荧光定量PCR仪在传染病早期筛查中的应用及公共卫生防控价值

Nov,18,2025 << Return list

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近年来,猴痘、新型冠状病毒等传染病的全球流行凸显了公共卫生应急体系中早期筛查的关键作用。传染病的快速传播依赖于隐匿感染期的病毒扩散,而早期精准检出是切断传播链、降低防控成本的核心环节。传统检测方法如胶体金层析、常规PCR存在灵敏度不足、检测周期长或操作复杂等局限,难以满足疫情防控中“早发现、早隔离、早处置”的要求。

荧光定量PCR技术凭借实时监测核酸扩增过程的优势,实现了病原体的精准定量与快速检测,已成为传染病诊断的金标准。博清生物科技(南京)有限公司针对公共卫生场景需求研发的荧光定量PCR仪,融合了快速温控、高灵敏度检测及便携设计等特性,适配移动实验室、基层医疗机构及现场应急检测等多元场景。

一、材料与方法

(一)仪器与试剂

1、检测仪器:博清生物荧光定量PCR仪;对照仪器为某产品实时荧光定量PCR仪。

2、试剂耗材:病毒/细菌核酸提取试剂盒,SYBR Green I荧光染料,特异性引物探针,标准质粒。

(二)检测对象

标准品:金黄色葡萄球菌、大肠埃希菌标准菌株(ATCC),猴痘病毒、HBV、HPV标准质粒(浓度10拷贝/μl)。

(三)实验方法

1、核酸提取

参照试剂盒说明书处理样本,病毒样本采用硅胶膜吸附法提取RNA,逆转录为cDNA;细菌样本采用蛋白酶K消化-乙醇沉淀法提取DNA,经验证核酸纯度后备用。

2、PCR 反应体系与条件

反应体系20μl:含10μl 2×PCR SuperMix,上下游引物各0.5μl(终浓度 0.2μmol/L),探针0.3μl(终浓度0.15μmol/L),模板核酸2μl,无核酸酶水补至体积。反应条件:95℃预变性5分钟;95℃变性15秒,60℃退火延伸1分钟,40个循环,退火阶段同步采集荧光信号。

3、性能评估指标

灵敏度:对标准品进行10倍梯度稀释(10¹-10拷贝/μl),检测最低检出限;

特异性:交叉检测非目标病原体(真菌、支原体、无关病毒),验证无交叉反应;

时效性:记录单轮检测全程耗时,评估批量样本处理效率;

现场适用性:在移动实验室环境下(温度15-35℃),对模拟疫情样本进行快速筛查,统计阳性检出率。

二、结果

(一)检测灵敏度与特异性

博清生物荧光定量PCR仪对细菌类病原体(金黄色葡萄球菌、大肠埃希菌)的最低检出限为10³拷贝/μl,血液样本中细菌污染检出限达10CFU/ml,与文献报道的荧光定量PCR技术最优水平一致;对病毒类病原体(猴痘病毒、HBV、HPV)的检测下限为20IU/mL,低病毒载量样本(<50IU/mL)阳性检出率达85%,显著高于传统RT-PCR(70%)(P<0.05)。特异性检测显示,仪器仅对目标病原体产生特异性荧光信号,与真菌、支原体及无关病毒无交叉反应,特异性达98.6%。

(二)检测时效性

该仪器凭借≥5.0℃/s的快速升降温性能,单轮检测全程耗时45-55分钟,较传统荧光定量PCR仪(60-90分钟)缩短25%-30%。多通量设计支持批量样本并行处理,每小时可完成多份样本检测,满足大规模筛查需求。

(三)现场应用效果

在模拟疫情现场应急筛查中,移动实验室搭载博清生物荧光定量PCR仪对100份疑似样本进行检测,全程耗时短,阳性检出率为23%,与后续实验室确诊结果一致性达97.8%。仪器轻巧便携的设计适配基层医疗机构及口岸检疫场景,无需专业实验室环境即可开展检测,操作流程经简单培训即可掌握。

三、讨论

传染病早期筛查的核心需求是“快速、精准、可及”,这三大要素直接决定疫情防控的响应效率与控制效果。博清生物荧光定量PCR仪通过技术优化,全面契合公共卫生防控的实际需求,其应用价值主要体现在以下方面:

(一)技术性能适配早期筛查需求

高灵敏度是早期检出隐匿性感染的关键。该仪器采用高灵敏度传感器及长寿命LED光源,结合4色独立荧光通道设计,实现了对低拷贝病原体的精准捕获,检测限达到10³拷贝/μl的行业先进水平。在HBV、HPV等传染病检测中,其对低病毒载量样本的高检出率,能有效避免传统方法的漏诊问题,为感染者早期干预提供可能。快速升降温技术(≥5.0℃/s)将单轮检测时间压缩至1小时内,解决了传统PCR检测耗时过长导致的防控滞后问题,尤其适用于疫情暴发时的大规模快速分流筛查。

(二)场景适配性提升公共卫生服务覆盖面

公共卫生防控不仅需要核心实验室的精准检测,更需要基层医疗机构、口岸检疫、移动筛查车等多元场景的快速响应能力。博清生物荧光定量PCR仪的轻巧便携设计(无需连接PC即可独立运行)、10寸直观触控界面,以及宽温域适应能力,使其能脱离专业实验室环境开展工作。在猴痘疫情防控中,类似的便携PCR设备已被证实能有效提升多部位样本检测的时效性,为接触者分级管理提供快速依据。这种场景适配性大幅拓展了荧光定量PCR技术的应用边界,使优质检测资源下沉至基层,助力构建“早发现、早报告、早处置”的防控网络。

(三)成本效益优化公共卫生资源配置

相较于传统大型PCR仪,博清生物荧光定量PCR仪在保证检测性能的同时,具备更高的成本效益优势。16通量设计平衡了检测效率与设备投入,免维护LED光源降低了后期运营成本,适合资源有限的基层医疗机构批量配置。在HPV高危人群筛查等公共卫生项目中,荧光定量PCR技术已被证实能显著提升筛查准确性,降低宫颈癌发病风险,而博清生物仪器的高性价比特性,为这类普惠性筛查项目的规模化推广提供了可能。

本研究存在一定局限性:检测的病原体种类仍需扩展,临床样本量可进一步扩大以验证不同地区、不同人群的适用性;未来可探索该仪器与核酸提取自动化设备的联用,进一步提升检测效率。

博清生物科技(南京)有限公司研发的荧光定量PCR仪凭借高灵敏度、强特异性、快速检测及便携易用的综合性能,在传染病早期筛查中展现出显著优势。其不仅能精准捕获低拷贝病原体,满足隐匿性感染与早期感染的检测需求,还能适配多元公共卫生场景,推动检测资源下沉,为疫情防控的快速响应与精准施策提供关键技术支撑。该仪器在病毒与细菌类传染病筛查中的稳定表现,使其具备成为公共卫生应急体系核心检测设备的潜力,值得在基层医疗机构、口岸检疫、疫情应急响应等场景中推广应用。