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POCT在出入境檢驗檢疫中的應用

2012-11-03 10:13葉文才鄭正福
質量安全與檢驗檢測 2012年2期
關鍵詞:試紙試劑儀器

徐 珊 葉文才 鄭正福

(福清出入境檢驗檢疫局 福建福清 350300)

1 前言

近年隨著高科技術的發展,檢驗醫學自動化儀器檢測發展非常迅速,由于檢驗的流程長、環節多,經常出現抽血化驗當天不能取報告的情況,遠不能適應于當今社會高效快節奏的工作模式。在自動化檢驗儀器發展的同時,出現了小型便攜式檢驗儀器和試劑,即時檢驗 (point of care testing,POCT)就是其中之一。POCT作為臨床檢驗領域出現的一種新的檢驗手段,由于它可在多種場合進行,具有攜帶方便、容易使用和結果快速等諸多優點,在臨床疾病診斷應用中得到了迅猛的發展,日益受到人們的重視。

2 POCT概述

2.1 倡導POCT譯為“即時檢驗”或“快速檢驗”

POCT,從英文字面意思來看,point(地點、時間),care(保健、照料),testing(檢驗、試驗),其含義從空間上和時間上可理解為現場進行的檢驗或隨機進行的檢驗,即“即時檢驗”[1],因此中文可翻譯為“即時檢驗”、“即刻(快速)檢測”等。

早在公元150年前,當時的醫生注意到某些神秘的“消瘦病人”的尿液可以吸引成群的螞蟻,是POCT的開始。1957年,Edmonds以干化學紙片檢測血糖及尿糖,隨后Ames公司將其干化學紙片法檢測項目擴大并商品化,由于方法簡便快速,很快得到普遍應用。其后,間接血凝試驗、膠乳試驗、免疫層析試驗和生物傳感器技術等簡便、快速的方法相繼出現,均受到了患者、臨床醫師以及醫學檢測人員的青睞。最近美國國家臨床生化科學院(NAcB)在其制定的“POCT循證文件”草案中,將P0CT定義為:“在接近病人治療處,由未接受臨床實驗室學科訓練的臨床人員或者病人(自我檢測)進行的臨床檢驗,是在傳統、核心或中心實驗室以外進行的一切檢驗”,即“床旁檢測”。隨著免疫反應和分子生物技術的引入,POCT的檢測和應用的范圍更加廣泛,應用的領域已涵蓋醫療、食品衛生、環境監測、禁毒、法醫等[2]。POCT最大的優點是省去了標本的復雜預處理過程,在采樣現場即刻進行分析,快速得到檢驗結果,這是其他檢驗方法無法實現的,所以可理解POCT是采用條、卡或可攜帶式分析儀器,對患者標本進行的即時檢測,故認為把POCT譯為“即時檢驗”或“快速檢驗”更為貼切。

2.2 常用的POCT分析技術

2.2.1 免疫金標記技術

免疫金標記技術是POCT中應用最廣泛的方法,膠體金顆粒具有高電子密度的特性,故金標蛋白結合處,在顯微鏡下可見黑褐色顆粒,當這些標記物在相應的標記處大量聚集時,肉眼可見紅色或粉紅色斑點,這一反應也可以通過銀顆粒的沉積被放大。該類方法主要有斑點免疫層析法(DICA)和斑點免疫金滲濾法(DIGFA),廣泛應用于快速檢測蛋白質類或多肽類抗原,如HBV、HCV、HIV等的抗原和抗體等。

2.2.2 免疫層析技術

將金標抗體吸附于下端的玻璃纖維紙上,浸入樣品后,金標單抗體即被溶解,并隨樣品上行,若樣品中含有相應抗原時,形成Ab—Ag—Ab一金復合物,當上行至中段醋酸纖維薄膜,即與包被在膜上的抗原(抗體)結合并被固定呈現紅色線條(陽性結果)。免疫層析技術問世已有十多年時間,可檢測項目已達數十項,如心肌標志物、激素和各種蛋白質等。定量測定甲胎蛋白和HCG的金標檢測技術已在國內研發成功。

2.2.3 免疫斑點滲濾技術

其原理與層析法相類同,將包被有特異性待測物抗原(抗體)的醋酸纖維膜放置在吸水材料上,當樣品滴加到膜上后,樣品中的待測物質結合到膜上的抗原(抗體)上。洗去膜上的未結合成分后,再滴加金標抗體,若樣品中含有目標物質,膜上則呈現Ab—Ag—Ab一金復合物紅色斑點。該技術目前已被廣泛應用于結核分枝桿菌等細菌的抗原或抗體檢測,從而達到細菌的快速鑒定。

2.3 干化學技術

將一種或多種反應試劑干燥固定在固體載體上(紙片、膠片等),用被測樣品中所存在的液體作反應介質,被測成分直接與固化于載體上的干試劑進行呈色反應。

2.3.1 單層試紙技術

包括單項檢測試紙和多項檢測試紙。單項試紙一次只能測1個項目,如目前被廣泛應用的血糖檢測試紙、血氨檢測試紙、尿糖檢測試紙等。而多項檢測試紙一次在1條試紙上可同時檢測幾項、十幾項甚至幾十項,其技術也要相對復雜一些。

2.3.2 多層涂覆技術

由多層涂覆技術制成干片,主要擴散層、試劑層和支持層三層。樣品中加入干片后首先通過擴散層,樣品中的蛋白質、有色金屬等干擾成分被擴散層中的吸附劑過濾后,液體成分滲入試劑層進行顯色反應,光線通過支持層對反應產物進行比色,以此通過計算機計算樣品中待測物質的含量。此技術目前已被廣泛應用于血糖、血尿素氮、血脂血氨及心臟、肝臟等酶學血生化指標的POCT檢測。

2.3.3 生物和化學傳感器技術[3]

生物及生化傳感器是指能感應(或響應)生物和化學量,并按一定的規律將其轉換成可用信號輸出的器件或裝置。POCT儀器是利用離子選擇電極、底物特異性電極、電導傳感器等特定的生物檢測器,組合成酶化學、免疫化學、電化學與計算機技術。用它可以對生物體液中的分析物進行超微量的分析。

2.4 免疫熒光技術

P0CT儀器多數使用此技術。通過檢測板條上激光激發的熒光,可同時定量檢測以pg/mL為單位的檢測板條上單個或多個標志物。檢測系統由一個熒光讀數儀和檢測板組成,檢測板使用的是層析法。分析物在移動的過程中形成免疫復合物的形式,通過檢測區域/質控區域的值與分析物不同的濃度獲得的定標曲線,可檢測未知樣本中分析物的濃度。

2.5 生物芯片技術

生物芯片又稱微陣列(microarray),是20世紀末在生命科學領域中迅速發展起來的一項高新技術,主要是指通過微加工技術和微電子技術在固相載體芯片表面構建的微型生物化學分析系統,以實現對核酸、蛋白質、細胞、組織以及其他生物組分的檢測?;驹硎窃诿娣e很小(可達幾個平方毫米)的面相材料(玻片、硅片、金屬片、尼龍膜等)芯片表面有序地點陣固定排列一定數量的可尋址分子(DNA、抗體或抗原等蛋白質及其他分子)。這些成分及相應的標記分子結合或反應,結果以熒光、化學發光或酶顯色等指示,經計算機軟件處理和分析,最后得到所需要的信息。而組織芯片的原理是將不同的組織樣品點陣固定排列在一張芯片上,再通過免疫組化、原位雜交等手段對芯片上組織樣品進行分析。目前已經有基因芯片、蛋白質芯片和細胞芯片,具有高靈敏度、分析時間短、同時能檢測的項目多等優點。國內正在研發用于測定腫瘤標志,肝炎標志和心肌標志等生物芯片系統。相信不久將來.芯片式的POCT儀將逐步應用到各個領域。

3 POCT在檢驗檢疫口岸檢測的應用

POCT從場所來說可分為醫院內和醫院外兩類。醫院內的POCT包括急診化驗室、監護病房以及分科門診的POCT;醫院外POCT包括社區醫療、醫師診所、救護車上和事故現場的POCT;出入境檢疫,禁毒,戒毒中心的POCT;以及家庭的POCT等。

我國口岸眾多,出入境人員流動快,由于各國各地區的疫情不同,為了防止疾病的傳播,口岸檢測的項目不僅多種多樣,還必須檢得出、檢得準、檢得快?,F今社會的高效快節奏,要求出入境檢驗檢疫順應社會的發展和時代的要求,必須縮短檢測流程,快速出具報告,而POCT正好符合這一要求,能隨時隨地快速得到結果。

如今POCT診斷試紙和儀器已廣泛應用于細菌和病毒的檢測,其敏感性和特異性可與傳統方法相媲美。2004年度最具創新意義的科技成果之一是POCT用于人類免疫缺陷病毒(HIV)檢測技術,如已有公司開發出HIV診斷試紙可在0.5 h內檢測出患者是否攜帶HIV,準確率可達到99.7%,避免了實驗室采用酶聯免疫吸附法(ELISA)檢驗的漫長等待。另外,乙型肝炎病毒、梅毒、流感病毒、結核桿菌及一些細菌性肺炎等都可通過POCT方法迅速得到檢測結果。目前POCT的免疫金標技術與干化學技術在檢驗檢疫實驗室中用的比較廣泛,采用的試劑主要包括金標試紙、快速檢測試劑等。因此POCT在出入境檢驗檢疫中有著重要的應用價值及廣闊的前景。

盡管POCT檢測費用高,相比較出入境檢測人數少的情況,POCT獨特的優點還是在出入境檢驗檢疫的檢測中顯現,見表1。

表1 傳統試驗室檢測與POCT的主要不同點

為了比較POCT產品是否可以替代傳統檢測產品或彌補傳統檢測產品的不足,以快速檢測試劑盒與傳統的ELISA試劑盒為參照,對近幾年出入境人員的100份血清標本做乙肝表面抗原、丙肝抗體和艾滋病抗體檢測,結果是:ELISA試劑和POCT試劑強陽性標本的敏感性都是100%,POCT試劑對弱陽性標本敏感性不高,有時會有假陽性出現。見表2和表3。

表2 ELISA試劑盒與POCT試劑盒比較

表3 ELISA與POCT檢測結果對照

POCT可在多種場合進行,具有快速簡便、效率高、成本低、檢驗周期短、標本用量少等優點。同時,POCT試劑穩定且便于保存和攜帶,已經被廣泛用于臨床,甚至自我檢測。從循證醫學的角度來評價,它彌補了傳統臨床實驗室流程復雜的不足,操作簡單、使用方便、結果快速、設備小型化;從經濟(社會)效益方面考慮,及時的檢驗報告縮短了檢測時間,減少了其他資源,最終減少了整體費用(見表4)。

表4 ELISA與POCT檢測費用成本比較

4 POCT在檢驗檢疫檢測中存在的問題及改進的建議

雖然POCT在出入境檢驗檢疫的發展前景可觀,具有眾多優點,但由于現階段尚處于其發展的初期,還有許多不足的地方,如質量控制、管理等,其中影響POCT發展的最大因素是POCT結果的質量,加強POCT的管理是解決問題的唯一途徑[4]。

4.1 質量控制問題

4.1.1 標本采集

臨床檢驗對檢測標本都有專門的要求,如標本類型、抗凝劑種類等等。檢測者必須了解檢驗原理上對標本的具體要求,并通知受檢者應注意的問題,如光學法檢測的儀器多數會受到標本中溶血和乳糜的干擾;化學顯色法會受到外源性氧化還原物質的影響;采血對象要處于空腹,飽食和油膩食物會干擾血小板因子和纖溶成分的測定等等。

4.1.2 試劑(測試條)的儲存和使用

首先要嚴格按照試劑說明書進行操作。其次,基于免疫層析和干化學技術中的各種試劑條和儀器都會因溫度、濕度和pH值的不同而影響反應基質中微蛋白的活性,進而影響結果,檢測者應特別注意試劑條的干燥,試紙應隨取隨用,不要長時間的暴露在空氣中,以防試紙受潮或污染;以試管作為檢測載體的實驗要注意管中激活劑或抗凝劑等的活性和有效期。

4.1.3 儀器校準

潮濕空氣附著在儀器光路系統上會影響結果,檢測者要熟悉儀器的性能和存放條件,要注意儀器的維護,定期計量校準和期間核查比對,定期參加室間質評,并做好相應記錄。

4.2 檢測結果的質量保證

4.2.1 操作人員的培訓

建立嚴格的培訓、管理、資格認證體制是當務之急,操作者必須進行專業而嚴格的培訓和執證上崗,培訓內容應包括了解儀器的技術參數和基本性能,以及熟練操作儀器等,并通過考核對其資格和能力予以確認。POCT的試劑(帶)實現了取樣與分析同步進行,檢驗過程進一步簡化,但如果沒有專業的解釋說明,缺乏相關的專業知識很可能會產生錯誤的檢驗結果或對結果的曲解。

4.2.2 檢測過程的掌控

每天以質控品進行室內質控是確保儀器、試劑處于良好狀態的必要步驟,如果失控應有具體糾正措施。此外,與傳統分析儀器進行定期比對實驗和參加室間質評同樣非常重要,是保證同一患者在不同場所的檢驗結果不出現明顯差異的保證。只有采取嚴格、完整的質量保證措施才能使POCT的結果準確可靠。

4.2.3 檢驗報告及其管理

POCT的檢測報告沒有一個嚴格的統一標準,形式多種多樣。由于POCT儀器方面的多種缺陷,其靈敏性和重復性不夠一致,因此POCT的結果報告單應該有一個規范化的標準,而且還要區別與其他的化驗報告單。建議對POCT的檢驗數據加以儲存、回放、分析甚至生成質控圖表。

4.2.4 POCT 結果對臨床的影響

雖有部分報道證明了POCT的優越性,由于POCT試劑(條)的敏感性,缺乏嚴密的對照實驗,造成實驗結果的假陽性和漏檢[5]、灰帶區的檢出率等問題還是比較突出。應該對其地位和用途適當把握,否則任何濫用將把事物推向錯誤的一面。所以加強這方面的研究對如何合理應用POCT是至關重要的。

5 展望

當今社會運轉的主旋律是高效快節奏,出入境檢驗檢疫把快速通關作為服務人民的宗旨,POCT作為檢驗醫學的重要組成部分,起到了快速省時的作用。POCT的檢測快速,標本處理容易,大大縮短了實驗結果報告時間,減少了患者的等待時間。它不僅彌補了傳統臨床實驗室流程煩瑣的不足,還能減少操作人員的限制。目前,國內POCT應用種類還較少,隨著科學的管理、技術的進步、質量控制的完善,POCT終將成為出入境檢驗檢疫未來發展的方向。

[1]李靜.POCT的發展及應用[J].江西醫藥,2008,5(43):57-58.

[2]張國軍,嚴海龍,康熙雄.POCT基礎與應用[J].檢驗診斷與實驗室自動化,2005,9:50.

[3]Healy D A,Hayes C J,Leonard P,et a1.Biosensor developments:application to prostate - specific antigen detection[J].Trends Biotechnol,2007,25(3):125.

[4]Wehmeier M,Arndt BT,Schumann G,et a1.Evaluation an d quality assessment of glucose concentration measurement in blood by point 0f care testing devices[J].Clin Chem Lab Med,2006,44(7):888.

[5]雷皖秋.金標試紙條聯合快速檢測HBsAg/TP法在無償獻血中的應用探討[J].中國輸血雜志,2006,19(6):461-466.

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