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感染性疾病作為全球公共衛(wèi)生的重大挑戰(zhàn),其導致的死亡占全球總死亡人數的1/3以上,嚴重威脅人類健康與公共衛(wèi)生安全。病毒載量作為評估病原體復制活性、疾病進展程度及治療效果的核心指標,在感染性疾病診療中具有不可替代的作用,例如HIV病毒載量監(jiān)測可直接指導抗病毒治療方案調整,HBV病毒載量動態(tài)變化與肝硬化、肝癌發(fā)生風險密切相關。
傳統(tǒng)檢測方法如病原體培養(yǎng)、血清學檢測等存在耗時久、靈敏度低、難以定量等局限性,無法滿足現代醫(yī)學“早診斷、準治療、快防控”的需求。熒光定量PCR(qPCR)技術通過實時監(jiān)測核酸擴增過程中的熒光信號變化,實現了病原體核酸的定性與定量分析,具有靈敏度高、特異性強、檢測快速等優(yōu)勢,已成為臨床病毒載量監(jiān)測的“黃金標準”。博清生物科技(南京)有限公司自主研發(fā)的BOD-16PE熒光定量PCR儀,融合了實時動態(tài)精準溫控技術與多通道熒光檢測系統(tǒng),針對移動檢測、現場篩查等場景進行優(yōu)化設計,兼具高通量與便攜性特點。
一、材料與方法
(一)儀器與試劑
試驗儀器:博清生物熒光定量PCR儀(型號BOD-16PE),配備7寸觸控屏、4 色熒光檢測通道,16孔反應模塊;對照儀器為某品牌熒光定量PCR儀。
試驗試劑:HBV、SARS-CoV-2、HIV核酸檢測試劑盒(含引物、TaqMan探針、反轉錄酶、Taq酶等);病毒核酸提取試劑盒(磁珠法);系列濃度病毒核酸標準品(102~10? copies/μL)。
(二)試驗方法
1、檢測體系建立
按照試劑盒說明書配置25μL PCR反應體系:2×qPCR Mix 12.5μL,上下游引物(10μmol/L)各0.5μL,熒光探針(10μmol/L)0.3μL,模板核酸5μL,無酶純水補至25μL。反應程序設置:逆轉錄(針對RNA病毒)42℃ 15min,預變性95℃ 3min;95℃ 10s,60℃ 30s,40個循環(huán),每個循環(huán)結束后收集熒光信號。
2、靈敏度檢測
將HBV、SARS-CoV-2、HIV標準品分別進行10倍梯度稀釋,濃度范圍為101~10? copies/μL,每個濃度設置3個復孔,同時設置陰性對照。采用博清生物熒光定量PCR儀進行檢測,以3個復孔均能檢出熒光信號且Ct值穩(wěn)定的最低濃度為最低檢測限(LOD)。
3、線性范圍與擴增效率分析
取102~10?copies/μL的系列標準品,每個濃度設置3個復孔,進行qPCR檢測。以標準品濃度的對數為橫坐標,對應的Ct值為縱坐標,繪制標準曲線,計算相關系數(R2);根據公式E=(10^(-1/slope)-1)×100%計算擴增效率,其中slope為標準曲線斜率。
4、重復性分析
選取中(10?copies/μL)、高(10?copies/μL)兩個濃度的標準品,每個濃度設置8個復孔,在同一批次內進行檢測(批內重復性);連續(xù)5天重復檢測同一濃度標準品(批間重復性),計算Ct值的變異系數(CV),CV=(標準差/平均值)×100%。
二、結果
(一)靈敏度檢測結果
博清生物熒光定量PCR儀對HBV、SARS-CoV-2和HIV的最低檢測限分別為10copies/μL、15copies/μL和20copies/μL,均低于臨床常規(guī)檢測閾值(50copies/μL),能夠有效檢出低載量病毒樣本。
(二)線性范圍與擴增效率
在102~10?copies/μL濃度范圍內,三種病毒的標準曲線相關系數(R2)均≥0.995,擴增效率為90.2%~104.8%,符合臨床定量檢測要求。典型標準曲線顯示,Ct值與病毒核酸起始拷貝數的對數呈良好線性關系。
(三)重復性分析結果
批內重復性試驗中,中、高濃度標準品的Ct值變異系數(CV)均<3%;批間重復性試驗中,CV值均<5%,表明博清生物熒光定量PCR儀的檢測結果穩(wěn)定性良好。
(四)臨床樣本驗證結果
120例臨床樣本中,博清生物熒光定量PCR儀與對照熒光定量PCR儀的檢測總符合率為96.7%(116/120),其中HBV樣本符合率 95.0%(38/40),SARS-CoV-2樣本符合率 97.5%(39/40),HIV樣本符合率97.5%(39/40)。Kappa檢驗結果顯示,兩種儀器的Kappa值為0.94,一致性極強。
三、討論
病毒載量監(jiān)測是感染性疾病精準診療的核心環(huán)節(jié),其檢測結果的準確性直接影響治療方案制定、療效評估及預后判斷。熒光定量PCR技術作為病毒載量檢測的主流方法,通過實時監(jiān)測熒光信號與核酸擴增的同步關系,實現了對病毒核酸的精準定量,其性能優(yōu)劣取決于儀器的溫控精度、光學檢測系統(tǒng)靈敏度及軟件數據處理能力。
本研究結果顯示,博清生物科技(南京)有限公司研發(fā)的熒光定量PCR儀在病毒載量監(jiān)測中表現出優(yōu)異的性能:其一,靈敏度高,對HBV、SARS-CoV-2和HIV的最低檢測限分別低至10、15和20copies/μL,能夠有效捕捉感染初期或治療后低載量殘留病毒,為“功能性治愈”評估提供技術支持,這一性能與進口儀器相當,且滿足WHO對病毒載量檢測的靈敏度要求;其二,線性范圍寬(102~10?copies/μL),相關系數≥0.995,擴增效率穩(wěn)定在90%~105%,確保了不同濃度病毒樣本檢測結果的準確性,尤其適用于病毒復制活躍期高載量樣本與治療后低載量樣本的動態(tài)監(jiān)測;其三,重復性良好,批內與批間CV值均<5%,符合臨床實驗室質量控制標準,避免了因檢測波動導致的診療誤判;其四,臨床一致性強,與進口儀器的總符合率達96.7%,Kappa值0.94,表明該儀器可有效替代進口設備用于臨床常規(guī)病毒載量檢測。
除核心檢測性能外,博清生物科技(南京)有限公司研發(fā)的熒光定量PCR儀的設計優(yōu)勢進一步拓展了其應用場景。該儀器采用7寸觸摸屏與菜單式導航界面,無需連接PC即可獨立操作,降低了對實驗室環(huán)境的要求;16孔反應模塊兼容八連排管與單管,兼顧了檢測通量與樣本靈活性;體量輕盈的便攜設計使其適用于移動實驗室、現場篩查等場景,在突發(fā)疫情防控中具有重要價值。此外,該儀器采用長壽命免維護LED光源與4色熒光檢測通道,可滿足多種病原體聯合檢測需求,如呼吸道多病毒同步篩查,符合現代醫(yī)學“一站式檢測”的發(fā)展趨勢。
當前,病毒載量檢測面臨的主要挑戰(zhàn)包括低拷貝樣本定量準確性、抑制物干擾及檢測時效性等問題。博清生物科技(南京)有限公司研發(fā)的熒光定量PCR儀通過優(yōu)化溫控系統(tǒng)(快速升溫速率與精準控溫精度)減少了非特異性擴增,結合TaqMan探針的特異性識別,有效降低了樣本抑制物的干擾;檢測全程僅需2~3小時,較傳統(tǒng)培養(yǎng)方法(3~7天)大幅縮短了檢測時間,為感染性疾病的早期診斷與及時治療提供了保障。
本研究的局限性在于樣本量相對有限,且未涉及罕見病原體及變異株的檢測性能評估。未來可進一步擴大樣本規(guī)模,探討該儀器在耐藥基因聯合檢測、新型病原體篩查中的應用;同時可結合數字PCR技術,優(yōu)化低拷貝樣本的定量算法,進一步提升檢測精度。
綜上所述,博清生物科技(南京)有限公司研發(fā)的熒光定量PCR儀在病原體核酸定量檢測與病毒載量監(jiān)測中表現出高靈敏度、高特異性、良好重復性及臨床一致性,且具備便攜操作、高效快速等優(yōu)勢,為感染性疾病的診療與防控提供了可靠的國產技術方案,具有廣闊的臨床應用前景。
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