?

 

罗氏给我们带来了一个新的答案——温度


到底是什么样的技术

 

在九月底的时候,罗氏发布了他们最新的呼吸道十二联检试剂——Cobas Respiratory Flex测试,这个测试可以在Cobas 580068008800PCR设备上运行标本类型是鼻咽拭子,可以检测12种呼吸道病毒甲型和乙型流感、呼吸道合胞病毒、腺病毒、人副流感病毒、肠病毒/鼻病毒、副流感14SARS-CoV-2和其他冠状病毒。

 

这个试剂的与众不同之处在于,它采用了一种名为温度激活信号生成(Temperature-Activated Generation of Signal, TAGS)的技术

 

这种技术实际上采用了两组可逆热活化染料这些染料的颜色在较低的温度下面,是不会出现的,但是在较高的温度下面,它就会出现。

 

这就好比,你家小区里面有棵树,在晚上,温度只有15度,你从旁边走过,发现树底下只有一只,它很警惕的看着你,你拍了张照片,记录了下来。

 

到了早上,气温上升到22度,你又从树旁边走过,发现树底下有两只猫,都在打哈欠,也不怎么关注你,拍了张照片,记录了下来。

 

到了中午,气温上升到30度了,你再次来到了树旁边,发现这次树底下有三只猫了,但它们都在睡觉,压根不理睬你,拍了张照片,记录了下来

 

你看,随着温度的上升,你就可以看见原先那些看不见的猫,这也就意味着,在这份样本当中,含有新的病原体。

 

但如果随着温度的上升,猫的数量并没有增加呢?

 

那就意味着,那些高温才出现的猫,在这份样本当中,并不存在

 

这个设计非常巧妙,因为PCR是一个循环的过程,而每个循环都会从低温到高温,再回到低温,而这样的循环,在PCR反应当中,有40-50次之多——足以收集足够的数据了。

 

这是一个非常出色的想法,在过去,PCR的检测指标荧光强度实际上只有一个维度,那就是时间,现在,罗氏给它们添加了一个维度,温度这个反应就从一维变成了二维。

 

降维打击。

成本优势在哪里?


对于多重检测来说,最重要的问题是——成本。

 

当然,一般来说,多重的收费肯定会比单检更贵,但是它不太可能是简单的乘数关系也就是说,多于多重试剂而言,平摊到每一个单检上的费用,应该会低于单检试剂的。

 

所以,如果你的多重检测试剂,成本是简单的线性增长的话,那你的利润率是肯定下降

 

而对于一位患者而言,他可能感染的只是一两种病原体,只是不能从症状上直接区分罢了,多重检测增加的额外的成本,对于患者来说,都是额外的负担

 

TAGS技术就很好解决了这个问题,因为它就是在一管内进行检测,不需要再花费其他的样本、试剂和耗材,而在这个基础上面,还延伸出了一个新的玩法——数字反射

 

考虑到收费,医生可以开一个二联的单,比如就测一下/乙流,这个时候检验科依旧可以用Cobas Respiratory Flex进行检测,而且只报/乙流检测结果。

 

但如果医生拿到的结果没有满足他的需求,比如检测结果都是阴性的,在这个时候,他可以再开单要求其他的检测结果,而检验科呢,是不需要再度进行检测的,只要对数据重新处理,查看其他的检测结果就可以了。

 

这种成本弹性,无疑增加了产品的竞争力,也就是它的产品名字当中Flex的含义。

 

当然,当讨论成本的时候,是不能只讨论试剂的,还要考虑设备和耗材的问题,毕竟,经过新冠大流行之后,PCR设备已经相当的普及了,如果这个时候还要说服医疗机构购买一台新的PCR仪的话,恐怕不是一个简单的任务

 

TAGS在这一点上就做的非常好,兼容目前市面上主流的PCR设备,不光是高通量设备——对,这玩意可以用96孔板来做——也可以用在POCT设备上,因为它们都具有相同的光路通道和热循环。

 

将技术核心,从设备重新聚焦到试剂上面,这无疑是一个非常好的技术壁垒+成本控制方案。




温度维度的加入,PCR思路开阔了许多想想tNGS是怎么打爆mNGS(我在tNGS这个故事,带给我们很多不一样的看法……一文当中做过这方面阐述

 

虽然在目前这个时间点,TAGS看起来的重数还并不多,只有三个温度梯度,最多十五重,而金域现在推出的tNGS,已经达到198重了。

 

但这并不意味着TAGS技术可能就此止步,一方面,它可以通过进一步的开发新的染料来增加重数,每多一个温度梯度,就可以增加五重。

 

而另一方面,重数的重要性明显不高,否则tNGS就干不掉mNGS了,所以,如果在ICU里面,放一个单管80重,30分钟出结果的分子PCR设备ICU的样本还需要外送么?

 

温度这个参数,将有可能带领PCR技术,走进下一个时代

 

关注我,降低产品上市认知门槛。

 

*个人观点,仅供参考。

 



品牌推广 培训合作 | 商业咨询 | 资料商店 | 转载开白

请在公众号后台回复  合作 


诊断科学
诊断科学,产品和合规咨询顾问,打造了《IVD上市课》等系列课程,曾为多家国内外诊断公司提供战略咨询服务,提倡“从概念到市场”的理念,为诊断厂家提供产品和合规规划的参考方向,一起更早看到未来。使命:降低产品上市认知门槛。
 最新文章