ChiCAST视点

感染性疾病实验室诊断新进展
时间：2019-07-25 来源：丁香园

编者按：华人抗菌药物敏感性试验委员会（ChiCAST）是欧洲临床微生物和感染病学会（ESCMID）欧洲药敏试验委员会（EUCAST）下设在中国的药敏委员会，该委员会于 2017 年 3 月成立，委员来自中国两岸三地、欧洲、美国，专家领域涵盖临床微生物学、临床感染病学、临床药理学、畜牧兽医学、抗菌药物制药企业及感染诊断企业。委员会下设临床细菌学组、临床真菌学组、临床药理学组、临床感染学组及畜牧兽医学组等亚专业组。主要任务为药敏试验相关内容（如方法学、折点等）标准化，开展有价值的药敏相关临床研究，对有争议的临床标本检测进行确认和鉴定，建立 ChiCAST 网站，传播 EUCAST 文件，开展国际间合作与交流，开展临床微生物实验室标准化培训和宣传教学，促进我国抗菌药物敏感性试验工作的健康发展。

 

以下为大家带来《感染性疾病实验室诊断新进展》。

 

 

供稿：

陈新飞（ChiCAST 秘书，北京协和医院）

黄晶晶（ChiCAST秘书，北京协和医院）

 

审校：

肖    盟（ChiCAST秘书，北京协和医院）

 

 

 

感染性疾病的阴影似乎挥之不去，从古至今其一直躲藏在人类的身边。由寨卡病毒，埃博拉病毒的引起的恐慌还未结束，耳念珠菌感染暴发又接踵而来。面对感染性疾病的严重威胁，实验室准确诊断的意义重大，本文旨在介绍感染性疾病实验室诊断的最新进展。

 

 

基于症状的芯片检测技术

 

微流控芯片的出现使得「芯片实验室」成为可能，微流控芯片将样品的制备、反应、分离和检测融为一体，凭借着高通量，体积小的特点，极大地提高了检测的效率，节约了资源。

 

FilmArray 作为典型的代表之一，将核酸的提取和纯化合为一体，将多重 PCR 和巢式 PCR 技术相结合，研究报道脑膜炎测试条与常规测试结果的一致性为 90.4-99.8% [1-5]，呼吸道测试条能够缩短患者抗菌药物的治疗和住院的时间，分别达 36 h 和 29.5 h [6]。

 

GeneXpert 作为另一个代表，目前已经广泛应用于结核分枝杆菌和艰难梭菌的鉴定中，研究发现 GeneXpert 对艰难梭菌诊断的灵敏度和特异度均大于 90% [7-9]，对结核分枝杆菌检测的灵敏度为 79.5% [10]。

 

FilmArray 和 GeneXpert 因其高灵敏度和特异性在实验室应用广泛，但也有假阴性结果的报道 [11-13]，因此微流控芯片技术不可单独进行诊断，仍需结合其他方法综合考虑。

 

 

二代测序技术

 

二代测序技术作为感染性疾病实验室诊断的新型强有力工具，使人类更深入地了解了感染性病原的变迁和进化，更全面、准确地描述了病原的基因型、毒力、抗菌药物耐药和系统遗传背景等信息。

 

因此二代测序技术在快速诊断和控制感染传播的意义重大，特别是在特殊病原体——难培养、不可培养病原体的诊断及感染性疾病的暴发监测中尤为重要。

 

当前，二代测序技术助力临床鉴定病原体、甄别感染暴发的案例已屡见不鲜 [14-15]，但该技术仍有一定的局限：

 ● 真菌核酸的提取效率较低，一定程度上影响了最终的测序结果；

 ● 缺少标准化的操作指南、测序结果和数据分析缺少临床解读标准；

 ● 缺少高质量，实时更新，全球共享的数据库。

   因此，未来二代测序技术在设备、技术、质控规范及人员能力等方面都需提高[16]。

 

综上所述，二代测序技术作为感染性疾病诊疗的有力工具，已经成为临床微生物实验室现有检测技术的重要补充。

 

 

核酸质谱和数字PCR

 

核酸质谱是多重 PCR 和质谱的结合，基于基因检测技术，具有较高的灵敏度和特异性。有研究报道，相较于传统荧光定量 PCR 和巢式 PCR，核酸质谱对常见呼吸道病原检测的一致性均大于 80% [17]，对 HIV 耐药突变位点快速检测：能够同时检测出 94.3% 耐药病原的常见耐药突变 [18]。

 

数字 PCR 技术，是新一代的 PCR 技术，通过将一个样本，分配到不同的反应单元（微滴）进行反应，从而构成了成千上万个反应体系，通过计算荧光信号的强度，进行绝对定量。目前数字 PCR 已在寄生虫，细菌和病毒的检测中得到初步的应用 [19-21]。未来随着方法的优化，核酸质谱和数字 PCR 有望应用于临床。

 

 
 

感染性疾病的威胁始终在我们身边，新型病原的出现和传统病原的复发，需要我们时刻保持警惕，充分利用新型的检测技术，做到有的放矢，各个击破。

 

微流控芯片、二代测序、数字 PCR 和核酸质谱等新技术的出现，凭借着极高的灵敏度和特异性成为实验室诊断的新方向，但由于任何一项技术都有其局限，未来感染性疾病的诊断仍不能单单依靠某项检测技术而实现，需结合多种方法综合诊断。

 
 

 

参考文献

[1] LIESMAN R M, STRASBURG A P, HEITMAN A K, et al. Evaluation of a Commercial Multiplex Molecular Panel for Diagnosis of Infectious  Meningitis and Encephalitis[J]. J Clin Microbiol, 2018,56(4).

[2] GRAF E H, FARQUHARSON M V, CARDENAS A M. Comparative evaluation of the FilmArray meningitis/encephalitis molecular panel in a pediatric population[J]. Diagn Microbiol Infect Dis, 2017,87(1):92-94.

[3] LEBER A L, EVERHART K, BALADA-LLASAT J M, et al. Multicenter Evaluation of BioFire FilmArray Meningitis/Encephalitis Panel for Detection of Bacteria, Viruses, and Yeast in Cerebrospinal Fluid Specimens[J]. J Clin Microbiol, 2016,54(9):2251-2261.

[4] HANSON K E, SLECHTA E S, KILLPACK J A, et al. Preclinical Assessment of a Fully Automated Multiplex PCR Panel for Detection of  Central Nervous System Pathogens[J]. J Clin Microbiol, 2016,54(3):785-787.

[5] MESSACAR K, BREAZEALE G, ROBINSON C C, et al. Potential clinical impact of the film array meningitis encephalitis panel in children with suspected central nervous system infections[J]. Diagn Microbiol Infect Dis, 2016,86(1):118-120.

[6] ROGERS B B, SHANKAR P, JERRIS R C, et al. Impact of a rapid respiratory panel test on patient outcomes[J]. Arch Pathol Lab Med, 2015,139(5):636-641.

[7] TENOVER F C, NOVAK-WEEKLEY S, WOODS C W, et al. Impact of strain type on detection of toxigenic Clostridium difficile: comparison of molecular diagnostic and enzyme immunoassay approaches[J]. J Clin Microbiol, 2010,48(10):3719-3724.

[8] BABADY N E, STILES J, RUGGIERO P, et al. Evaluation of the Cepheid Xpert Clostridium difficile Epi assay for diagnosis of  Clostridium difficile infection and typing of the NAP1 strain at a cancer hospital[J]. J Clin Microbiol, 2010,48(12):4519-4524.

[9] NOVAK-WEEKLEY S M, MARLOWE E M, MILLER J M, et al. Clostridium difficile testing in the clinical laboratory by use of multiple testing algorithms[J]. J Clin Microbiol, 2010,48(3):889-893.

[10] BAHR N C, MARAIS S, CAWS M, et al. GeneXpert MTB/Rif to Diagnose Tuberculous Meningitis: Perhaps the First Test but  not the Last[J]. Clin Infect Dis, 2016,62(9):1133-1135.

[11] GONZALEZ-DONAPETRY P, GARCIA-RODRIGUEZ J, CENDEJAS-BUENO E. A case of a FilmArray((R)) ME false negative in meningococcal meningitis[J]. J Infect, 2019.

[12] LEE C K, CHIU L, YAN G, et al. False negative results caused by erroneous automated result interpretation algorithm on the FilmArray 2.0 instrument[J]. Clin Chem Lab Med, 2018,56(2):e43-e45.

[13] PHYU M H, KYAW K, MYINT Z, et al. Sputum smear-positive, Xpert((R)) MTB/RIF-negative results: magnitude and treatment outcomes of patients in Myanmar[J]. Public Health Action, 2018,8(4):181-186.

[14] THOENDEL M, JERALDO P, GREENWOOD-QUAINTANCE K E, et al. A Novel Prosthetic Joint Infection Pathogen, Mycoplasma salivarium, Identified by Metagenomic Shotgun Sequencing[J]. Clin Infect Dis, 2017,65(2):332-335.

[15]. Kvistholm, J.A., et al., Whole-genome Sequencing Used to Investigate a Nationwide Outbreak of Listeriosis  Caused by Ready-to-eat Delicatessen Meat, Denmark, 2014. Clin Infect Dis, 2016. 63(1): p. 64-70.

[16] ROSSEN J, FRIEDRICH A W, MORAN-GILAD J. Practical issues in implementing whole-genome-sequencing in routine diagnostic microbiology[J]. Clin Microbiol Infect, 2018,24(4):355-360.

[17] 张驰. 基于质谱的常见呼吸道病原体高通量检测方法的建立与应用[D]. 北京协和医学院, 2018.

[18] CHEUNG K W, PENG Q, HE L, et al. Rapid and Simultaneous Detection of Major Drug Resistance Mutations in Reverse Transcriptase Gene for HIV-1 CRF01_AE, CRF07_BC and Subtype B in China Using Sequenom MassARRAY(R) System[J]. PLoS One, 2016,11(4):e153641.

[19] POMARI E, PIUBELLI C, PERANDIN F, et al. Digital PCR: a new technology for diagnosis of parasitic infections[J]. Clin Microbiol Infect, 2019.

[20] Cheng, X., et al., Development and evaluation of a droplet digital PCR assay for the diagnosis of paucibacillary leprosy in skin biopsy specimens. PLoS Negl Trop Dis, 2019. 13(3): p. e0007284.

[21] Yurick, D., et al., Multiplex Droplet Digital PCR Assay for Quantification of Human T-Cell Leukemia Virus Type 1 Subtype c DNA Proviral Load and T Cells from Blood and Respiratory Exudates Sampled in a Remote Setting. J Clin Microbiol, 2019. 57(2).