呼吸道合胞病毒人免疫球蛋

记者7日从中国科学院深圳先进技术研究院获悉，该院生物医学与健康工程研究所研究员杨慧团队与深圳市儿童医院的科研团队合作，开发出一种简单、全封闭、高度集成的微流控系统，实现了对多种呼吸道病毒及其变种的精准检测。相关成果于近日发表在《生物传感器与生物电子学》杂志上。　　病毒是导致呼吸道感染的主要因素之一。传统诊断方法通常需要复杂的实验设备和较长的检测周期，且存在着高成本、低灵敏度等问题。　　杨慧介绍，传统的聚合酶链式反应（PCR）技术只能确定病毒类型，如果要检测同一病毒的不同变异株，就需要进行昂贵且耗时较长的基因测序。　　为解决上述问题，研究人员开发出一种微流控系统，该系统可以对新冠病毒及其变异株（BA.1、BA.2和BA.5）、甲型流感病毒（H1N1）、甲型流感病毒（H3N2）、流感病毒（IVB）和呼吸道感染病毒（HRSV）进行精准识别。　　据悉，这项研究具有将实验室科学带入社区诊所的能力，是诊断技术领域一项重大突破。随着针对多种疾病诊断试剂的持续开发，该微流控系统在疾病预防、健康监测以及个性化医疗方面，具有巨大的潜力和应用价值。

呼吸道病毒感染由于其高致病率及致死率，成为世界各国人民发病和死亡的主要原因之一。引起上呼吸道感染的病毒种类较多，尤其是甲型流感病毒新型H5N1（FluA-H5N1）、甲型流感病毒新型H1N1（FluA-H1N1）、乙型流感病毒（FluB）、冠状病毒（SARS-CoV）、中东呼吸综合征冠状病毒（MERS-CoV）、新型冠状病毒（2019-nCOV）等病毒在近一个世纪以来的多次大规模流行，给人类的生命健康和社会经济带来巨大伤害。这些上呼吸道感染的病毒引起的感染症状和季节性流行病毒特点相似，为避免造成群聚传染，快速鉴别呼吸道病原体的检测显得尤为重要。据麦姆斯咨询报道，近期，拱北海关技术中心等科研机构于《热带医学杂志》发表研究性论文，将RT-qPCR技术和数字微流控技术相结合，建立一种基于数字微流控RT-qPCR芯片技术的上呼吸道易感病毒多靶标快速检测方法。实现一种以少量样品同时快速检测多个呼吸道病原体的检测技术。该方法满足了目前市场对呼吸道病原体的高诊断率的需求，同时还为精准医疗提供了新的检验手段。为实现一个芯片多个项目的检测功能，研究人员将6个引物（2019-nCOV-N引物、2019-nCOV-Orf1引物、FluA-M1引物、FluB-HA引物、SARS-65引物、MERS-62引物）和相应探针分别预存到芯片的各个反应点中，并向反应点添加引物预存液，而后将芯片置于风干干燥箱中干燥，接着将干燥好的芯片取出进行封装处理。图1 数字微流控芯片结构示意图：芯片设置6个反应点，从左往右依次是预存的2019-nCOV-N引物、2019-nCOV-Orf1引物、FluA-M1引物、FluB-HA引物、SARS-65引物和MERS-62引物为了验证该数字微流控RT-qPCR芯片的检测性能，研究人员使用TE缓冲液将阳性质粒10倍稀释为10 pg/μL至0.01 fg/μL的浓度梯度，并根据RT-qPCR反应体系和反应程序，完成各单项目的引物、探针在AGS4800实时荧光定量PCR仪上的检测下限检测。同样，对相应浓度的质粒使用数字微流控芯片完成实时荧光RT-qPCR反应。如图2所示，6种引物在AGS4800实时荧光定量PCR仪上均可检出对应的阳性质粒，对于10 pg/μL的质粒均可在20个循环之前检出，且45个循环内无非特异性扩增。图2 检测试剂测试结果此外，FluA、FluB、SARS-CoV、MERS-CoV、2019-nCOV这5个检测项目使用PCR仪的25 μL体系最低可检出0.01 fg/μL的质粒，而数字微流控RT-qPCR芯片法每个反应最低可检出0.1 fg/μL的质粒，与PCR仪2 μL体系灵敏度相同。根据公式，质粒拷贝数浓度 =（质粒浓度×摩尔系数）/（质粒长度×碱基对平均分子量），分别计算2种方法中的每个反应的质粒拷贝数可得知，上述2种方法在2~25μL的体系下检出限均为12~15拷贝/反应，检测下限基本一致（图3）。图3 数字微流控RT-qPCR芯片的检测下限测试结果最后，为明确该数字微流控RT-qPCR芯片的检测灵敏度和特异性，研究人员同时使用数字微流控RT-qPCR芯片和RT-qPCR仪检测20个临床标本（包含新冠病毒2例，甲型流感8例，乙型流感6例）的5项呼吸道病毒项目，共计100个测试反应，见表1。结果显示微流控芯片除样品7出现一次对甲型流感病毒漏检外，其余阳性样品均检出对应病毒，对于20个样品的5种病毒的总灵敏度为94%，总特异性为100%。Kappa值 = 0.962，两个检测方法具有高度一致，并且差异有统计学意义（P 0.05）。表1 PCR仪和微流控芯片检测临床样本结果汇总综上所述，该研究将多个RT-qPCR检测项目与数字微流控检测芯片结合，建立了在一次反应中同时检测多个项目的数字微流控RT-qPCR芯片。该数字微流控芯片RT-qPCR法可以以最少的样本量快速检测多个项目，自动化程度更高，可以提高上呼吸道病毒检测的效率，提高应对大规模疫情的快速反应能力。论文链接：http://www.rdyz.cbpt.cnki.net/WKD/WebPublication/paperDigest.aspx?paperID=2d5c44d8-8305-4cbb-9dca-0c8aba6fc75d

成人呼吸道感染类型多样，不同感染类型及不同基础疾病患者病原谱各具特点，在临床常规诊疗过程中，应以患者临床症状体征为基础，联合应用影像学、传统微生物学、免疫学和分子生物学等检测技术，依据相应检测标准做出快速、精准诊断。分子生物学诊断技术在临床的应用目前仍有较多问题亟待解决，尤其是对临床结果的正确解读。不同检测技术所提供的结果具有不同临床意义，如何做到合理应用是所有相关临床医生和检测工作者共同思考的问题。于2023年8月在《协和医学杂志》最新发布的《成人呼吸道感染病原诊断核酸检测技术临床应用专家共识（2023）》参考国内外指南及文献， 分析了实时荧光聚合酶链反应(polymerase chain reaction，PCR)技术、等温扩增技术、数字PCR技术、核酸即时检测技术和病原体高通量测序技术的临床应用场景、技术特点和性能验证要求，以及该类技术在成人急性上呼吸道感染、气管支气管炎、社区获得性肺炎、医院获得性肺炎/呼吸机相关肺炎、慢性阻塞性肺疾病急性加重、肺结核和免疫功能受损人群呼吸道感染中的应用，供临床借鉴参考。其中数字PCR作为新兴的核酸检测技术，第一次被写入呼吸道病原检测的专家共识中，为不同的应用场景提供了更多的选择。共识内容摘要一、不同核酸检测技术性能特征和应用场景的比较PCR：聚合酶链反应 TAT：检验结果回报时间。说明和补充: 数字PCR除了检出限远低于其它检测方法外，能够精准定量的优势让它还可以用来做疗效评估。此外，随着技术的发展，以新羿生物D50为代表的新机型能够实现高通量的检测，检测时间缩短到了1h左右。二、核心推荐意见PCR：聚合酶链反应；mNGS：宏基因组高通量测序。说明和补充: 相较于实时荧光PCR，数字PCR更适合多靶标呼吸道病原体核酸检测。随着数字PCR仪器自动化水平和检测通量的升级，它也可以用于门急诊，住院患者和大规模人群筛查。三、成人呼吸道感染病原体核酸检测技术应用建议PCR：聚合酶链反应；mNGS：宏基因组高通量测序；tNGS：多重病原靶向测序；BALF：支气管肺泡灌洗液；ESBL：超广谱β-内酰胺酶；HIV：人免疫缺陷病毒。说明和补充: 数字PCR可以实现对上表中各种感染类型病原体的检测，并且可以做到单个样本的检测数量更少、样本量要求更低以及对病原体的精准定量。总结分子诊断技术在呼吸道感染性疾病，尤其是全球应对新型冠状病毒大流行中发挥了重要作用，高灵敏度和高特异度的核酸扩增试验(nucleic acid amplification tests，NAATs)已成为诊断新冠病毒感染的参考标准。随着基因组学、工程学和纳米科学等前沿学科的交叉融合快速发展，NAATs 呈现出多种多样的检测方法和日新月异的技术手段，以PCR为基础发展出的实时荧光PCR、多重PCR、数字PCR和等温扩增技术，以及高通量测序、基因芯片、核酸质谱、生物传感器等检测技术，在大型实验室批量检测或现场核酸即时检测(point-of-care testing, POCT)中得以广泛应用。除呼吸道病毒外，一些系统还能检测细菌性肺炎的常见病原体及特定耐药基因。不同检测技术所提供的结果具有不同临床意义，联合应用可进一步提高病原学检测的灵敏度和特异度，更好的解释患者的病程发展并进行治疗监测。其中数字PCR以其灵敏度高(检出限 1copies/mL)、同时检测靶标较多(病原体数个~数十个)、用时短和定量准确等优点，被推荐用于“直接定量检测呼吸道标本中病原体个数，适用于低浓度样本、低丰度基因或突变基因的检测，和其他核酸检测方法的检测限标定”，以及对“造血干细胞及实体器官移植后患者 ”进行病毒(包括巨细胞病毒和其他呼吸道病毒)的定量、动态检测。应用场景包括“定量检测，疗效评估，环境检测，参考品或标准品定标”。