荧光定量PCR的“次时代”！从“温度”开始升维

IVD从业者网 · 公众号 · · 2025-01-08 08:05

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文章来源于诊断科学，作者认真的刘博

当前IVD领域的当红辣子鸡，肯定是呼吸道病原体检测了，而且是多重呼吸道病原体检测。

从开始的单检，到三联检，五联检，十二联检，检测重数是越来越多，在医疗机构内，也非常受欢迎。

但对于传统的荧光定量PCR来说，有一个问题是绕不过去的，那就是能够同时检测的重数。

一台定量PCR仪一般就包括五个光通道，分别是FAM或SYBR Green通道、HEX通道、VIC通道、ROX通道和Cy5或类似通道。

这也就意味着，如果你想开发一个多重PCR试剂的话，在一管内，最多进行五个反应，而如果带了一个质控的话（比如用ROX通道），那也就只能做到四重检测了。

这对于病原体检测来说，就 有点不太够 。

所以，行业内一直在寻找解决这个问题的方案，一般来说的话，有以下两种做法。

第一种，就是 增加管数 ，一管只能做四重，那就两管做八重，三管做十二重，这种解决方法的问题主要集中在成本上面，对样本、试剂和耗材的消耗都增加了很多，而且也导致通量下降。

第二种，就是采用熔解曲线分析法，就是通过利用PCR扩增产物的熔解特性来区分不同的DNA序列。这种解决方案对检测稳定性的挑战是非常高的，比如，它对引物的设计要求就很高，因为这对实验的准确性至关重要。

有比如，它对PCR条件也很敏感，一些PCR反应当中的微小变化，像DNA聚合酶的质量或反应缓冲液的组成啦，都有可能会影响到熔解曲线。

而且，随着靶标数目的增加，荧光背景及检测成本也会随之升高，在这个时候，如果探针的结合区内出现任何核酸变异，都有可能会引起熔点的偏倚，并且导致出现误判和错判。

那么，是否有一种技术，能够即保持荧光定量PCR的检测优势，又不会推高检测成本呢？

罗氏给我们带来了一个新的答案—— 温度。

到底是什么样的技术？

在九月底的时候，罗氏发布了他们最新的呼吸道十二联检试剂——Cobas Respiratory Flex测试，这个测试可以在Cobas 5800、6800和8800等PCR设备上运行，标本类型是鼻咽拭子，可以检测12种呼吸道病毒：甲型和乙型流感、呼吸道合胞病毒、腺病毒、人副流感病毒、肠病毒/鼻病毒、副流感1至4、SARS-CoV-2和其他冠状病毒。

这个试剂的与众不同之处在于，它采用了一种名为温度激活信号生成（Temperature-Activated Generation of Signal, TAGS）的技术。

这种技术实际上采用了两组 可逆热活化染料 ，这些染料的颜色在较低的温度下面，是不会出现的，但是在较高的温度下面，它就会出现。

这就好比，你家小区里面有棵树，在晚上，温度只有15度，你从旁边走过，发现树底下只有一只猫，它很警惕的看着你，你拍了张照片，记录了下来。

到了早上，气温上升到22度，你又从树旁边走过，发现树底下有两只猫，都在打哈欠，也不怎么关注你，你又拍了张照片，记录了下来。

到了中午，气温上升到30度了，你再次来到了树旁边，发现这次树底下有三只猫了，但它们都在睡觉，压根不理睬你，你再拍了张照片，记录了下来。

你看，随着温度的上升，你就可以看见原先那些看不见的猫，这也就意味着，在这份样本当中，含有新的病原体。

但如果随着温度的上升，猫的数量并没有增加呢？

那就意味着，那些高温才出现的猫，在这份样本当中， 并不存在 。

这个设计非常巧妙，因为PCR是一个循环的过程，而每个循环都会从低温到高温，再回到低温，而这样的循环，在PCR反应当中，有40-50次之多——足以收集足够的数据了。

这是一个非常出色的想法，在过去，PCR的检测指标，荧光强度，实际上只有一个维度，那就是时间，现在，罗氏给它们添加了一个维度，温度，这个反应就从一维变成了二维。

降维打击。

成本优势在哪里？

对于多重检测来说，最重要的问题是——成本。

当然，一般来说，多重的收费肯定会比单检更贵，但是它不太可能是简单的乘数关系，也就是说，多于多重试剂而言，平摊到每一个单检上的费用，应该会低于单检试剂的。

所以，如果你的多重检测试剂，成本是简单的线性增长的话，那你的利润率是肯定会下降。

而对于一位患者而言，他可能感染的只是一两种病原体，只是不能从症状上直接区分罢了，多重检测增加的额外的成本，对于患者来说，都是额外的负担。

TAGS技术就很好解决了这个问题，因为它就是在一管内进行检测，不需要再花费其他的样本、试剂和耗材，而在这个基础上面，还延伸出了一个新的玩法—— 数字反射 。

考虑到收费，医生可以先开一个二联的单，比如就测一下甲/乙流，这个时候检验科依旧可以用Cobas Respiratory Flex进行检测，而且只报甲/乙流检测结果。

但如果医生拿到的结果没有满足他的需求，比如检测结果都是阴性的，在这个时候，他可以再开单要求其他的检测结果，而检验科呢，是 不需要 再度进行检测的，只要对数据重新处理，查看其他的检测结果就可以了。

这种成本弹性， 无疑增加了产品的竞争力 ，也就是它的产品名字当中Flex的含义。

当然，当讨论成本的时候，是不能只讨论试剂的，还要考虑设备和耗材的问题，毕竟，经过新冠大流行之后，PCR设备已经相当的普及了，如果这个时候还要说服医疗机构购买一台新的PCR仪的话，恐怕不是一个简单的任务。

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