性传播疾病检测的变革:引领分子和免疫测定技术的进步

全世界每天有超过一百万人感染性传播疾病(STD),其中大部分是由八种病原体引起的:人类免疫缺陷病毒(HIV)、乙型肝炎(HBV)、单纯疱疹病毒(HSV)、人类乳头瘤病毒(HPV)、梅毒、淋病、衣原体和滴虫病。早期检测在减少性病传播方面起着至关重要的作用–有效的性病诊断化验最好能满足几个重要标准,如准确性、可靠性、可及性、用户友好性、隐私考虑以及对性病动态性质的适应性。

近年来,性病诊断检测取得了多项进展,在本博客中,我们将全面回顾护理点(POC)和高通量实验室检测的主要技术,并重点介绍分子和免疫测定技术在性病诊断中的广阔前景

当前的分子和免疫测定检验

快速护理点 (POC) 检测:加快干预

利用分子和免疫测定技术的快速检测因其提供快速结果的速度而广受欢迎,并被积极用于艾滋病毒、梅毒和肝炎的诊断。在资源有限的环境中,世界卫生组织(WHO)建议在某些高发地区对所有孕妇至少进行一次艾滋病毒、梅毒和乙型肝炎的快速诊断检测(图 1)。特别是建议将艾滋病毒/梅毒双重快速诊断检测作为标准检测的一种节约成本的替代方法,并且有几种艾滋病毒/梅毒双重快速诊断检测已获得世卫组织的预认证

世界卫生组织关于 HIF/梅毒双重快速诊断检测的国家政策图

然而,RDT 的灵敏度可能很低,尤其是在疾病抗体仍在发育的急性感染中。新出现的护理点核酸检测(POC NATs)在与 RDTs 结合使用时,可提高当前检测策略的准确性

快速 POC 测试技术速度和结果测试

基于实验室的高通量测试:批量精度

除 POC 检测外,高通量检测也发挥着重要作用,尤其是在需要进行大规模检测时,如人群筛查或公共卫生危机期间。POC 检测通常用于快速初步筛查,而实验室检测则用于确诊。实验室检测还经常提供定量测量,使医护人员能够评估病情的严重程度,监测随时间推移而发生的变化,并相应地制定治疗计划。另一方面,POC 检测通常提供定性(是或否)结果。
一些实验室检测如 Western 印迹和培养仍在使用,但由于时间、人力和技术复杂性等各种因素,并不适合大规模筛查。最常见的高通量实验室检测方法有

酶联免疫吸附试验(ELISA):

ELISA 是一种基于实验室的检测方法,利用血液或唾液标本来检测各种疾病的抗体或抗原。它可以快速处理大量样本,是大规模筛查计划的理想和经济有效的方法。血库广泛使用这种方法对献血者进行 HIV、梅毒、乙型肝炎和丙型肝炎筛查

基于 PCR 的核酸扩增检验:

以 PCR 为基础对临床样本中的生物核酸(DNA 或 RNA)进行分子检测是诊断许多性传播疾病的黄金标准。PCR 具有多种优势,如检测灵敏度高、易于实现自动化、可检测无法培养或无法存活的生物体,从而可利用更多样化和侵入性更小的生物样本(如尿液或阴道拭子)4。其无与伦比的灵敏度可检测到低浓度的病原体,这对于早期诊断和检测生殖器外感染(如男性直肠或咽部淋病)至关重要5。

性传播疾病检测的未来发展

性病检测的未来将涉及旨在提高可及性、准确性和效率的多种进步。目前,性病检测的未来趋势和发展包括家庭检测、远程医疗和数字健康平台、技术创新和多路复用。
为了避免与性病检测相关的耻辱感,护理点检测和家庭检测以及远程医疗和数字健康平台正在扩大,提供了更大的便利性和隐私性。此外,拭子、尿液和唾液等替代样本类型也越来越受欢迎,因为它们允许个人在家中收集样本并将其送至实验室进行分析

快速 POC 测试技术速度和结果测试性传播疾病发病率的不断上升以及对高效、准确和全面诊断方法的需求推动了多重检测技术的应用。鉴于几种性传播疾病密切相关,同时感染不止一种性传播疾病的情况并不少见。多重检测是指在一种检测方法中同时检测多种病原体,可使医护人员进行更全面、更有效的筛查,同时节省时间和资源

此外,技术创新和先进技术的整合,如分子诊断和生物传感器、芯片实验室和下一代测序(NGS),将有助于提高性传播疾病的准确性、可及性和效率。

下一代测序 (NGS):释放基因洞察力

通过使用下一代测序(NGS),临床元基因组学这一新兴领域有可能彻底改变性病检测。NGS 可在一次检测中提供有用的医学信息,从而实现快速、全面的诊断。这包括通用病原体检测、物种确定和抗菌药耐药性鉴定。尽管 NGS 比传统的培养或 NAAT 更昂贵,但它能彻底改变我们对性传播疾病病原体遗传多样性的认识,并通过减少所需的检测次数,在许多情况下更具成本效益

基于 CRISPR 的诊断技术:重新定义精准

基于 CRISPR 的诊断技术是一项新兴的前沿技术,可对核酸进行高度特异和灵敏的检测。基于 CRISPR-Cas 系统的核酸检测分子方法似乎灵敏度高、特异性强,并且能够一步检测 RNA 和 DNA。这些检测方法有可能提高性病诊断的准确性,成为护理点检测的重要工具

微流控技术和片上实验室技术:重新定义便携性

微流体设备和片上实验室平台等微型化技术为开发高度便携和高效的诊断工具带来了希望。这些技术甚至可以为最偏远的地方带来先进的检测能力。这些技术的微型化和集成化特性有助于提高效率,减少样本和体积,当与微阵列结合时,可用于对 DNA、RNA、蛋白质或细胞等生物大分子进行高通量分析

结论

分子和免疫测定检验彻底改变了性传播疾病的诊断方法,具有准确、高效和方便的特点。这些检测方法的现状为未来奠定了坚实的基础,NGS、基于 CRISPR 的诊断方法、多重免疫测定和微流控技术等创新技术有望提高性病检测的准确性和便利性。随着这些技术的不断进步,性病的早期检测、治疗和预防前景将越来越乐观。

Meridian 分子与免疫测定性传播疾病诊断解决方案

作为传染病领域的领导者,45 年来,Meridian Bioscience 一直为检测开发人员提供性病诊断检测的创新试剂解决方案。Meridian 拥有 200 多种用于性病免疫测定的抗原和抗体,以及大量用于 qPCR 和等温扩增应用的混合母液和酶,随时准备为性病诊断提供各种解决方案。

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参考资料

  1. 美国疾病控制和预防中心。COVID-19 对性传播疾病的影响。https://www.cdc.gov/std/statistics/2021/impact.htm.访问日期:2023 年 11 月 15 日。
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    2. 世界卫生组织。世卫组织鼓励各国调整艾滋病毒检测战略,以应对不断变化的疫情。 2019. 见https://www.who.int/publications-detail/who-encourages-countries-to-adapt-hiv-strategies。访问日期:2023 年 11 月 28 日。
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    4. Caruso, G., Giammanco, A., Virruso, R., Fasciana, T. (2021) Current and Future Trends in the Laboratory Diagnosis of Sexually Transmitted Infections.doi: 10.3390/ijerph18031038.
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    6. Arnold, C. (2022) COVID 事件后,梅毒家庭检测获得支持。自然》杂志。 605, 598-599. doi:https://doi.org/10.1038/d41586-022-01363-1
    7. Naeem, F., Karellis, A., Nair, S., Routy, J.P., Yansouni, C.P., Kim, J., Pai, N. (2021) Multiplexed technologies for sexually transmitted infections: global evidence on patient-centered and clinical health outcomes.BMJ Glob Health.6(7):e005670. doi: 10.1136/bmjgh-2021-005670.
    8. Moretti, M. (2022)《性传播感染检测的最新技术进展》。今日临床实验室趋势》。2022 年 3 月 214 日。网址: https://www.clinicallab.com/trends/molecular-diagnostics/latest-technological-advancements-for-sti-detection-26293
    9. Kostyusheva, A., Brezgin, S., Babin, Y., Vasilyeva, I., Glebe, D., Kostyushev, D., Chulanov, V. (2022) CRISPR-Cas 系统用于诊断传染性疾病。方法。 203:431-446. doi: 10.1016/j.ymeth.2021.04.007.

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