目前全球感染性疾病現狀嚴峻,應用于感染性疾病診斷的實驗室技術種類繁多,為了解感染性疾病實驗室診斷技術及其最新進展,幫助臨床工作者早期、快速、準確地診斷感染性疾病,降低感染性疾病暴發的危險性,及時啟動感染性疾病的正確治療等,現從病原學檢測、免疫學技術、分子生物學技術、生物傳感器、流式細胞術這幾個方面對感染性疾病診斷技術進行綜述。
引用本文: 龍海燕, 馮萍. 感染性疾病實驗室診斷技術及其研究進展. 華西醫學, 2015, 30(5): 983-986. doi: 10.7507/1002-0179.20150280 復制
目前全球感染性疾病現狀嚴峻,很多經典疾病卷土重來或出現了新特點,如新變異型克-雅病、重癥急性呼吸綜合征(SARS)、新型冠狀病毒感染、H7N9禽流感等。以前從未認識到的感染性疾病正在持續不斷出現,包括人類免疫缺陷病毒(HIV)、耐甲氧西林金黃色葡萄球菌、多重或廣譜耐藥的結核分枝桿菌、霍亂弧菌和登革熱病毒所致疾病等[1]。從不斷新發和再發的感染性疾病中可以看出,感染性疾病仍然給人類的生存帶來了巨大的挑戰,因此對感染性疾病的診斷技術提出了更高的要求。本文就現有的感染性疾病實驗室診斷技術和最新研究進展進行綜述,為臨床工作者對感染性疾病的診治提供參考。
1 病原學檢測
傳統的病原微生物實驗室診斷技術以分離、培養、染色、生物化學鑒定為主,目前仍是許多病原體檢測的“金標準”。傳統人工病原學檢測方法操作復雜、檢測周期長(2~5 d),干擾因素多,敏感性與特異性也有限。為了縮短傳統細菌“鑒定”時間,微生物鑒定自動化技術也應運而生,如Vitek系統、MicroScan系統、Phoenix系統、Mini API系統等。自動化微生物鑒定系統是根據微生物代謝特點,如細菌分解底物后反應液中pH值的變化,色原性或熒光原性底物的酶解,測定揮發或不揮發酸,或識別是否生長等方法來分析鑒定細菌,鑒定時間約15~24 h。Crowley等[2]采用Vitek2自動化微生物鑒定系統和Vitek2革蘭染色陰性鑒定識別卡對707例G-菌株進行鑒定,準確率98%,10 h內可以出結果。此類鑒定系統大大縮短了檢測時間,降低了勞動強度,為疾病的確診爭取了寶貴時間。
2 免疫學檢測
免疫學技術是通過檢測病原微生物的抗原或抗體來進行快速鑒定的技術。該方法簡化了病原微生物的鑒定步驟,因此廣泛應用于臨床。感染性疾病傳統的免疫學技術包括凝集反應、沉淀反應、中和反應等,如臨床上常用的肥達反應、免疫固定電泳、抗鏈球菌溶血素O試驗等。近二十幾年來,免疫學分析方法發展很快,特別是在使用標記了的抗原和抗體的分析技術以后,靈敏度和特異度顯著提高。目前常用的標志物有放射性同位素、酶、熒光素、電子致密物、化學發光物質、DNA等。
放射免疫沉淀實驗是敏感性很高的免疫標記技術,精確度高且易標準化和自動化,但由于放射性同位素有一定的危害性,其臨床應用受到一定限制。酶聯免疫吸附試驗(ELISA)是目前免疫酶技術中應用最廣泛的,由此發展出了陣列-ELISA(array-ELISA),同時具備簡便、高通量、快捷等特點[3]。時間分辨熒光免疫分析及上轉換發光免疫分析技術擁有靈敏度高、示蹤物穩定、不受樣品自然熒光干擾、無放射性污染、多標記等優點[4-6]。膠體金免疫層析技術操作簡單、成本低、結果判讀直觀快速,雖然只能定性,但可用于基層單位,可進行現場診斷或大規模檢測等[7]。免疫-聚合酶鏈反應(PCR)是1992年Sano等[8]建立的一種檢測微量蛋白的免疫標記技術。它是用一段已知的DNA分子來標記特定的檢測抗體作為探針,然后用此探針與待檢抗原結合反應,再通過PCR方法擴增吸附在抗原抗體復合物上的這段標記DNA分子,結合特異性PCR產物的有無,判斷待檢抗原是否存在。免疫PCR及其拓展技術如納米金免疫PCR、噬菌體展示技術介導的實時免疫PCR等極大地提高了靈敏度,特別適合微量抗原和抗體的檢測[9-10]。
3 分子生物學技術
3.1 核酸的序列分析技術
每一種生物都有它特定的核酸序列,因此核酸序列分析可以對微生物進行準確分類鑒定,并逐漸成為細菌鑒定、分類的“金標準”。焦磷酸測序技術是一種新型酶聯級聯測序技術,是在DNA聚合酶、腺苷三磷酸硫酸化酶、熒光素酶和雙磷酸酶的協同作用下,將引物上每一個脫氧核糖核苷三磷酸的聚合與一次熒光信號釋放偶聯起來,通過檢測熒光信號釋放的有無和強度,就可以達到實時測定DNA序列的目的,主要是對已知短序列的DNA片段測序分析。目前焦磷酸測序技術在臨床常用于多重耐藥結核分枝桿菌耐藥性檢測,它不需要熒光標記的引物或核酸探針,也無需進行電泳,具有快速、靈敏度高、自動化、高通量等優點,因此值得臨床推廣應用[11-13]。
3.2 核酸雜交技術
核酸雜交技術是基于DNA分子堿基互補配對原理,利用核酸變性和復性的性質,使特異性的核酸探針與待測樣品的DNA/RNA形成雜交分子的過程。它可直接檢測出臨床中的病原菌的特異基因,而不受非致病菌的影響。核酸分子雜交可分為液相雜交、固相雜交、原位雜交3類。固相雜交包括Southern印跡雜交、Northern印跡雜交、斑點或狹縫雜交、菌落雜交。利用熒光標記的DNA或RNA分子作為探針與組織或細胞中的核酸進行雜交而發展出的熒光原位雜交(FISH)技術主要用于腫瘤或產前診斷方面,近年來也開始用于病原微生物的檢測。Frickmann等[14]使用FISH技術對448份臨床分離的沙門菌進行檢測,認為它是一種可靠、快速、靈敏度高、便宜、簡單的檢測手段,特別適合那些資源有限,高新技術無法施展的地區。
3.3 核酸擴增技術
該技術通過對待測病原體目標DNA片段的體外擴增,然后對產物進行分析,從而得以鑒定那些未知病原體、生長緩慢或難以培養的已知病原體、以及對形態生物化學反應不典型,甚至死亡的病原微生物。現有核酸擴增技術根據其特點可分為2類:一類是靶核酸的直接擴增,如PCR、核酸依賴的擴增技術(NASBA)、環介導等溫擴增技術(LAMP);另一類是信號放大擴增,如支鏈DNA(bDNA)。滾環擴增兩者均有。
3.3.1 PCR
PCR是一種模擬天然DNA復制的體外擴增技術,應用這種技術可在數小時內將目標DNA片段擴增百萬倍。因標本用量少、耗時短,直接針對微生物特異DNA片段、靈敏度高等特點而受青睞。在此基礎上衍生出的新技術也不斷應用于臨床,如特異性和準確性顯著提高的巢式PCR,高靈敏度、高特異性的實時熒光定量PCR,高效性、高通量、經濟簡便的多重PCR等。師永霞等[15]研究發現巢式PCR法在瘧疾的初步檢測和蟲種鑒定中有利于提高瘧疾的檢出率和準確性。Deshpande等[16]等用Meta分析發現使用實時熒光PCR檢測艱難梭菌與傳統的細菌培養和細胞毒性實驗相比其平均靈敏度和特異度分別為90%、96%和89%、97%。Persson等[17]使用多重PCR檢測艱難梭菌的致病相關基因tcdA、tcdB、ctdA、cdtB和tcdC,發現其對027核酸型有很高的特異度,并且能檢測其他艱難梭菌臨床類型,對流行病學也有重要意義。PCR已成為分子生物學技術的核心和基礎,為感染性疾病的診斷作出了巨大貢獻。
3.3.2 NASBA
該技術是利用3種酶(逆轉錄酶、RNA酶H、T7RNA聚合酶)及1對寡聚核苷酸引物在體外特異地對單鏈RNA進行恒溫擴增的技術。Mohammadi-Yeganeh等[18]用多重實時NASBA技術對HIV-1和丙型肝炎病毒進行檢測,臨床檢測靈敏度達98%,特異度達100%。王立朋等[19]用NASBA檢測曲霉菌,該方法靈敏度可達到1個孢子,認為因其靈敏度高、特異性強等特點,有望成為曲霉菌感染的臨床診斷方法。依賴核酸擴增技術不需溫度循環,循環次數少,測定范圍大,幾乎可以對所有生物樣品進行檢測,比普通PCR檢測用時更短,靈敏度更高。
3.3.3 LAMP
LAMP是針對靶基因的6 個區域設計4 種特異引物,利用一種鏈置換DNA聚合酶在等溫條件(63 ℃左右) 保溫30~60 min,即可完成核酸擴增反應。Wu等[20]運用LAMP技術對49例SARS患者的樣品進行了回顧性研究,發現比傳統的實時熒光定量PCR靈敏度提升了10~100倍,可最低檢測到0.01~10個空斑形成單位。Lalande等[21]以產毒株培養為金標準,用LAMP檢測艱難梭菌發現靈敏度和特異度分別可達91.8%和99.1%,且可1 h 內出結果。LAMP靈敏度高,不需要特殊儀器,僅用水浴鍋或恒溫箱即可,可實時監測反應的結果,解決了PCR需要特殊儀器、變溫處理等問題。
3.3.4 信號放大擴增技術
該技術主要是對標記目標DNA片段的探針進行擴增,為病原微生物的鑒別帶來了新的思路,避免了如擴增物交叉污染等常見問題,因此也引起許多科學家和臨床工作者的興趣。Baumeister等[22]使用VERSANT HIV-1 RNA 3.0 Assay (bDNA),調整稀釋液配方等方法,可以使目標孵育時間由以前的16~18 h減少到2.5 h,從而使HIV病毒載量的檢測在1 d之內完成。bDNA技術靈敏度和陽性檢出率高、穩定性和可重復性好、操作簡便、省時、易于普及、特別適應于獻血員的篩查。郭艷玲等[23]運用超分支滾環擴增對60例肺結核患者的痰中結核分枝桿菌進行檢驗,靈敏度與定量PCR相近,顯著高于涂片法。滾環擴增技術具有高靈敏度,高特異度,高通量,且恒溫擴增,操作方便,成本低,值得進一步探索推廣。
3.4 生物芯片技術
生物芯片技術是將生物大分子以及其他生物成分等固定在固相介質上形成生物分子點陣,當待測樣品中的生物分子與生物芯片的探針發生雜交或相互作用后,對雜交信號進行檢測和分析的技術。根據作用對象不同,生物芯片可分為基因芯片、蛋白質芯片、細胞芯片和組織芯片等。在感染性疾病診斷方面應用較多的是基因芯片和蛋白質芯片,可用于病原體的檢測和耐藥性分析等,特別有助于混合性細菌感染等的診斷。由于檢測系統為微陣列,可對大量樣品進行同時分析,研究效率提高,但樣品用量非常小,靈敏度和特異度高,可完全實現自動化和快速檢測。生物芯片與其他技術相結合還創造出液相懸浮芯片技術、表面增強激光解析電離飛行時間質譜等技術,更加彰顯了高通量、快速、高靈敏度和特異度等優點[24-25]。
4 生物傳感器
生物傳感器是對生物物質敏感并將其濃度轉換為電信號進行檢測的儀器。按感受器的不同可分為微生物傳感器、免疫傳感器、組織傳感器、細胞傳感器、酶傳感器、DNA傳感器等。目前在感染性疾病診斷方面使用較多的是免疫傳感器和DNA傳感器。Teng等[26]等用免疫傳感器法對大腸埃希菌進行檢測,檢測低限可達50 CFU/mL。Li等[27]用DNA傳感器法實現對沙門菌較為靈敏的快速檢測,在最佳條件下,可在3.5 h內達到定量檢測沙門菌,檢測低限為10 CFU/mL。生物傳感器最主要的優點是現場檢測能力,且從信號的采集、分析、處理、甚至誤差的分析都運用了計算機技術,使得傳感器檢測更加準確客觀、檢測時間大大縮短、特異度和靈敏度明顯提高,還可做到小型化和自動化,同時可檢測多種病原體,且對操作人員要求不高。
5 流式細胞術
流式細胞術是采用流式細胞儀對單個細胞或其他生物微粒進行快速定性、定量分析與分選的一門技術。它可對群體細胞在單細胞水平上進行多參數定量分析,分類收集某一亞群細胞,且分選純度較高。在感染性疾病診斷中,常用于細菌體及其血清抗體的檢測,病毒抗原和核酸的檢測以及定量等,在支原體、衣原體診斷方面也有涉及。付亮等[28]用流式細胞術檢測產超廣譜β-內酰胺酶細菌,發現與傳統方法檢測結果具有一致性,但更為快速、便于自動化。蔣偉[29]運用流式細胞術檢測漢坦病毒滴度,最低檢測病毒滴度為100 TCID50/mL。流式細胞術具有檢測速度快、測量指標多、采集數據量大、分析全面、精度高、準確性好、可定性、定量分析等優點。
6 結語
隨著科學技術的不斷進步,感染性疾病的診斷向著早期、快速、自動化、多重檢測等方面發展。各種商品化的試劑盒,儀器不斷產生,多學科的交叉發展常使多種技術聯用,從而提高診斷的靈敏度并使之更加方便快捷。目前對于一種感染性疾病的診斷常常可有多種方法,但是哪種更靈敏、更快速、性價比更高,在特定場合更適合哪一種,以及最新診斷技術如何從實驗室走向臨床等一系列問題仍需我們不斷探索,以促進感染性疾病實驗室診斷技術實現快速、高效以及質與量的統一。
目前全球感染性疾病現狀嚴峻,很多經典疾病卷土重來或出現了新特點,如新變異型克-雅病、重癥急性呼吸綜合征(SARS)、新型冠狀病毒感染、H7N9禽流感等。以前從未認識到的感染性疾病正在持續不斷出現,包括人類免疫缺陷病毒(HIV)、耐甲氧西林金黃色葡萄球菌、多重或廣譜耐藥的結核分枝桿菌、霍亂弧菌和登革熱病毒所致疾病等[1]。從不斷新發和再發的感染性疾病中可以看出,感染性疾病仍然給人類的生存帶來了巨大的挑戰,因此對感染性疾病的診斷技術提出了更高的要求。本文就現有的感染性疾病實驗室診斷技術和最新研究進展進行綜述,為臨床工作者對感染性疾病的診治提供參考。
1 病原學檢測
傳統的病原微生物實驗室診斷技術以分離、培養、染色、生物化學鑒定為主,目前仍是許多病原體檢測的“金標準”。傳統人工病原學檢測方法操作復雜、檢測周期長(2~5 d),干擾因素多,敏感性與特異性也有限。為了縮短傳統細菌“鑒定”時間,微生物鑒定自動化技術也應運而生,如Vitek系統、MicroScan系統、Phoenix系統、Mini API系統等。自動化微生物鑒定系統是根據微生物代謝特點,如細菌分解底物后反應液中pH值的變化,色原性或熒光原性底物的酶解,測定揮發或不揮發酸,或識別是否生長等方法來分析鑒定細菌,鑒定時間約15~24 h。Crowley等[2]采用Vitek2自動化微生物鑒定系統和Vitek2革蘭染色陰性鑒定識別卡對707例G-菌株進行鑒定,準確率98%,10 h內可以出結果。此類鑒定系統大大縮短了檢測時間,降低了勞動強度,為疾病的確診爭取了寶貴時間。
2 免疫學檢測
免疫學技術是通過檢測病原微生物的抗原或抗體來進行快速鑒定的技術。該方法簡化了病原微生物的鑒定步驟,因此廣泛應用于臨床。感染性疾病傳統的免疫學技術包括凝集反應、沉淀反應、中和反應等,如臨床上常用的肥達反應、免疫固定電泳、抗鏈球菌溶血素O試驗等。近二十幾年來,免疫學分析方法發展很快,特別是在使用標記了的抗原和抗體的分析技術以后,靈敏度和特異度顯著提高。目前常用的標志物有放射性同位素、酶、熒光素、電子致密物、化學發光物質、DNA等。
放射免疫沉淀實驗是敏感性很高的免疫標記技術,精確度高且易標準化和自動化,但由于放射性同位素有一定的危害性,其臨床應用受到一定限制。酶聯免疫吸附試驗(ELISA)是目前免疫酶技術中應用最廣泛的,由此發展出了陣列-ELISA(array-ELISA),同時具備簡便、高通量、快捷等特點[3]。時間分辨熒光免疫分析及上轉換發光免疫分析技術擁有靈敏度高、示蹤物穩定、不受樣品自然熒光干擾、無放射性污染、多標記等優點[4-6]。膠體金免疫層析技術操作簡單、成本低、結果判讀直觀快速,雖然只能定性,但可用于基層單位,可進行現場診斷或大規模檢測等[7]。免疫-聚合酶鏈反應(PCR)是1992年Sano等[8]建立的一種檢測微量蛋白的免疫標記技術。它是用一段已知的DNA分子來標記特定的檢測抗體作為探針,然后用此探針與待檢抗原結合反應,再通過PCR方法擴增吸附在抗原抗體復合物上的這段標記DNA分子,結合特異性PCR產物的有無,判斷待檢抗原是否存在。免疫PCR及其拓展技術如納米金免疫PCR、噬菌體展示技術介導的實時免疫PCR等極大地提高了靈敏度,特別適合微量抗原和抗體的檢測[9-10]。
3 分子生物學技術
3.1 核酸的序列分析技術
每一種生物都有它特定的核酸序列,因此核酸序列分析可以對微生物進行準確分類鑒定,并逐漸成為細菌鑒定、分類的“金標準”。焦磷酸測序技術是一種新型酶聯級聯測序技術,是在DNA聚合酶、腺苷三磷酸硫酸化酶、熒光素酶和雙磷酸酶的協同作用下,將引物上每一個脫氧核糖核苷三磷酸的聚合與一次熒光信號釋放偶聯起來,通過檢測熒光信號釋放的有無和強度,就可以達到實時測定DNA序列的目的,主要是對已知短序列的DNA片段測序分析。目前焦磷酸測序技術在臨床常用于多重耐藥結核分枝桿菌耐藥性檢測,它不需要熒光標記的引物或核酸探針,也無需進行電泳,具有快速、靈敏度高、自動化、高通量等優點,因此值得臨床推廣應用[11-13]。
3.2 核酸雜交技術
核酸雜交技術是基于DNA分子堿基互補配對原理,利用核酸變性和復性的性質,使特異性的核酸探針與待測樣品的DNA/RNA形成雜交分子的過程。它可直接檢測出臨床中的病原菌的特異基因,而不受非致病菌的影響。核酸分子雜交可分為液相雜交、固相雜交、原位雜交3類。固相雜交包括Southern印跡雜交、Northern印跡雜交、斑點或狹縫雜交、菌落雜交。利用熒光標記的DNA或RNA分子作為探針與組織或細胞中的核酸進行雜交而發展出的熒光原位雜交(FISH)技術主要用于腫瘤或產前診斷方面,近年來也開始用于病原微生物的檢測。Frickmann等[14]使用FISH技術對448份臨床分離的沙門菌進行檢測,認為它是一種可靠、快速、靈敏度高、便宜、簡單的檢測手段,特別適合那些資源有限,高新技術無法施展的地區。
3.3 核酸擴增技術
該技術通過對待測病原體目標DNA片段的體外擴增,然后對產物進行分析,從而得以鑒定那些未知病原體、生長緩慢或難以培養的已知病原體、以及對形態生物化學反應不典型,甚至死亡的病原微生物。現有核酸擴增技術根據其特點可分為2類:一類是靶核酸的直接擴增,如PCR、核酸依賴的擴增技術(NASBA)、環介導等溫擴增技術(LAMP);另一類是信號放大擴增,如支鏈DNA(bDNA)。滾環擴增兩者均有。
3.3.1 PCR
PCR是一種模擬天然DNA復制的體外擴增技術,應用這種技術可在數小時內將目標DNA片段擴增百萬倍。因標本用量少、耗時短,直接針對微生物特異DNA片段、靈敏度高等特點而受青睞。在此基礎上衍生出的新技術也不斷應用于臨床,如特異性和準確性顯著提高的巢式PCR,高靈敏度、高特異性的實時熒光定量PCR,高效性、高通量、經濟簡便的多重PCR等。師永霞等[15]研究發現巢式PCR法在瘧疾的初步檢測和蟲種鑒定中有利于提高瘧疾的檢出率和準確性。Deshpande等[16]等用Meta分析發現使用實時熒光PCR檢測艱難梭菌與傳統的細菌培養和細胞毒性實驗相比其平均靈敏度和特異度分別為90%、96%和89%、97%。Persson等[17]使用多重PCR檢測艱難梭菌的致病相關基因tcdA、tcdB、ctdA、cdtB和tcdC,發現其對027核酸型有很高的特異度,并且能檢測其他艱難梭菌臨床類型,對流行病學也有重要意義。PCR已成為分子生物學技術的核心和基礎,為感染性疾病的診斷作出了巨大貢獻。
3.3.2 NASBA
該技術是利用3種酶(逆轉錄酶、RNA酶H、T7RNA聚合酶)及1對寡聚核苷酸引物在體外特異地對單鏈RNA進行恒溫擴增的技術。Mohammadi-Yeganeh等[18]用多重實時NASBA技術對HIV-1和丙型肝炎病毒進行檢測,臨床檢測靈敏度達98%,特異度達100%。王立朋等[19]用NASBA檢測曲霉菌,該方法靈敏度可達到1個孢子,認為因其靈敏度高、特異性強等特點,有望成為曲霉菌感染的臨床診斷方法。依賴核酸擴增技術不需溫度循環,循環次數少,測定范圍大,幾乎可以對所有生物樣品進行檢測,比普通PCR檢測用時更短,靈敏度更高。
3.3.3 LAMP
LAMP是針對靶基因的6 個區域設計4 種特異引物,利用一種鏈置換DNA聚合酶在等溫條件(63 ℃左右) 保溫30~60 min,即可完成核酸擴增反應。Wu等[20]運用LAMP技術對49例SARS患者的樣品進行了回顧性研究,發現比傳統的實時熒光定量PCR靈敏度提升了10~100倍,可最低檢測到0.01~10個空斑形成單位。Lalande等[21]以產毒株培養為金標準,用LAMP檢測艱難梭菌發現靈敏度和特異度分別可達91.8%和99.1%,且可1 h 內出結果。LAMP靈敏度高,不需要特殊儀器,僅用水浴鍋或恒溫箱即可,可實時監測反應的結果,解決了PCR需要特殊儀器、變溫處理等問題。
3.3.4 信號放大擴增技術
該技術主要是對標記目標DNA片段的探針進行擴增,為病原微生物的鑒別帶來了新的思路,避免了如擴增物交叉污染等常見問題,因此也引起許多科學家和臨床工作者的興趣。Baumeister等[22]使用VERSANT HIV-1 RNA 3.0 Assay (bDNA),調整稀釋液配方等方法,可以使目標孵育時間由以前的16~18 h減少到2.5 h,從而使HIV病毒載量的檢測在1 d之內完成。bDNA技術靈敏度和陽性檢出率高、穩定性和可重復性好、操作簡便、省時、易于普及、特別適應于獻血員的篩查。郭艷玲等[23]運用超分支滾環擴增對60例肺結核患者的痰中結核分枝桿菌進行檢驗,靈敏度與定量PCR相近,顯著高于涂片法。滾環擴增技術具有高靈敏度,高特異度,高通量,且恒溫擴增,操作方便,成本低,值得進一步探索推廣。
3.4 生物芯片技術
生物芯片技術是將生物大分子以及其他生物成分等固定在固相介質上形成生物分子點陣,當待測樣品中的生物分子與生物芯片的探針發生雜交或相互作用后,對雜交信號進行檢測和分析的技術。根據作用對象不同,生物芯片可分為基因芯片、蛋白質芯片、細胞芯片和組織芯片等。在感染性疾病診斷方面應用較多的是基因芯片和蛋白質芯片,可用于病原體的檢測和耐藥性分析等,特別有助于混合性細菌感染等的診斷。由于檢測系統為微陣列,可對大量樣品進行同時分析,研究效率提高,但樣品用量非常小,靈敏度和特異度高,可完全實現自動化和快速檢測。生物芯片與其他技術相結合還創造出液相懸浮芯片技術、表面增強激光解析電離飛行時間質譜等技術,更加彰顯了高通量、快速、高靈敏度和特異度等優點[24-25]。
4 生物傳感器
生物傳感器是對生物物質敏感并將其濃度轉換為電信號進行檢測的儀器。按感受器的不同可分為微生物傳感器、免疫傳感器、組織傳感器、細胞傳感器、酶傳感器、DNA傳感器等。目前在感染性疾病診斷方面使用較多的是免疫傳感器和DNA傳感器。Teng等[26]等用免疫傳感器法對大腸埃希菌進行檢測,檢測低限可達50 CFU/mL。Li等[27]用DNA傳感器法實現對沙門菌較為靈敏的快速檢測,在最佳條件下,可在3.5 h內達到定量檢測沙門菌,檢測低限為10 CFU/mL。生物傳感器最主要的優點是現場檢測能力,且從信號的采集、分析、處理、甚至誤差的分析都運用了計算機技術,使得傳感器檢測更加準確客觀、檢測時間大大縮短、特異度和靈敏度明顯提高,還可做到小型化和自動化,同時可檢測多種病原體,且對操作人員要求不高。
5 流式細胞術
流式細胞術是采用流式細胞儀對單個細胞或其他生物微粒進行快速定性、定量分析與分選的一門技術。它可對群體細胞在單細胞水平上進行多參數定量分析,分類收集某一亞群細胞,且分選純度較高。在感染性疾病診斷中,常用于細菌體及其血清抗體的檢測,病毒抗原和核酸的檢測以及定量等,在支原體、衣原體診斷方面也有涉及。付亮等[28]用流式細胞術檢測產超廣譜β-內酰胺酶細菌,發現與傳統方法檢測結果具有一致性,但更為快速、便于自動化。蔣偉[29]運用流式細胞術檢測漢坦病毒滴度,最低檢測病毒滴度為100 TCID50/mL。流式細胞術具有檢測速度快、測量指標多、采集數據量大、分析全面、精度高、準確性好、可定性、定量分析等優點。
6 結語
隨著科學技術的不斷進步,感染性疾病的診斷向著早期、快速、自動化、多重檢測等方面發展。各種商品化的試劑盒,儀器不斷產生,多學科的交叉發展常使多種技術聯用,從而提高診斷的靈敏度并使之更加方便快捷。目前對于一種感染性疾病的診斷常常可有多種方法,但是哪種更靈敏、更快速、性價比更高,在特定場合更適合哪一種,以及最新診斷技術如何從實驗室走向臨床等一系列問題仍需我們不斷探索,以促進感染性疾病實驗室診斷技術實現快速、高效以及質與量的統一。