ABI_7500熒光(guang)定量(liang)PCR儀(yi)作(zuo)為(wei)分(fen)子(zi)診(zhen)斷技(ji)術(shu)的傑出代表(biao),已(yi)經深度(du)融入(ru)現代病(bing)原(yuan)檢測(ce)的方方(fang)面(mian)面(mian)。它(ta)就像壹位(wei)不(bu)知(zhi)疲(pi)倦的“精準雷達(da)”,7×24小(xiao)時(shi)地(di)掃描(miao)著(zhe)隱(yin)藏(zang)在(zai)人群中(zhong)的病原(yuan)體(ti)威(wei)脅,為(wei)保障(zhang)公(gong)共(gong)健(jian)康(kang)安(an)全築(zhu)起(qi)了(le)壹道(dao)堅(jian)實的技術(shu)防(fang)線。隨著(zhe)技(ji)術(shu)的不斷叠代和(he)成(cheng)本的下隆,未來(lai)它必(bi)將(jiang)在更(geng)廣(guang)闊(kuo)的舞臺(tai)上,為(wei)人類戰勝(sheng)傳染(ran)病繼續發(fa)揮不(bu)可(ke)替(ti)代的核心(xin)作用。
壹、技(ji)術(shu)核(he)心(xin):何(he)以實(shi)現(xian)“精準”與(yu)“定(ding)量”?
熒光(guang)定量(liang)PCR是(shi)壹種(zhong)在(zai)PCR反(fan)應體系(xi)中(zhong)加(jia)入(ru)熒光(guang)基團,通(tong)過實(shi)時(shi)監(jian)測(ce)熒(ying)光(guang)信(xin)號(hao)的積累(lei)來(lai)對(dui)整個PCR進(jin)程(cheng)進(jin)行定量分(fen)析(xi)的技術(shu)。其(qi)核心(xin)原理主(zhu)要(yao)分(fen)為(wei)兩類(lei):非(fei)特異(yi)性(xing)的熒光(guang)染料(liao)(如SYBRGreenI)和特異(yi)性(xing)的熒光(guang)探針(zhen)(如TaqMan探針(zhen))。
在(zai)病(bing)原(yuan)檢測(ce)中(zhong),這壹技(ji)術(shu)的工作(zuo)流程堪(kan)稱(cheng)高(gao)效:
1.核酸(suan)提取(qu):從患者樣(yang)本(ben)(如咽拭(shi)子(zi)、血(xue)液、痰(tan)液)中(zhong)提(ti)取(qu)出病(bing)原(yuan)體(ti)(病毒、細(xi)菌(jun)等)的遺(yi)傳物(wu)質(zhi)(DNA或(huo)RNA)。
2.逆(ni)轉錄(針(zhen)對(dui)RNA病毒):若病(bing)原(yuan)體是(shi)RNA病(bing)毒,需先通(tong)過逆(ni)轉錄酶將(jiang)其RNA轉(zhuan)換為(wei)cDNA。
3.實時(shi)擴增(zeng)與(yu)檢測(ce):將(jiang)處理(li)好(hao)的核酸(suan)模板(ban)加(jia)入(ru)含(han)有(you)特異(yi)性(xing)引(yin)物(wu)、熒(ying)光(guang)探針(zhen)/染(ran)料(liao)的反(fan)應體系(xi)中(zhong)。qPCR儀(yi)在(zai)擴增(zeng)的同時(shi),通(tong)過光(guang)學系統(tong)實時(shi)采(cai)集每個循(xun)環結束時(shi)的熒光(guang)信(xin)號(hao)強(qiang)度(du)。
4.結果分(fen)析(xi):儀(yi)器(qi)軟件(jian)根(gen)據(ju)熒光(guang)信(xin)號(hao)達(da)到預(yu)設(she)閾值(zhi)所(suo)需的循環(huan)數(Ct值(zhi)),自動生成(cheng)定量結果。Ct值(zhi)越(yue)小(xiao),代表(biao)樣(yang)本(ben)中(zhong)起(qi)始(shi)的病原(yuan)體(ti)核(he)酸(suan)濃(nong)度(du)越(yue)高(gao)。
這種(zhong)“邊(bian)擴增(zeng),邊(bian)檢測(ce)”的模式(shi),不僅(jin)避免了(le)後(hou)續(xu)的電泳(yong)處(chu)理,大(da)大縮(suo)短(duan)了(le)檢測(ce)時(shi)間(jian),更重(zhong)要(yao)的是(shi)實(shi)現了(le)從“是(shi)否(fou)感染(ran)”到“感(gan)染(ran)多(duo)少”的跨(kua)越(yue),為(wei)臨床(chuang)判(pan)斷感(gan)染(ran)程度(du)和病情(qing)發(fa)展(zhan)提供(gong)了(le)關(guan)鍵數據(ju)。
二(er)、應用全景(jing):無(wu)處(chu)不在(zai)的病原(yuan)“偵察兵”
ABI_7500熒(ying)光(guang)定量(liang)PCR儀(yi)的應用範(fan)圍(wei)極其廣(guang)泛,幾(ji)乎(hu)覆(fu)蓋(gai)了(le)所(suo)有(you)已(yi)知(zhi)的病原(yuan)體(ti)檢測(ce)領(ling)域(yu):
病(bing)毒性病原體(ti)檢測(ce):這是(shi)qPCR應用成(cheng)熟的領(ling)域(yu)。無(wu)論(lun)是(shi)全球矚(zhu)目的新冠(guan)病(bing)毒(SARS-CoV-2)、流感病(bing)毒、艾(ai)滋病病毒(HIV)、乙(yi)肝(gan)病(bing)毒(HBV)、丙肝(gan)病(bing)毒(HCV),還是(shi)埃博拉病毒、登革(ge)熱(re)病毒等,qPCR都是(shi)“金標(biao)準”方(fang)法(fa)。它(ta)能(neng)在(zai)感染極早期(qi)就檢測(ce)出極低載(zai)量的病毒,實現早診(zhen)斷、早(zao)隔(ge)離、早(zao)治療(liao)。
細(xi)菌(jun)性病原體(ti)檢測(ce):qPCR可(ke)快速(su)鑒(jian)別結核分(fen)枝桿(gan)菌(jun)、淋病(bing)奈(nai)瑟(se)菌(jun)、沙(sha)門氏菌、肺(fei)炎(yan)鏈(lian)球菌等致病(bing)菌。其高(gao)特異(yi)性(xing)可(ke)以(yi)準確區分(fen)致(zhi)病菌(jun)與非(fei)致(zhi)病菌(jun),甚至鑒(jian)定(ding)耐(nai)藥基因(如MRSA的mecA基因),為(wei)抗(kang)生素(su)的精準使(shi)用提(ti)供(gong)指(zhi)導。
其(qi)他病原(yuan)體(ti)檢測(ce):在(zai)真菌(如白色念珠菌)、寄(ji)生蟲(chong)(如瘧原(yuan)蟲(chong))等檢測(ce)中(zhong),qPCR同樣(yang)表(biao)現(xian)出色,靈敏度(du)遠(yuan)高於(yu)傳(chuan)統(tong)鏡檢方(fang)法(fa)。
三(san)、優(you)勢與挑戰:精準背(bei)後的思考(kao)
qPCR技(ji)術(shu)的優勢顯(xian)而易見(jian):
高(gao)靈敏度(du):可(ke)檢測(ce)到單(dan)個拷貝的病原(yuan)體(ti)基因。
高(gao)特異(yi)性(xing):特異(yi)性(xing)引(yin)物(wu)和(he)探針(zhen)確保了(le)檢測(ce)結果的準確,有(you)效(xiao)避免交(jiao)叉(cha)反(fan)應。
快速(su)高效(xiao):通(tong)常在1-2小(xiao)時(shi)內即(ji)可(ke)完(wan)成(cheng)檢測(ce),自動化(hua)程度(du)高。
可(ke)定(ding)量:提(ti)供(gong)病(bing)原(yuan)體載(zai)量數據(ju),具有(you)重(zhong)要(yao)的臨床(chuang)預(yu)後(hou)價值(zhi)。
安全封(feng)閉(bi):全程閉(bi)管(guan)操(cao)作(zuo),極大降(jiang)低了(le)擴增(zeng)產(chan)物汙(wu)染(ran)的風險(xian)。
然(ran)而(er),這項技(ji)術(shu)也面臨壹些挑戰。其對(dui)實驗(yan)環境、操(cao)作人員的技術(shu)水平和實(shi)驗室質(zhi)量控(kong)制(zhi)要求高。引(yin)物(wu)和(he)探針(zhen)的設計(ji)需(xu)要精準,否(fou)則可(ke)能(neng)導致(zhi)假(jia)陰(yin)性(xing)或(huo)假(jia)陽性。此(ci)外,儀(yi)器(qi)和(he)試(shi)劑的成(cheng)本相對(dui)較高(gao),在壹定(ding)程(cheng)度(du)上限(xian)制(zhi)了(le)其(qi)在(zai)資(zi)源匱(kui)乏地區(qu)的普(pu)及。