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CRISPR診斷技術:兒童呼吸道感染檢測的未來之星
發布時間:2024-05-18

兒童呼吸道感染現狀

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WHO的統計數據顯示,下(xià)呼吸道感染仍是世界上最緻命的傳染病,位居全球主要死亡原因第四位[1]。全球194個WHO成員(yuán)國2000年 ~ 2019年5歲以下(xià)兒童死亡原因分(fēn)析顯示,下(xià)呼吸道感染是5歲以下(xià)兒童(新生(shēng)兒除外(wài))的首要死亡原因,中(zhōng)國是5歲以下(xià)兒童死亡病例數最高的10個國家之一(yī)[2]


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2019年全球5歲以下(xià)兒童死亡原因


呼吸道感染是兒科最常見的疾病之一(yī),占所有兒科疾病首位。呼吸道感染病原譜呈現多樣化,臨床症狀非特異。上呼吸道感染多由病毒引起,發病率高,多爲自限性疾病,易引起多種并發症;下(xià)呼吸道感染由病毒、支原體(tǐ)、衣原體(tǐ)、軍團菌、細菌等微生(shēng)物(wù)感染引起,發病率較上呼吸道感染低,但醫治費(fèi)用較高。呼吸道感染現狀,病原譜多樣且複雜(zá),急性呼吸道感染90%以上爲非細菌性,多爲非典型性病原體(tǐ),臨床症狀非特異;非典型病原體(tǐ)具有感染力強、傳播快、潛伏期短、發病急、病後免疫力不能持久等特點,常導緻較高的發病率和死亡率,造成疾病的大(dà)流行。不同病原感染,診療差異較大(dà)。針對不同的病原體(tǐ),需采用不同的抗感染藥物(wù)。


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兒童呼吸道檢測現狀

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面對頻(pín)發的呼吸系統疾病,其緻病微生(shēng)物(wù)複雜(zá)多樣,但症狀往往相似,有流涕、發熱、頭痛等症狀,臨床病例爲單一(yī)或複合感染,導緻臨床症狀與普通輔助檢查不具有特異性,不利于鑒别。


2023年12月,《發熱患兒就診流程規範化管理專家共識》(下(xià)稱《共識》)正式發布[8],其提出發熱門診應根據臨床診療和疫情防控要求合理開(kāi)展傳染病和兒科常見感染性疾病病原學檢測項目,尤其是病原學快速檢測項目。需要重點關注的兒科急性感染常見病原體(tǐ),包括:(1)易造成急性呼吸道感染高發流行的病原體(tǐ),如甲型和乙型流感病毒、呼吸道合胞病毒、腺病毒、新冠病毒、偏肺病毒、副流感病毒及肺炎支原體(tǐ)等;(2)易造成急性病毒性感染腹瀉的高發流行病原體(tǐ),如諾如病毒、輪狀病毒等。


《共識》将病原學快速檢測項目擺在了重要位置。快速檢測項目對于病毒檢測試劑的要求高,而多項病原體(tǐ)聯檢試劑産品能夠滿足于市場對于快速檢測的需要,同時呼吸道聯檢檢測試劑産品能夠縮短患者治療周期,更大(dà)程度避免抗生(shēng)素的濫用。


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常見檢測方法

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傳統的檢測方法主要包括抗原檢測、抗體(tǐ)檢測、培養分(fēn)離(lí)和核酸檢測等。這些方法各有優勢,但也存在一(yī)定的局限性


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核酸檢測有較高的靈敏性和特異性,受抗菌藥物(wù)應用影響小(xiǎo),檢測窗口期短,速度快,尤其适用于傳染性病原體(tǐ)如病毒的核酸篩查,或難以培養的細菌(如結核分(fēn)枝杆菌)和非典型病原體(tǐ)的檢測。核酸檢測技術還可以同時檢測多種病原體(tǐ),提高了檢測效率和準确性。



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《兒童呼吸道感染病原體(tǐ)核酸檢測專家共識》表示:核酸檢測方法因具有較高的靈敏度和特異性,得以快速地臨床推廣應用,成爲呼吸道感染病原體(tǐ)診斷的主要方法[9]


CRISPR技術的應用

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CRISPR技術在分(fēn)子診斷領域的應用,爲兒童呼吸道感染病原體(tǐ)核酸快檢提供了新的解決方案。CRISPR(規律成簇的短回文重複序列)是一(yī)種在細菌和古菌中(zhōng)發現的天然免疫機制。我(wǒ)們前期文章也介紹了CRISPR系統基于Cas12或Cas13蛋白(bái)的反式剪切能力,已被用于開(kāi)發快速、靈敏的核酸檢測系統。這些系統不僅具有高特異性和靈敏度,而且操作簡便,有望實現家庭自測。


在呼吸道感染領域中(zhōng),通過設計特定的CRISPR系統,可以識别并剪切病原體(tǐ)特有的基因序列,且具有高特異性、快速檢測、操作簡便等特點,可以完成一(yī)個樣本同時檢測多種病原體(tǐ),且适用于不同樣本類型,從而實現對呼吸道感染病原體(tǐ)的快速、準确檢測。


技術優勢

高特異性:CRISPR系統可以針對特定的病原體(tǐ)設計,避免交叉反應,提高檢測的準确性。

快速檢測:與傳統的培養方法相比,CRISPR檢測可以在30min内完成,大(dà)大(dà)縮短了等待時間。

操作簡便:CRISPR診斷技術不需要複雜(zá)的實驗室設備,有望實現現場快速檢測及居家自測。

成本效益:與傳統的PCR技術相比,CRISPR技術減少了昂貴的設備投入和耗時的操作步驟,使得大(dà)規模篩查變得更加經濟高效。



未來展望

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呼吸道感染的聯檢技術正朝着更快速、更精準、更經濟的方向發展。CRISPR技術的應用爲呼吸道感染的診斷帶來了新的機遇,有望在未來進一(yī)步提高檢測的準确性和效率,爲臨床治療提供更有力的支持。CRISPR技術在呼吸道感染領域的應用仍處于發展階段,但已顯示出強大(dà)的市場潛力。


1.家庭自測的便捷性:CRISPR快檢技術有望實現家庭自測,對發病急的患兒可快速了解健康狀況,并及時采取相應措施。


2.基層醫療的強化:該技術的應用還将強化基層衛生(shēng)防疫能力,提升醫療服務效率,尤其是在偏遠地區和醫療資(zī)源匮乏的地區。


3.技術與服務的結合:随着“互聯網+醫療”的發展,CRISPR核酸快檢技術可以與在線醫療服務相結合,提供一(yī)站式的健康管理解決方案。


未來,随着技術的不斷成熟和優化,相信CRISPR技術将在呼吸道感染的診斷和治療中(zhōng)發揮更加重要的作用,爲全球公共衛生(shēng)事業做出更大(dà)的貢獻。



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[1]WHO Fact sheets, the-top-10-causes-of-death. 2020, Dec.

[2]Jamie Perin, et al. Global, regional, and national causes of under-5 mortality in 2000–19: an updated systematic analysis with implications for the Sustainable Development Goals[J]. Lancet Child Adolesc Health, 2022 Feb;6(2):106-115

[3]《流行性感冒診療方案 (2019年版)》

[4]《新型冠狀病毒感染診療方案 (試行第十版)》

[5]《中(zhōng)國兒童肺炎鏈球菌性疾病診斷、治療和預防專家共識》

[6]《兒童流感嗜血杆菌感染診斷及治療專家建議》

[7]《兒童肺炎支原體(tǐ)肺炎診療指南(nán) (2023 年版)》

[8]《發熱患兒就診流程規範化管理專家共識》

[9]《兒童呼吸道感染病原體(tǐ)核酸檢測專家共識》



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