2022分子诊断技术检测感染性疾病的应用和发展(全文)
分子生物技术在医学检验中的应用方法与发展趋势

分子生物技术在医学检验中的应用方法与发展趋势摘要:医学测试是临床诊断的重要基础,可以对患者不同指标的变化做出精确反应。
在医学测试中,结果取决于许多因素,如检查员的专业能力、测试设备和测试方法。
使用现代分子生物学进行的医学试验可以提高试验结果的准确性,并指导临床治疗。
关键词:分子生物技术;医学检验;应用方法;发展趋势;前言:分子生物技术作为最快速发展的医疗技术在医学理论测试,他越来越成熟,不仅提供更多医疗测试,但是方向和推广最好的医疗技术在中国转型提供理论和技术支持中医中药、蒙古西藏医学在现代医学和医学。
检验是临床治疗的主要工具,但在检验过程中可能会引起不良反应,通过现代分子生物学的血液分析可以了解血液的质量并提高临床检验的安全性。
一、优势分子生物技术和分子生物技术的优势分为研究对象。
分子生物技术通常使用生物分子作为主要的医学试验对象,通过测试大分子获得完美的研究结果,为临床试验的高质量发展提供重要的技术支持。
效率测试。
根据临床试验的经验,我们发现大多数临床试验将包括使用各种大型试验机,其中最重要的要求是能够与它们合作、发挥重要作用并提高临床试验的有效性。
分子生物学是研究形态、结构特征、重要性、正规性和所有生物大分子如核酸和蛋白质关系的科学。
这是一门基本的学科,人们从分子层面揭示生物世界的秘密,从被动适应自然,从积极过渡到自然重组。
他们意识到世代的延续是由生物自身携带的遗传物质决定的,科学家们发现这些遗传密码的努力已经成为人类征服自然的一部分,研究生物大分子的亚生物学迅速成为现代生物学中最具活力的学科世纪下半叶,生命科学取得了巨大进展,特别是分子生物学方面的突破,从根本上改变了生命科学的地位。
分子生物学是一种基于核酸生物化学的研究方法,目前在医学实验中广泛使用。
二、分子生物技术在医学检验中的应用方法1.研究还从鉴定到核酸分析和表达产品分析,在医学试验中,中国的生物技术分子芯片后来从发达国家开始。
相比之下,有一些差距自年初以来,中国生物芯片技术在市场上越来越明显,规模也越来越大。
分子诊断技术在感染性疾病诊断中的应用前沿

分子诊断技术在感染性疾病诊断中的应用前沿随着科技的不断进步,分子诊断技术在感染性疾病的诊断中扮演着越来越重要的角色。
分子诊断技术通过检测人体内的特定基因、蛋白质以及其他分子标志物,能够准确、快速地诊断出感染性疾病,为临床治疗提供及时有效的指导。
本文将介绍分子诊断技术在感染性疾病诊断中的应用前沿。
一、分子诊断技术简介分子诊断技术是一种利用分子生物学和生物化学的方法进行疾病检测和诊断的新兴技术。
它利用了人体内微量的分子标志物,如DNA、RNA、蛋白质等,通过特定的实验方法进行检测,从而准确地诊断出感染性疾病。
在感染性疾病的诊断中,传统的方法往往需要培养和鉴定病原微生物,操作繁琐、耗时且存在很大误差。
而分子诊断技术则能够通过直接检测病原微生物的核酸或蛋白质等标志物,极大地提高了诊断的准确性和快速性。
二、PCR技术的应用聚合酶链反应(Polymerase Chain Reaction,PCR)是目前应用最广泛的分子诊断技术之一。
PCR技术通过扩增病原微生物的DNA片段,能够在非常短的时间内获得大量特定的基因组DNA。
在感染性疾病的诊断中,PCR技术被广泛应用于包括呼吸道感染、血液感染、泌尿道感染等在内的多个领域。
例如,在呼吸道感染的诊断中,通过采集患者的呼吸道标本,利用PCR技术快速检测出病原微生物的核酸,可以准确地确定感染性病原体,从而指导治疗方案的选择。
PCR技术的快速性和准确性为感染性疾病的早期诊断提供了重要的手段。
然而,PCR技术在一定程度上存在着对特殊设备和操作技术的依赖,同时也容易受到样品质量和操作误差的影响。
三、下一代测序技术的发展随着生物技术的不断发展,下一代测序技术(Next Generation Sequencing,NGS)逐渐兴起并广泛应用于感染性疾病的诊断中。
NGS 技术能够快速、准确地测序全基因组的DNA或RNA,不受研究对象的限制。
在感染性疾病的诊断中,NGS技术能够对患者样本中的全部基因组进行测序,并通过比对分析找出病原微生物的基因组序列,从而实现全面的病原微生物检测和鉴定。
感染性疾病分子诊断

断
病因 内因和外因两大类
内因主要指遗传因素,如基因结构、
基因表达状况的改变,其中基因结构的
改变包括点突变、插入、缺失、重排、
易位、基因结构多态性变异、前病毒插
入等;而基因表达状况改变则包括转录
产物的结构或表达量的异常。
外因是指外在的环境因素,如生活方
式、工作环境、精神状况和各种感染性
的疗效更佳,此时也需要采用分子生物
学技术对HCV进行病毒分型。
三、人类免疫缺陷病毒
人类免疫缺陷病毒HIV),顾名思义它会造成人类
免疫系统的缺陷。1981年,人类免疫缺陷病毒在
美国首次发现。它是一种感染人类免疫系统细胞
的慢病毒,属反转录病毒的一种。至今无有效疗
法的致命性传染病。该病毒破坏人体的免疫能力
能力的双链DNA病毒,具有以下几个特点:
① 不完全双链环状结构;② 利用重叠的
开放读码框架(ORF)可编码多个蛋白质;
③ 所有调控序列均位于蛋白质编码区;④
基因序列具有多变性。HBV基因组是已知
可感染人类又能独立进行复制的双链DNA
病毒中最小和最高效的。
HBV基因组具有独特的结构,是一个长约
3.2 kb的不完全双链环状DNA。双链的长度
变后的HBV称为YVDD变异株和YIDD变异株。由
于变异造成基因组核苷酸与DNA多聚酶的结合能
力有降低,通常变异株的复制能力低于野生株。
当停止应用拉米夫定治疗后,野生株通常会替代
变异株。
• HBeAg 阳性的标本,HBV DNA 通常有较高
的浓度, HBeAg 阴性、抗HBe 阳性的标本,
HBV DNA 浓度通常较低。当HBV 基因组
高温,抵抗力较低,离开人体不易生存,常温
分子诊断技术的发展与应用

分子诊断技术的发展与应用近年来,分子诊断技术被广泛应用于医学领域,成为临床诊断的重要手段之一。
该技术基于分子生物学原理,可以快速、准确地检测病原体、基因突变等分子物质。
本文将从技术的发展历程、主要应用领域以及未来的发展方向等方面,探讨分子诊断技术的发展与应用。
一、技术发展历程分子诊断技术起源于20世纪80年代,随着基因测序技术的不断发展和精进,分子诊断技术得到了快速的发展。
随着PCR技术、DNA芯片技术、质谱技术等多种技术的出现,分子诊断技术变得更加快捷和高效。
PCR技术是最具代表性的分子诊断技术之一。
PCR技术可以放大极微小的DNA片段,使其可被检测。
DNA芯片技术以及质谱技术的出现进一步拓展了分子诊断技术的应用领域,可检测的分子物质种类越来越多,诊断效果也更加准确、迅速。
二、主要应用领域分子生物学为分子诊断技术提供了理论基础,分子诊断技术在临床应用中,其应用领域也越来越广泛。
下面,简单介绍分子诊断技术的主要应用领域。
1、感染疾病的诊断PCR技术可以用于检测各种病原微生物,包括病毒、细菌、真菌和寄生虫等。
分子诊断技术可以提高感染疾病的诊断速度和准确度,使得医学工作者能够及时、精准地为患者制定治疗方案。
2、肿瘤诊断与治疗分子诊断技术可以帮助肿瘤的早期诊断和分类,制定个性化的治疗方案。
比如,检测某些基因的变异可以预测患者的肿瘤发生风险,为早期诊断提供帮助。
另外,针对某些具有特定基因突变的肿瘤,分子诊断技术可以指导药物临床试验和治疗。
3、遗传性疾病的筛查分子诊断技术可用于检测各种遗传疾病,如囊性纤维化、地中海贫血等,特别是对于那些没有典型临床表现或者早期症状不明显的新生儿疾病,分子诊断技术可以帮助及早发现和治疗。
三、未来发展方向分子诊断技术的未来发展方向主要有以下几个方面。
1、多种技术的集成PCR、DNA芯片、质谱等多种技术的集成可以提高分子诊断技术的效率和准确度。
例如,多重PCR技术可以同时检测多种病原体,减少检测时间和检测步骤,提高检测精度。
分子诊断主要应用领域及发展前景分析

分子诊断主要应用领域及发展前景分析一、营销计划的实施(一)有效实施计划的注意事项(1)有明确的行动方案。
战略和计划的有效实施,要有详细、具体的行动方案,以帮助理解和清晰营销计划的关键性环境、项目和措施,正确地把任务、责任落实到个人、团队或部门。
(2)可能需要调整组织结构。
必须注意组织结构与任务、责任相一致,与自身的特点、环境相适应,根据战略和计划适时调整、优化组织结构。
(3)要有完善的规章制度。
必须明确与计划有关的环节、岗位和人员的责权利,明确具体要求和奖惩措施,建章立制进行约束和管理。
(4)注意协调关键流程。
为了有效实施战略和计划,做到行动方案、组织结构、规章制度等因素,尤其是相关机构、人员在大目标下协调一致,需要界定相互之间的工作关系,构建作业流程,保障操作层面相互配合。
(二)影响计划实施的常见问题和原因(1)计划脱离实际。
计划通常由专业计划人员负责制订,基层人员具体操作和执行。
专业计划人员可能更多考虑的是总体方向和原则,疏于关注过程和实施细节,使得计划较为笼统和形式化;计划人员可能了解现实中的具体问题不够,营销计划偏离实际;计划人员和基层操作人员交流情况不足,后者不能很好理解需要执行的计划,遇到困难……最终导致计划人员和基层人员对立,互不信任。
所以,制订计划不能只靠专业计划人员,也可由他们联系基层人员一起讨论、制订。
基层人员或比计划人员了解实际情况,将他们纳入计划管理过程,有助于营销计划的制订和实施。
(2)长期目标和短期目标的矛盾。
计划常常涉及长期目标,企业对具体执行计划的人员又可能是依据短期的绩效,如销量、市场份额或利润等评估和奖励,他们常常不得不选择目光短浅的行为。
要注意解决这一矛盾,设法求得两者之间的平衡。
(3)因循守旧的情性。
一般来说,新战略、新计划如果不符合传统和思维习惯,就容易遭到抵制。
新旧战略和计划之间差异越大,实施中阻力也越大。
要推动与原来思路截然不同的计划,常常需要打破传统组织结构和流程,“不换脑袋就换人”,甚至重建管理体制。
分子诊断在传染病防控中的关键作用

分子诊断在传染病防控中的关键作用摘要:随着科技的不断发展,分子诊断技术在传染病防控领域发挥着越来越重要的作用。
本文将探讨分子诊断技术在传染病防控中的应用及其优势,并分析其在我国传染病防控中的关键作用。
一、引言传染病是全球范围内对人类健康造成严重威胁的一类疾病,防控传染病是全球卫生工作的重点之一。
传统的传染病诊断方法主要包括病原体分离培养、免疫学检测等,但这些方法存在操作复杂、周期长、敏感性低等不足。
随着分子生物学技术的发展,分子诊断技术逐渐成为传染病防控的重要手段。
二、分子诊断技术及其在传染病防控中的应用1. 基因测序技术基因测序技术通过对病原体基因组的测序,可以准确鉴定病原体的种类和亚型,为传染病的快速诊断和疫情监测提供重要依据。
此外,基因测序技术还可以分析病原体的遗传变异,为研究病原体的进化和传播途径提供重要信息。
2. 实时荧光定量PCR技术实时荧光定量PCR技术是一种高灵敏、高通量的病原体检测方法。
该技术通过检测病原体特异性核酸序列的扩增过程,实现对病原体的快速、准确检测。
实时荧光定量PCR技术在传染病防控中的应用主要包括病原体快速诊断、病毒载量测定、耐药基因检测等。
3. 环介导等温扩增技术环介导等温扩增技术(LAMP)是一种简单、快速的病原体核酸检测方法。
该技术通过特异性引物和链置换DNA聚合酶在恒温条件下扩增靶标序列,产生大量核酸产物。
LAMP技术在传染病防控中的应用主要包括病原体快速诊断、疫情监测、疫苗效果评估等。
4. 基因芯片技术基因芯片技术通过将大量核酸探针固定在固体支持物上,实现对多个病原体核酸序列的并行检测。
该技术在传染病防控中的应用主要包括病原体快速诊断、病毒亚型鉴定、耐药基因检测等。
三、分子诊断技术在传染病防控中的优势1. 高灵敏度和高特异性分子诊断技术具有极高的灵敏度和特异性,能够检测到极低浓度的病原体核酸,有效降低误诊和漏诊率。
2. 快速检测分子诊断技术可以在短时间内完成病原体核酸检测,为传染病的快速诊断和疫情控制提供有力支持。
分子生物技术在医学检验中的应用方法和发展趋势

分子生物技术在医学检验中的应用方法和发展趋势发布时间:2022-07-30T05:12:19.424Z 来源:《医师在线》2022年10期作者:张兆芹[导读] 这些年来,分子生物技术的巨大发展一定程度上推动了医学的发展,它对现代医学的各个领域都造成了不小的影响,其中就包含着对医学检验方面的促进。
张兆芹新泰市汶南中心卫生院山东省新泰市 271202摘要:这些年来,分子生物技术的巨大发展一定程度上推动了医学的发展,它对现代医学的各个领域都造成了不小的影响,其中就包含着对医学检验方面的促进。
本文从分子生物技术出发,首先探讨分子生物技术的内涵以及它在医学领域的优势,其次则探讨了分子生物技术在医学检验中的应用方法,再次则讨论分子生物技术的发展趋势和存在的一些问题。
关键词:分子生物技术;医学检验;应用方法;发展趋势;医学一、分子生物技术的内涵与优势分子生物技术发展时间虽然比较短,但是现如今作为现代医学研究的一大重点,必定有着其独特的内涵和优势。
1、分子生物技术的内涵分子生物技术是从微观的角度,检测生物分子水平的线性结构,如核酸序列,从而来横向的对不同物种或同物种不同个体,甚至同个体不同生理状态或不同细胞进行比较,检测其中的差异,可以说是研究生物分子间的互相作用。
分子生物技术从产生至今还只有三十多年的时间,但是在现代医学中获得了广泛的应用,取得了一定的成绩。
分子生物技术不只是在医学领域有所发展,在其他领域如能源方面、环境生态等众多领域都有其深刻的发展意义。
2、分子生物技术的优势分子生物技术在医学检验中有着其独特的优势。
首先就是分子生物技术的效率高,分子生物技术通过一些如分子生物传感器、芯片等应用,改变了传统医学检验效率不高的局面,为医学检验注入了新鲜的高科技现代化血液,极大地提高了医学检验的效率。
在当今社会,效率是发展的重要因素,可以说,分子生物技术符合了时代和科技的要求。
其次,分子生物技术也提高了医学检验的准确性。
分子诊断技术在感染性疾病中的应用

分子诊断技术在感染性疾病中的应用近年来,随着生物技术的不断发展和进步,分子诊断技术逐渐成为感染性疾病的重要诊断手段。
分子诊断技术凭借其高效、准确的特点,在感染性疾病的早期检测、病原体鉴定以及药物治疗等方面发挥了重要的作用。
本文将对分子诊断技术在感染性疾病中的应用进行探讨。
一、感染性疾病的现状及诊断需求感染性疾病是指由病原体引起的,具有传染性和感染性的疾病,在全球范围内都存在广泛的传播。
传统的疾病诊断方法往往需要较长的时间,且结果可能存在偏差。
因此,为了更好地控制和治疗感染性疾病,寻找一种快速、准确、敏感的诊断方法至关重要。
二、分子诊断技术的原理分子诊断技术主要是通过检测目标病原体的核酸或蛋白质,从而实现对感染性疾病的快速鉴定。
该技术的核心是PCR(聚合酶链式反应)技术,通过扩增病原体的核酸而使其可检测。
此外,还包括核酸杂交技术、电化学检测技术、质谱技术等。
三、1. 早期检测感染性疾病的早期检测对于及时治疗和阻断传播至关重要。
传统的检测方法往往需要培养病原体,耗时且可能错过感染的黄金期。
而分子诊断技术可以通过检测病原体的核酸来进行诊断,大大缩短了检测时间。
例如,在临床应用中,通过PCR技术可以快速检测出致病菌,包括细菌、病毒、真菌等。
2. 病原体鉴定感染性疾病的病原体鉴定是指确定引发感染的具体病原体种类。
传统的方法往往需要进行培养和分离,耗时且可能造成误诊。
而分子诊断技术可以通过比对特定的基因序列,实现快速、准确的病原体鉴定。
例如,在临床中,利用PCR技术可以快速鉴定出引发感染的细菌株,为精确治疗提供了依据。
3. 药物治疗指导感染性疾病的药物治疗往往需要依据病原体的敏感性进行选择。
然而,传统的方法往往依赖于耗时的培养和药敏试验,存在选择压过大和结果不准确的问题。
而分子诊断技术可以通过检测相关基因的表达,预测病原体对药物的敏感性。
例如,在耐药菌的检测中,分子诊断技术可以快速鉴定出耐药基因的存在,从而指导合理的药物治疗。
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2022分子诊断技术检测感染性疾病的应用和发展(全文)以分子生物学为核心的实验诊断技术是当前感染性疾病临床实验诊断的重要手段,高效、快速地检测病原微生物对于感染性疾病的临床诊疗意义重大。
而随着近年来纳米材料、应用化学、光物理学和生物传感等技术的进步,分子诊断技术也迎来了革命性的创新和发展。
分子诊断技术具有特异性强、灵敏度高、周转时间短和应用范围广等众多优点,在感染性疾病的临床诊断中已应用十分广泛。
一、新一代定量PCR技术聚合酶链反应(polymerase chain reaction,PCR)是1985年建立的在体外特异性扩增一段特定核酸序列的技术,是目前病原微生物分子生物学检测中应用最为广泛的技术。
第1代普通PCR 技术,只能定性而不能准确定量,并且操作过程需要开盖,易造成“气溶胶”污染。
研究者们在常规PCR技术的基础上,于1996年建立了实时PCR技术或荧光定量PCR,实现对PCR过程中产物量的实时监测,无开盖操作,污染风险低,能准确定量检测。
目前在乙型肝炎病毒(hepatitis B virus,HBV)、人类免疫缺陷病毒(human immunodeficiency virus,HIV)、结核分枝杆菌等感染性疾病中细菌、病毒的定量监测中广泛应用。
但对于较低拷贝数的DNA 难以检测,而且扩增效率的差异会直接导致实验室内或者不同实验室检测结果的偏差。
而数字PCR(digital PCR,dPCR)技术是基于传统PCR以及实时定量PCR发展起来的第3代PCR技术,能更准确地观察到单拷贝核酸分子的动态,可让研究人员能够直接数出单基因分子的个数,对起始样品进行绝对定量。
已有研究表明,dPCR 能够检测出极低拷贝的靶标分子,灵敏度高于目前常用的实时定量PCR,并且dPCR 不需要制备标准曲线、不受基因扩增效率的影响,在临床诊断领域具有独特的优势。
由于dPCR 的高灵敏度,临床微生物标本无需培养即可以进行检测,大大缩短临床报告时间,并且可以准确地检测细菌数目和病毒载量,从而对疾病进行早期诊断、药物疗效观察、病情判断及预后观察,目前dPCR 技术已广泛应用于HBV、HIV、甲型流感病毒等临床领域。
在临床中HBV共价闭合环状DNA被认为是根除HBV的关键,有研究表明,与传统的FQ-PCR相比,dPCR至少可检测102个以上的HBV共价闭合环状DNA,相当于0.540~0.594个拷贝的共价闭合环状DNA用于精确检测HBV感染。
未来dPCR可以进一步提高检测通量,进行多通道检测,同时对多个靶标多个标本检测;同时提高检测自动化程度,实现全自动化检测流程,提高检测速度,进一步降低检测时间,降低检测成本等。
随着dPCR为代表的新一代定量PCR技术的发展,在针对感染性疾病的临床实验诊断将迈向新的台阶。
dPCR临床检测应用尚暂无国家或行业统一标准,且缺乏商品化的室内质控品,因此需要建立适宜的室内质控措施,建立规范化的标准检测分析流程。
二、等温扩增技术由于PCR技术对精密昂贵的热循环仪的严重依赖,很大程度上限制了其在经济和医疗资源有限的地区、医院以及在现场快速检测(point-of-care testing,POCT)平台开发方面的应用。
目前,等温扩增技术近年来发展迅速,因不需要热循环仪支持,可以在更短的时间内以恒定温度实现目标基因快速高效扩增的特点,使其成为核酸扩增领域一种极有前途的替代方法。
常见的等温扩增技术有:环介导等温扩增技术(loop-mediated isothermal amplification,LAMP)、重组酶聚合酶扩增技术、滚环扩增技术(rolling circle amplification,RCA)、核酸序列依赖扩增技术(nucleic acid sequence-based amplification,NASBA)和链置换扩增技术等。
LAMP技术因具有特异性高和操作简便等特点,已成为应用最广泛的核酸等温扩增技术。
其可以在60~65 ℃的恒定温度下实现对目标序列6个区域的快速特异性扩增,反应时长为30~60 min[8, 9];特异性和灵敏度高,扩增时间相对较短,扩增效率极高,对扩增条件的耐受性相对较高,扩增结果可通过肉眼、荧光、电泳、电化学传感器、横向流动试纸条等多种方法进行判读,非常适用于病原体的POCT检测。
但由于引物设计繁琐,扩增晚期易出现非特异性扩增。
Mashooq等利用实时LAMP技术在20 min 内实现了对沙门菌的快速便捷检测,灵敏度达10基因组拷贝/反应,比基于TaqMan荧光探针的qPCR高10倍。
值得注意的是,由于LAMP的高灵敏度和高产率等特点,LAMP容易产生气溶胶污染,因此如何集样本前处理、核酸等温扩增和结果判读于一体也是LAMP广泛应用于病原体POCT的难点之一。
重组酶聚合酶扩增技术是另一项应用较为广泛的等温扩增技术,其反应需单链核酸(寡核苷酸引物)的重组酶、单链DNA结合蛋白(single strand DNA-binding protein,SSB)和链置换DNA聚合酶3种关键酶,在37~42 ℃温度条件下,重组酶与引物结合形成蛋白-DNA复合物,在双链DNA(double-stranded DNA,dsDNA)中靶向结合同源序列,导致dsDNA构象发生改变,进而启动DNA合成,对模板上的目标区域进行指数式扩增。
它被替换的DNA链与SSB结合,防止进一步替换。
有很高的特异性和扩增效率,通常扩增时间仅需5~20 min,能实现单基因组拷贝水平的检测,且可通过针对不同病原体的靶标设计多重引物实现病原体的快速多重检测,其局限在于扩增体系存在大量酶类,需去除蛋白后才能电泳等后续试验。
Kersting等基于重组酶聚合酶扩增技术和侧向层析技术建立了肺炎链球菌和嗜肺军团菌的双重检测方法,用于非典型肺炎的快速诊断,在20 min内即可完成检测,检测灵敏度可达10 CFU/反应。
RCA借鉴了自然界中环状DNA复制方式,扩增反应在37 ℃左右进行。
其扩增效率高;种类多,应用广;产物为单链DNA,能与探针直接结合实现信号放大;局限性在于所需模板为环状DNA。
Margeridon等采用RCA和PCR技术从慢性乙肝携带者的血清及肝活检标本中成功扩增出了HBV的全基因组,最低可检测出13拷贝的病毒载量。
近期,Chaibun等基于RCA技术和探针杂交信号放大技术构建了一种针对2019-nCoV的超灵敏电化学生物传感检测方法,该方法可在2 h内实现N基因和S基因低至1拷贝/μl水平的检测,并在对106份临床标本的检测中与实时荧光定量PCR的检测结果符合率达到100%。
NASBA技术是一种适合检测RNA的等温扩增技术,通常在42 ℃左右进行,需要鸟类成髓细胞白血病病毒逆转录酶、RNA酶H、T7 RNA聚合酶和一对引物来完成。
因产物是单链RNA,不易造成交叉污染,但同时需用RNA酶抑制剂防止RNA降解,反应成分较为复杂,适合用于基于芯片实验室的POCT检测。
NASBA技术同样具有很高的特异性和灵敏度,已被证明可用于疟疾等低载量感染的检测,检测下限低至0.01寄生虫/μl水平,但因其试剂成本较贵(5~20美元/测试),使其真正应用于临床受到了一定限制。
Pardee等联合NASBA和规律成簇的间隔短回文重复(clustered regularly interspaced short palindromic repeats,CRISPR)技术,利用低体积纸基传感检测的方法,实现了寨卡病毒的快速、廉价检测(0.1~1美元/测试),进一步推动了NASBA技术的临床应用。
链置换扩增技术的反应温度约为37 ℃,反应时间较短,与横向流动试纸条、荧光免疫技术等结合,可用于病原体蛋白质的POCT检测。
Zhang 等结合荧光链置换扩增技术和链霉亲和素信号放大检测靶蛋白,检测限可达92 pmol/L。
Toley等报道了一种新的等温链置换扩增技术,可以在49 ℃下20 min内将目标序列扩增109倍以上,这使其成为现有最快的DNA 等温扩增方法之一。
该方法结合横向流动试纸条技术在纯化样本及含高浓度基因组DNA和黏蛋白的样本中检测金黄色葡萄球菌的灵敏度分别为10和50拷贝。
三、新一代基因测序技术基因测序技术可用于全面鉴定各类病原微生物的种类,以及具体分型、流行病学溯源等方面,可助于临床快速诊断。
Sanger发明的双脱氧终止法测序是第1代测序技术,也是所有测序技术的金标准,但测序成本高、通量低等缺点,严重影响了其真正大规模的应用。
第2代测序(next-generation sequencing,NGS)技术通过引入可逆终止末端实现边合成边测序,可对病原体整体转录组和基因组进行全面分析,用于常规监测和跟踪病原,包括指导临床规范性治疗用药、跟踪院内感染的传播以及检测新发未知病原体如2019-nCoV等。
但NGS也有其局限性,如无法直接检测病原体RNA;读长较短,对病原体毒力、耐药性等特征基因信息的读取会引入偏差;完整的测序及分析过程时间较长。
另外,常用于病原学检测的宏基因第2代测序(metagenomic next-generation sequencing,mNGS)检测过程混杂因素较多,不同的方法、平台、质控都可能影响结果,标准流程有待统一,同时价格较高也限制了其在临床大规模开展。
第3代测序技术以单分子、长读长为特点,无需扩增,可直接对样本的DNA、RNA进行测序,避免了NGS在文库构建和扩增中可能引入的误差,不仅可用于微生物宏基因组测序,还可以直接测量全长16S rRNA,鉴定病原菌到物种水平,实现了测序领域的又一次变革。
代表性的平台包括美国PacBio公司的单分子实时测序(single molecule real-time,SMRT)平台,以及牛津纳米孔ONT公司基于纳米孔测序技术的MinION平台。
SMRT技术的测序速度快,每秒约10个dNTP,当连续测序模式的覆盖度达15 ×时,SMRT测序的准确率提高至99.99%。
目前,SMRT测序已用于分析流感病毒,HBV、丙型肝炎病毒(hepatitis C virus,HCV)和HIV等多种病毒,也有利用SMRT测序进行TB的毒力/免疫研究,以及肠沙门菌亚种菌株的完整基因组和甲基化组序列的确定等。
但因其机器硬件昂贵、检测成本高,文库构建繁琐,测序通量不高以及测序错误率偏高等问题很少用于临床感染诊断。
纳米孔单分子测序技术可以根据碱基通过纳米孔时孔电流强度不同鉴定所通过的碱基。
与NGS相比,周转时间更短,从样本采集到数据采集,只需几个小时[37, 38]。
研究表明纳米孔测序结果和微生物培养结果高度一致,例如痰液纳米孔16S扩增子测序诊断流感嗜血杆菌肺炎,纳米孔宏基因组学快速诊断细菌性下呼吸道感染等。