分子即时检验产品的发展现状及应用分析

李思媛，闫花丽，张强

陕西省药品和疫苗检查中心 （陕西西安 710065）

即时检验（point-of-care testing，POCT）概念于20 世纪90 年代起源于自美国，2000 年后进入中国。POCT 是体外诊断行业的一个细分领域，是指在采样现场即刻进行的快速诊断，省去了标本在实验室检验的复杂处理，利用便携式分析仪器及配套试剂即可快速得到检测结果的一种检测方式。POCT是基于医学、免疫学、分析生物学、机械、光学等多学科综合发展而产生的现代医学检测方法[1-4]。

2023 年5 月29 日，国家卫生健康委、国家中医药局联合印发了《全面提升医疗质量行动计划（2023-2025 年）》[5]，文件指出“建立健全覆盖检查、检验全过程的质量管理制度，加强室内质量控制，重点关注POCT 质量管理，配合做好室间质量评价工作，充分发挥质量管理对于推进医疗机构检查检验结果互认的重要作用。”本研究主要从分子POCT 产品的发展现状和应用方面进行分析和探讨，旨在为该产品行业相关企业、机构提供参考。

1 分子POCT 产品的概述

分子POCT 是指通过技术创新与优化，进行全自动、一体化设计以符合即时检测要求的分子生物学检测系统。该系统为整合一体化封闭系统，其核酸提取、扩增检测均在同一封闭、便携式仪器完成，无需人工配制试剂、无需样本人工处理。样本上机后至结果报告过程中无需其他手工操作，可有效防止生物样本及其遗传物质污染环境。此系统还兼具微型化、易携带、自动化、全封闭、速度快、操作简易等特点，同时能保证检测性能的高特异性和敏感性，使其能够适用于医院急诊、基层医疗单位、家庭等多种检验场景。分子POCT 产品的优点为仪器或试剂体积小、便于携带，且能缩短实验结果周转时间。对于急诊治疗和抢救的患者，医师可根据 POCT 信息，为患者及时作出初步诊断并拟定救治方案，有利于减少住院时间，降低发病率、死亡率[1-3]。例如： 核酸检测较抗原检测灵敏度高，对于气溶胶污染和样本交叉污染较敏感。因此，为了确保核酸检测结果的准确性，应尽可能的规避污染。传统的核酸检测多在标准PCR 实验室进行。PCR 实验室有独立的房间及相应的空气流道设计，同时PCR 扩增间通过负压设计，可规避气溶胶污染。另外，整个核酸检测要求操作人员持证上岗，采集的鼻咽拭子样本要统一送PCR 实验室集中检测，导致传统的核酸检测等待结果时间长。分子POCT 产品解决了传统核酸检测对环境要求严格和需要专业操作人员的两大难点。分子POCT要求“样本进结果出”和全密闭，使分子POCT产品在理论上脱离PCR 实验室使用。此外，分子POCT 产品可实现整个核酸检测全过程的自动化，对操作人员的要求较低。 POCT 产品的试剂剂量较小、检测仪器也可重复利用，制备成本相对较低，检测成本大幅降低，对于日常疾病检测具有重大意义。

2 分子POCT 产品的发展现状

近年来，全球分子诊断POCT 市场加速发展。根据《2023-2029 年中国分子诊断行业市场发展潜力及投资风险预测报告》[6]，2021 年，全球分子诊断POCT 行业市场规模达53.02 亿美元，同比增长13%；细分mPOC 领域和“近患”分子诊断领域的市场规模分别为10.08 亿美元、42.94 亿美元。

2.1 国外分子POCT 产品的发展现状

根据国际市场划分，分子诊断POCT 可分为 现场即时诊断（molecular point of care，mPOC）和“近患”分子诊断2 个领域。其中，mPOC 是在便携式设备上运行PCR 或其他DNA 和RNA 检测的设备，占地面积小，可携带，检测速度快，可在医师办公室或患者旁边进行检测，获得FDA 实验室豁免；也可以在实验室以外使用，强调非实验区域进行操作，操作人员可为非专业人士、临床医师。“近患”分子诊断是指分子诊断系统可以接近患者，但仍需在实验室操作，不符合mPOC 的定义，可能是被FDA 根据临床实验室改进修正案而授权豁免资格或没有豁免的产品，操作人员为需要有一定的基础且经过简单培训的检验人员[3-4]。根据《2023—2029 年中国分子诊断行业市场发展潜力及投资风险预测报告》（以下简称报告）发布的最新数据，mPOC 领域代表企业有美国赛沛、美国梅里埃、雅培、罗氏等。“近患”分子诊断领域代表企业有美国赛沛、美国梅里埃等。目前GeneXpert 全球装机量已经超过20 000 台，在美国医院分子诊断同类型设备的装机量中，美国赛沛发布的GeneXpertPCR 分析仪占比接近25%，超过美国梅里埃等。2020 年新型冠状病毒疫情期间，美国赛沛成为全美装机量和新型冠状病毒检测试剂盒出货最多的企业，其次是美国梅里埃，该公司分子诊断系统FilmArray销售额达4.83 亿欧元，分子生物学业务成为其增长最快的主要部门，80%增长来自FilmArray 多重PCR 分析系统[5-8]。

2.2 国内分子POCT 产品的发展现状

根据《报告》显示，疫情前，我国涉足分子POCT 领域的企业仅有赛沛、优思达、博晖、博奥，全国分子POCT 诊断市场容量仅8 亿～10 亿元。自2020 年新型冠状病毒疫情爆发以来，市场分子检测需求急速增长，我国分子POCT 诊断产品研发生产企业数量大增[9-12]。但由于我国分子POCT诊断行业正处于初步发展阶段，市场暂时无法根据国际市场进行区分，将拥有体积小、具备PCR 实验室外操作能力、检测快速的样本处理-核酸提取-扩增检测一体机生产能力的体外诊断企业划归为分子POCT 诊断企业。按照国内行业中分子POCT 诊断产品应用领域进行划分，我国分子POCT 诊断产业大致细分为新型冠状病毒核酸快检、公共卫生检测、妇幼检测及宠物医院检测四大领域。其中，新型冠状病毒核酸快检领域所占市场份额为58%，以达安基因、圣湘生物、卡尤迪、优思达、博奥等企业为主；以结核分枝杆菌为主的公共卫生检测领域所占市场份额达29%，以人乳头瘤病毒为主等妇幼检测领域所占市场份额达6%，宠物医院等领域所占市场份额达5%。近年来，我国分子POCT 诊断产品研发生产企业数量大增，行业市场快速发展。截至2022 年底，国内行业市场规模达34 亿～52 亿元，2019—2022 年，产业市场规模复合增长51.01%[13]。

3 分子POCT 产品的应用分析

3.1 国外分子POCT 产品的应用

美国赛沛GeneXpert 平台目前已开展超过40 个检测项目，涵盖医疗相关感染、危重感染、性健康、妇女健康、病毒和肿瘤、遗传等应用领域，其中包含结核及利福平耐药、淋球菌、沙眼衣原体、甲型流感，乙型流感、耐甲氧西林金黄色葡萄球菌、耐万古霉素的肠球菌、碳青霉烯类抗生素耐药肠杆菌科细菌、艾滋病、快速定量检测丙肝病毒、乙肝病毒载量监测九大经典产品检测。

美国梅里埃的FilmArray 平台主要应用于体外定性检测具有脑膜炎及（或）脑炎体征及（或）症状人群的脑脊液样本中的 14 种细菌、病毒和隐球菌的核酸，包括：大肠埃希菌 K1 株、流感嗜血杆菌、单核细胞增生李斯特菌、脑膜炎奈瑟菌（有荚膜）、无乳链球菌、肺炎链球菌；巨细胞病毒、肠道病毒、单纯疱疹病毒1 型、单纯疱疹病毒2 型、人疱疹病毒6 型、人双埃可病毒、水痘-带状疱疹病毒；新型隐球菌。

雅培PRISMnEXT 免疫分析仪应用于对癌症、传染性疾病、心血管疾病和甲状腺疾病等的免疫分析； ARCHITECTc4000 临床化学分析仪对癌症、心血管疾病和甲状腺疾病、药物滥用、生育能力、肝炎和传染病的免疫分析。雅培的传染病免疫分析包括疱疹病毒组DNA 病毒、风疹、弓形虫、甲型肝炎、乙型肝炎等。

罗氏的Cobas Liat 系统是一种快速、易用的PCR 平台，应用于床旁按需检查，如医师办公室、药房、以及医院和卫星实验室，主要用于流感A/B病毒和呼吸道合胞病毒检测[14-16]。

3.2 国内分子POCT 产品的应用

从应用领域看，POCT 产品可应用于临床检验、慢病监测、灾害医学救援、传染病监测、检验检疫、食品安全、毒品检验等公共卫生领域[17]。

从应用场景看，POCT 产品可出现在多种场合，包括大型医院的病房、门诊、急诊、检验科、手术室、监护室；基层医院、社区门诊和私人诊所；体检中心；卫生服务中心、疾病预防控制中心、灾害医学救援现场、食品安全检测现场、环境保护现场；海关检疫、违禁药品快速筛查；法医学现场；生物反恐现场等[17-18]。

2021 年7 月发布的《病原体核酸即时检测质量管理要求专家共识》对于分子POCT 的应用场景以及主要用途表述较详细[19]，见表1。

表1 分子POCT 的应用场景

国产分子POCT 产品的的应用简介如下。（1）全自动核酸检测分析系统：在临床上对来源于人体生殖道分泌物、呼吸道拭子、血清/血浆、粪便、尿波样本中的靶核酸（DNAJRNA）进行定性、定量检测，包括人类基因检测项目和病原体核酸检测项目。（2）芯片核酸扩增分析仪：临床上用于对来源于人体的痰液拭子洗脱液、肺泡灌洗液等样本中的靶核酸进行定性检测，包括病毒、细菌、真菌、非典型病原菌、耐药基因等项目。（3）恒温核酸扩增分析仪：采用基于荧光检测的恒温核酸扩增原理，与配套的检测试剂共同使用，用于对来源于人体呼吸道样本中的被分析物进行定性检测，包括呼吸道病原菌核酸检测试剂盒、耐药基因检测试剂盒项目；其中，呼吸道病原菌核酸检测试剂盒用于定性检测痰液中，包括肺炎链球菌、金黄色葡萄球菌、肺炎克雷伯菌等8 种临床常见下呼吸道病原菌。

3.3 我国分子POCT 产品的应用需求

3.3.1 基层医疗机构

尽管我国基本公共卫生服务有了长足的进步和改善，但基层医疗机构的医疗资源短缺、设备配置水平偏低，还存在功能少、性能低等问题。基层医疗机构对分子POCT 平台也有较大需求，尤其是设备投入不足时，分子POCT 产品在基层应用较广，包括床边、急诊、门诊等，可为患者提供更好的服务。分子POCT 产品更适合多数基层医疗机构，更好的满足基层的临床需求，降低基层医院对实验室和人力的投入[15-16]。

3.3.2 发热门诊

在发热门诊建设过程中，提高检测能力是重中之重。除了基础的救治类、检验类设备外，还需要高效便捷的辅助诊断工具。针对上呼吸道感染病原体，如甲型乙型流感病毒、呼吸道合胞病毒、肺炎链球菌、A 群链球菌、肺炎支原体、肺炎衣原体等，使用快速抗原检测试剂进行初筛，无需设备，即来即测，采样、检测、出报告 0.5 h 内完成，为临床医师提供快速准确的诊断依据。同时，此类抗原快速检测试剂，不仅适用于实验室检测，还适用于各种复杂的一线场景，助力各级医疗机构发热门诊的高效检测[17-18]。

3.3.3 防控传染病

艾滋病、肝炎（乙肝、丙肝）等传染性疾病的初期症状极不明显，导致感染者易错失最佳治疗时期，并成为潜在感染源，加重了我国的传染病防控负担。现阶段，快速诊断试剂已在部分地区性大规模筛查及部分疾病预防控制中心、门诊等场景中应用。此外，利用快速诊断试剂由特定社会组织或潜在感染者自行检测，更大范围的将高危人群纳入检测，从而提高检出率。另外，在部分特定场合公安稽查以及部分场合的职业暴露方面，快速诊断试剂也可发挥其相应的作用。快速诊断试剂在更多场景的覆盖，使更多的潜在感染者知晓自身感染情况，发现潜在传染源，阻断相关血源性传染病传播[18-19]。

3.3.4 健康居家自检

新型冠状病毒抗原检测作为 POCT 由专业实验室开展逐步进入健康居家自检的一个缩影，见证了快速诊断产品在流行疾病诊断和公众健康防护方面的积极作用。健康居家自检解决了患者长时间就诊等候的痛点，仅需在家中自主完成取样、检测，即刻获取检测结果，或居家完成取样环节后再将样本寄送至专业检验机构，远程查看检测结果，获得诊疗服务。居家自检拥有便捷、私密、无接触、不受环境限制、节约医疗资源等特点。目前国外自检试剂种类更丰富，欧美批准了部分尿液指标检测产品（如尿液白蛋白数量、亚硝酸盐含量等）以及独具欧美特色的毒品自我检测类产品等。参照国外自检产品的发展，在我国流感、艾滋病、肝炎、肿瘤早筛及维生素等多个项目均为具有较大应用潜力居家场景的自检产品[20]。

4 总结和展望

目前，分子POCT 检测技术的应用领域不断扩展，包括发热门诊、急诊、儿科、呼吸内科等临床科室均对分子诊断技术有刚性需求。虽有不少报道[1-10]证明POCT 的优越性，但其仍还存在一些不足，如质量控制体系不完善、操作者的技术水平参差不齐、临床管理不够完善，职责分工不明及操作者专业知识欠缺等严重影响结果的准确性和可重复性等。POCT 产品作为一种新的检验模式，因其设备便携，获得结果迅速，可在社区等基层医疗机构及经济落后地区开展，有利于肿瘤标志物的早期筛查，实现对肿瘤早发现、早诊断、早治疗，降低死亡率，且可对术后患者的肿瘤标记物进行及时监测[20-22]。

未来的POCT 检测技术将不仅局限于疫情防控，还将在许多其他领域得到广泛应用，包括社区医疗、体检中心、家庭保健、海关、军队、学校等社会部门对POCT 技术的需求较高。随着新技术、新思维、新模式在POCT 的广泛应用，POCT 产品已不再是传统的POCT，而是集新技术、人工智能、智慧诊断为一体的高度智能化、精准化、云端化、共享化、人工智能化为核心的新一代智慧POCT 设备，其应用场景会更广泛。与现有传统IVD 大型设备互相补充，互相协同，全方位打通检验科、临床、患者、医疗机构、政府等全链条，为妇幼保健、慢性病管理、健康监测、传染病预防等提供更广泛的数据支持[20-23]。目前，分子POCT 检测市场正在迅速增长。中国的POCT 检测市场也受益于人口老龄化和慢性病的增加，以及医疗卫生改革的推进[24-26]。