分子即時檢驗(yàn)產(chǎn)品的發(fā)展現(xiàn)狀及應(yīng)用分析

李思媛，閆花麗，張強(qiáng)

陜西省藥品和疫苗檢查中心 （陜西西安 710065）

即時檢驗(yàn)（point-of-care testing，POCT）概念于20 世紀(jì)90 年代起源于自美國，2000 年后進(jìn)入中國。POCT 是體外診斷行業(yè)的一個細(xì)分領(lǐng)域，是指在采樣現(xiàn)場即刻進(jìn)行的快速診斷，省去了標(biāo)本在實(shí)驗(yàn)室檢驗(yàn)的復(fù)雜處理，利用便攜式分析儀器及配套試劑即可快速得到檢測結(jié)果的一種檢測方式。POCT是基于醫(yī)學(xué)、免疫學(xué)、分析生物學(xué)、機(jī)械、光學(xué)等多學(xué)科綜合發(fā)展而產(chǎn)生的現(xiàn)代醫(yī)學(xué)檢測方法[1-4]。

2023 年5 月29 日，國家衛(wèi)生健康委、國家中醫(yī)藥局聯(lián)合印發(fā)了《全面提升醫(yī)療質(zhì)量行動計(jì)劃（2023-2025 年）》[5]，文件指出“建立健全覆蓋檢查、檢驗(yàn)全過程的質(zhì)量管理制度，加強(qiáng)室內(nèi)質(zhì)量控制，重點(diǎn)關(guān)注POCT 質(zhì)量管理，配合做好室間質(zhì)量評價(jià)工作，充分發(fā)揮質(zhì)量管理對于推進(jìn)醫(yī)療機(jī)構(gòu)檢查檢驗(yàn)結(jié)果互認(rèn)的重要作用。”本研究主要從分子POCT 產(chǎn)品的發(fā)展現(xiàn)狀和應(yīng)用方面進(jìn)行分析和探討，旨在為該產(chǎn)品行業(yè)相關(guān)企業(yè)、機(jī)構(gòu)提供參考。

1 分子POCT 產(chǎn)品的概述

分子POCT 是指通過技術(shù)創(chuàng)新與優(yōu)化，進(jìn)行全自動、一體化設(shè)計(jì)以符合即時檢測要求的分子生物學(xué)檢測系統(tǒng)。該系統(tǒng)為整合一體化封閉系統(tǒng)，其核酸提取、擴(kuò)增檢測均在同一封閉、便攜式儀器完成，無需人工配制試劑、無需樣本人工處理。樣本上機(jī)后至結(jié)果報(bào)告過程中無需其他手工操作，可有效防止生物樣本及其遺傳物質(zhì)污染環(huán)境。此系統(tǒng)還兼具微型化、易攜帶、自動化、全封閉、速度快、操作簡易等特點(diǎn)，同時能保證檢測性能的高特異性和敏感性，使其能夠適用于醫(yī)院急診、基層醫(yī)療單位、家庭等多種檢驗(yàn)場景。分子POCT 產(chǎn)品的優(yōu)點(diǎn)為儀器或試劑體積小、便于攜帶，且能縮短實(shí)驗(yàn)結(jié)果周轉(zhuǎn)時間。對于急診治療和搶救的患者，醫(yī)師可根據(jù) POCT 信息，為患者及時作出初步診斷并擬定救治方案，有利于減少住院時間，降低發(fā)病率、死亡率[1-3]。例如： 核酸檢測較抗原檢測靈敏度高，對于氣溶膠污染和樣本交叉污染較敏感。因此，為了確保核酸檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性，應(yīng)盡可能的規(guī)避污染。傳統(tǒng)的核酸檢測多在標(biāo)準(zhǔn)PCR 實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行。PCR 實(shí)驗(yàn)室有獨(dú)立的房間及相應(yīng)的空氣流道設(shè)計(jì)，同時PCR 擴(kuò)增間通過負(fù)壓設(shè)計(jì)，可規(guī)避氣溶膠污染。另外，整個核酸檢測要求操作人員持證上崗，采集的鼻咽拭子樣本要統(tǒng)一送PCR 實(shí)驗(yàn)室集中檢測，導(dǎo)致傳統(tǒng)的核酸檢測等待結(jié)果時間長。分子POCT 產(chǎn)品解決了傳統(tǒng)核酸檢測對環(huán)境要求嚴(yán)格和需要專業(yè)操作人員的兩大難點(diǎn)。分子POCT要求“樣本進(jìn)結(jié)果出”和全密閉，使分子POCT產(chǎn)品在理論上脫離PCR 實(shí)驗(yàn)室使用。此外，分子POCT 產(chǎn)品可實(shí)現(xiàn)整個核酸檢測全過程的自動化，對操作人員的要求較低。 POCT 產(chǎn)品的試劑劑量較小、檢測儀器也可重復(fù)利用，制備成本相對較低，檢測成本大幅降低，對于日常疾病檢測具有重大意義。

2 分子POCT 產(chǎn)品的發(fā)展現(xiàn)狀

近年來，全球分子診斷POCT 市場加速發(fā)展。根據(jù)《2023-2029 年中國分子診斷行業(yè)市場發(fā)展?jié)摿巴顿Y風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測報(bào)告》[6]，2021 年，全球分子診斷POCT 行業(yè)市場規(guī)模達(dá)53.02 億美元，同比增長13%；細(xì)分mPOC 領(lǐng)域和“近患”分子診斷領(lǐng)域的市場規(guī)模分別為10.08 億美元、42.94 億美元。

2.1 國外分子POCT 產(chǎn)品的發(fā)展現(xiàn)狀

根據(jù)國際市場劃分，分子診斷POCT 可分為 現(xiàn)場即時診斷（molecular point of care，mPOC）和“近患”分子診斷2 個領(lǐng)域。其中，mPOC 是在便攜式設(shè)備上運(yùn)行PCR 或其他DNA 和RNA 檢測的設(shè)備，占地面積小，可攜帶，檢測速度快，可在醫(yī)師辦公室或患者旁邊進(jìn)行檢測，獲得FDA 實(shí)驗(yàn)室豁免；也可以在實(shí)驗(yàn)室以外使用，強(qiáng)調(diào)非實(shí)驗(yàn)區(qū)域進(jìn)行操作，操作人員可為非專業(yè)人士、臨床醫(yī)師。“近患”分子診斷是指分子診斷系統(tǒng)可以接近患者，但仍需在實(shí)驗(yàn)室操作，不符合mPOC 的定義，可能是被FDA 根據(jù)臨床實(shí)驗(yàn)室改進(jìn)修正案而授權(quán)豁免資格或沒有豁免的產(chǎn)品，操作人員為需要有一定的基礎(chǔ)且經(jīng)過簡單培訓(xùn)的檢驗(yàn)人員[3-4]。根據(jù)《2023—2029 年中國分子診斷行業(yè)市場發(fā)展?jié)摿巴顿Y風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測報(bào)告》（以下簡稱報(bào)告）發(fā)布的最新數(shù)據(jù)，mPOC 領(lǐng)域代表企業(yè)有美國賽沛、美國梅里埃、雅培、羅氏等。“近患”分子診斷領(lǐng)域代表企業(yè)有美國賽沛、美國梅里埃等。目前GeneXpert 全球裝機(jī)量已經(jīng)超過20 000 臺，在美國醫(yī)院分子診斷同類型設(shè)備的裝機(jī)量中，美國賽沛發(fā)布的GeneXpertPCR 分析儀占比接近25%，超過美國梅里埃等。2020 年新型冠狀病毒疫情期間，美國賽沛成為全美裝機(jī)量和新型冠狀病毒檢測試劑盒出貨最多的企業(yè)，其次是美國梅里埃，該公司分子診斷系統(tǒng)FilmArray銷售額達(dá)4.83 億歐元，分子生物學(xué)業(yè)務(wù)成為其增長最快的主要部門，80%增長來自FilmArray 多重PCR 分析系統(tǒng)[5-8]。

2.2 國內(nèi)分子POCT 產(chǎn)品的發(fā)展現(xiàn)狀

根據(jù)《報(bào)告》顯示，疫情前，我國涉足分子POCT 領(lǐng)域的企業(yè)僅有賽沛、優(yōu)思達(dá)、博暉、博奧，全國分子POCT 診斷市場容量僅8 億～10 億元。自2020 年新型冠狀病毒疫情爆發(fā)以來，市場分子檢測需求急速增長，我國分子POCT 診斷產(chǎn)品研發(fā)生產(chǎn)企業(yè)數(shù)量大增[9-12]。但由于我國分子POCT診斷行業(yè)正處于初步發(fā)展階段，市場暫時無法根據(jù)國際市場進(jìn)行區(qū)分，將擁有體積小、具備PCR 實(shí)驗(yàn)室外操作能力、檢測快速的樣本處理-核酸提取-擴(kuò)增檢測一體機(jī)生產(chǎn)能力的體外診斷企業(yè)劃歸為分子POCT 診斷企業(yè)。按照國內(nèi)行業(yè)中分子POCT 診斷產(chǎn)品應(yīng)用領(lǐng)域進(jìn)行劃分，我國分子POCT 診斷產(chǎn)業(yè)大致細(xì)分為新型冠狀病毒核酸快檢、公共衛(wèi)生檢測、婦幼檢測及寵物醫(yī)院檢測四大領(lǐng)域。其中，新型冠狀病毒核酸快檢領(lǐng)域所占市場份額為58%，以達(dá)安基因、圣湘生物、卡尤迪、優(yōu)思達(dá)、博奧等企業(yè)為主；以結(jié)核分枝桿菌為主的公共衛(wèi)生檢測領(lǐng)域所占市場份額達(dá)29%，以人乳頭瘤病毒為主等婦幼檢測領(lǐng)域所占市場份額達(dá)6%，寵物醫(yī)院等領(lǐng)域所占市場份額達(dá)5%。近年來，我國分子POCT 診斷產(chǎn)品研發(fā)生產(chǎn)企業(yè)數(shù)量大增，行業(yè)市場快速發(fā)展。截至2022 年底，國內(nèi)行業(yè)市場規(guī)模達(dá)34 億～52 億元，2019—2022 年，產(chǎn)業(yè)市場規(guī)模復(fù)合增長51.01%[13]。

3 分子POCT 產(chǎn)品的應(yīng)用分析

3.1 國外分子POCT 產(chǎn)品的應(yīng)用

美國賽沛GeneXpert 平臺目前已開展超過40 個檢測項(xiàng)目，涵蓋醫(yī)療相關(guān)感染、危重感染、性健康、婦女健康、病毒和腫瘤、遺傳等應(yīng)用領(lǐng)域，其中包含結(jié)核及利福平耐藥、淋球菌、沙眼衣原體、甲型流感，乙型流感、耐甲氧西林金黃色葡萄球菌、耐萬古霉素的腸球菌、碳青霉烯類抗生素耐藥腸桿菌科細(xì)菌、艾滋病、快速定量檢測丙肝病毒、乙肝病毒載量監(jiān)測九大經(jīng)典產(chǎn)品檢測。

美國梅里埃的FilmArray 平臺主要應(yīng)用于體外定性檢測具有腦膜炎及（或）腦炎體征及（或）癥狀人群的腦脊液樣本中的 14 種細(xì)菌、病毒和隱球菌的核酸，包括：大腸埃希菌 K1 株、流感嗜血桿菌、單核細(xì)胞增生李斯特菌、腦膜炎奈瑟菌（有莢膜）、無乳鏈球菌、肺炎鏈球菌；巨細(xì)胞病毒、腸道病毒、單純皰疹病毒1 型、單純皰疹病毒2 型、人皰疹病毒6 型、人雙埃可病毒、水痘-帶狀皰疹病毒；新型隱球菌。

雅培PRISMnEXT 免疫分析儀應(yīng)用于對癌癥、傳染性疾病、心血管疾病和甲狀腺疾病等的免疫分析； ARCHITECTc4000 臨床化學(xué)分析儀對癌癥、心血管疾病和甲狀腺疾病、藥物濫用、生育能力、肝炎和傳染病的免疫分析。雅培的傳染病免疫分析包括皰疹病毒組DNA 病毒、風(fēng)疹、弓形蟲、甲型肝炎、乙型肝炎等。

羅氏的Cobas Liat 系統(tǒng)是一種快速、易用的PCR 平臺，應(yīng)用于床旁按需檢查，如醫(yī)師辦公室、藥房、以及醫(yī)院和衛(wèi)星實(shí)驗(yàn)室，主要用于流感A/B病毒和呼吸道合胞病毒檢測[14-16]。

3.2 國內(nèi)分子POCT 產(chǎn)品的應(yīng)用

從應(yīng)用領(lǐng)域看，POCT 產(chǎn)品可應(yīng)用于臨床檢驗(yàn)、慢病監(jiān)測、災(zāi)害醫(yī)學(xué)救援、傳染病監(jiān)測、檢驗(yàn)檢疫、食品安全、毒品檢驗(yàn)等公共衛(wèi)生領(lǐng)域[17]。

從應(yīng)用場景看，POCT 產(chǎn)品可出現(xiàn)在多種場合，包括大型醫(yī)院的病房、門診、急診、檢驗(yàn)科、手術(shù)室、監(jiān)護(hù)室；基層醫(yī)院、社區(qū)門診和私人診所；體檢中心；衛(wèi)生服務(wù)中心、疾病預(yù)防控制中心、災(zāi)害醫(yī)學(xué)救援現(xiàn)場、食品安全檢測現(xiàn)場、環(huán)境保護(hù)現(xiàn)場；海關(guān)檢疫、違禁藥品快速篩查；法醫(yī)學(xué)現(xiàn)場；生物反恐現(xiàn)場等[17-18]。

2021 年7 月發(fā)布的《病原體核酸即時檢測質(zhì)量管理要求專家共識》對于分子POCT 的應(yīng)用場景以及主要用途表述較詳細(xì)[19]，見表1。

表1 分子POCT 的應(yīng)用場景

國產(chǎn)分子POCT 產(chǎn)品的的應(yīng)用簡介如下。（1）全自動核酸檢測分析系統(tǒng)：在臨床上對來源于人體生殖道分泌物、呼吸道拭子、血清/血漿、糞便、尿波樣本中的靶核酸（DNAJRNA）進(jìn)行定性、定量檢測，包括人類基因檢測項(xiàng)目和病原體核酸檢測項(xiàng)目。（2）芯片核酸擴(kuò)增分析儀：臨床上用于對來源于人體的痰液拭子洗脫液、肺泡灌洗液等樣本中的靶核酸進(jìn)行定性檢測，包括病毒、細(xì)菌、真菌、非典型病原菌、耐藥基因等項(xiàng)目。（3）恒溫核酸擴(kuò)增分析儀：采用基于熒光檢測的恒溫核酸擴(kuò)增原理，與配套的檢測試劑共同使用，用于對來源于人體呼吸道樣本中的被分析物進(jìn)行定性檢測，包括呼吸道病原菌核酸檢測試劑盒、耐藥基因檢測試劑盒項(xiàng)目；其中，呼吸道病原菌核酸檢測試劑盒用于定性檢測痰液中，包括肺炎鏈球菌、金黃色葡萄球菌、肺炎克雷伯菌等8 種臨床常見下呼吸道病原菌。

3.3 我國分子POCT 產(chǎn)品的應(yīng)用需求

3.3.1 基層醫(yī)療機(jī)構(gòu)

盡管我國基本公共衛(wèi)生服務(wù)有了長足的進(jìn)步和改善，但基層醫(yī)療機(jī)構(gòu)的醫(yī)療資源短缺、設(shè)備配置水平偏低，還存在功能少、性能低等問題。基層醫(yī)療機(jī)構(gòu)對分子POCT 平臺也有較大需求，尤其是設(shè)備投入不足時，分子POCT 產(chǎn)品在基層應(yīng)用較廣，包括床邊、急診、門診等，可為患者提供更好的服務(wù)。分子POCT 產(chǎn)品更適合多數(shù)基層醫(yī)療機(jī)構(gòu)，更好的滿足基層的臨床需求，降低基層醫(yī)院對實(shí)驗(yàn)室和人力的投入[15-16]。

3.3.2 發(fā)熱門診

在發(fā)熱門診建設(shè)過程中，提高檢測能力是重中之重。除了基礎(chǔ)的救治類、檢驗(yàn)類設(shè)備外，還需要高效便捷的輔助診斷工具。針對上呼吸道感染病原體，如甲型乙型流感病毒、呼吸道合胞病毒、肺炎鏈球菌、A 群鏈球菌、肺炎支原體、肺炎衣原體等，使用快速抗原檢測試劑進(jìn)行初篩，無需設(shè)備，即來即測，采樣、檢測、出報(bào)告 0.5 h 內(nèi)完成，為臨床醫(yī)師提供快速準(zhǔn)確的診斷依據(jù)。同時，此類抗原快速檢測試劑，不僅適用于實(shí)驗(yàn)室檢測，還適用于各種復(fù)雜的一線場景，助力各級醫(yī)療機(jī)構(gòu)發(fā)熱門診的高效檢測[17-18]。

3.3.3 防控傳染病

艾滋病、肝炎（乙肝、丙肝）等傳染性疾病的初期癥狀極不明顯，導(dǎo)致感染者易錯失最佳治療時期，并成為潛在感染源，加重了我國的傳染病防控負(fù)擔(dān)。現(xiàn)階段，快速診斷試劑已在部分地區(qū)性大規(guī)模篩查及部分疾病預(yù)防控制中心、門診等場景中應(yīng)用。此外，利用快速診斷試劑由特定社會組織或潛在感染者自行檢測，更大范圍的將高危人群納入檢測，從而提高檢出率。另外，在部分特定場合公安稽查以及部分場合的職業(yè)暴露方面，快速診斷試劑也可發(fā)揮其相應(yīng)的作用。快速診斷試劑在更多場景的覆蓋，使更多的潛在感染者知曉自身感染情況，發(fā)現(xiàn)潛在傳染源，阻斷相關(guān)血源性傳染病傳播[18-19]。

3.3.4 健康居家自檢

新型冠狀病毒抗原檢測作為 POCT 由專業(yè)實(shí)驗(yàn)室開展逐步進(jìn)入健康居家自檢的一個縮影，見證了快速診斷產(chǎn)品在流行疾病診斷和公眾健康防護(hù)方面的積極作用。健康居家自檢解決了患者長時間就診等候的痛點(diǎn)，僅需在家中自主完成取樣、檢測，即刻獲取檢測結(jié)果，或居家完成取樣環(huán)節(jié)后再將樣本寄送至專業(yè)檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)，遠(yuǎn)程查看檢測結(jié)果，獲得診療服務(wù)。居家自檢擁有便捷、私密、無接觸、不受環(huán)境限制、節(jié)約醫(yī)療資源等特點(diǎn)。目前國外自檢試劑種類更豐富，歐美批準(zhǔn)了部分尿液指標(biāo)檢測產(chǎn)品（如尿液白蛋白數(shù)量、亞硝酸鹽含量等）以及獨(dú)具歐美特色的毒品自我檢測類產(chǎn)品等。參照國外自檢產(chǎn)品的發(fā)展，在我國流感、艾滋病、肝炎、腫瘤早篩及維生素等多個項(xiàng)目均為具有較大應(yīng)用潛力居家場景的自檢產(chǎn)品[20]。

4 總結(jié)和展望

目前，分子POCT 檢測技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)展，包括發(fā)熱門診、急診、兒科、呼吸內(nèi)科等臨床科室均對分子診斷技術(shù)有剛性需求。雖有不少報(bào)道[1-10]證明POCT 的優(yōu)越性，但其仍還存在一些不足，如質(zhì)量控制體系不完善、操作者的技術(shù)水平參差不齊、臨床管理不夠完善，職責(zé)分工不明及操作者專業(yè)知識欠缺等嚴(yán)重影響結(jié)果的準(zhǔn)確性和可重復(fù)性等。POCT 產(chǎn)品作為一種新的檢驗(yàn)?zāi)Ｊ剑蚱湓O(shè)備便攜，獲得結(jié)果迅速，可在社區(qū)等基層醫(yī)療機(jī)構(gòu)及經(jīng)濟(jì)落后地區(qū)開展，有利于腫瘤標(biāo)志物的早期篩查，實(shí)現(xiàn)對腫瘤早發(fā)現(xiàn)、早診斷、早治療，降低死亡率，且可對術(shù)后患者的腫瘤標(biāo)記物進(jìn)行及時監(jiān)測[20-22]。

未來的POCT 檢測技術(shù)將不僅局限于疫情防控，還將在許多其他領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，包括社區(qū)醫(yī)療、體檢中心、家庭保健、海關(guān)、軍隊(duì)、學(xué)校等社會部門對POCT 技術(shù)的需求較高。隨著新技術(shù)、新思維、新模式在POCT 的廣泛應(yīng)用，POCT 產(chǎn)品已不再是傳統(tǒng)的POCT，而是集新技術(shù)、人工智能、智慧診斷為一體的高度智能化、精準(zhǔn)化、云端化、共享化、人工智能化為核心的新一代智慧POCT 設(shè)備，其應(yīng)用場景會更廣泛。與現(xiàn)有傳統(tǒng)IVD 大型設(shè)備互相補(bǔ)充，互相協(xié)同，全方位打通檢驗(yàn)科、臨床、患者、醫(yī)療機(jī)構(gòu)、政府等全鏈條，為婦幼保健、慢性病管理、健康監(jiān)測、傳染病預(yù)防等提供更廣泛的數(shù)據(jù)支持[20-23]。目前，分子POCT 檢測市場正在迅速增長。中國的POCT 檢測市場也受益于人口老齡化和慢性病的增加，以及醫(yī)療衛(wèi)生改革的推進(jìn)[24-26]。