首先，我们还是要确认一下什么是分子POCT产品。笔者以为，一个分子POCT产品首先得满足能脱离PCR分区实验室使用。这就意味分子POCT产品的检测耗材上要能集成核酸提取、核酸扩增的功能。更重要的是，整个实现过程要全密闭，以最大程度地在没有PCR分区实验室的情况下避免气溶胶污染。
下面，笔者归纳了评价一个分子POCT产品好坏的六个维度，仅供参考。
体外诊断行业，准确性永远是摆在第一位的。 新冠疫情当前，胶体金试纸条来做新冠抗原、抗体的检测，在检测的时间、成本以及便利性上具备核酸检测不可比拟的优势。这种情况下，国内新冠病毒检测为何还是坚持以核酸检测为主？还是因为核酸检测的准确性更高。
在选取分子POCT产品开发的技术路线上，一步法提取会让检测耗材（预置有试剂的微流控芯片或者非微流控芯片的卡盒）的设计更为简单，可制造性也更强。但是一步法提取却会降低检测的灵敏度。同样的，恒温扩增（LAMP，RPA等等）相比于QPCR而言，对于温度控制的要求低的多。其仪器开发起来更简单。恒温扩增速度也能更快。但是，恒温扩增当前检测性能跟QPCR比还是有显著的差距。所以，综合来看，想保证检测的准确性，最有效的方法就是老老实实的选取全提取+QPCR的技术路线来开发分子POCT产品。毕竟，GeneXpert和FilmArray这两个本领域最具代表性的产品都是这条路线。
笔者每次看到国外琳琅满目的核酸家用自检产品都充满疑虑。考虑到检测时间和成本，这些产品大多选用的是一步法提取+恒温扩增的技术路线。这种技术路线下的产品性能又如何能保证呢？在新冠病毒的检测上，这些家用自检产品的性能又能比新冠抗原胶体金试纸条好多少呢？笔者也没有找到相关数据。
笔者以为，分子POCT产品开发最大的门槛就是检测耗材的量产。分子POCT产品的检测耗材集成了核酸提取和核酸扩增功能。核酸提取又分为裂解和核酸纯化，全过程需要试剂好几种，反应步骤也好几步。而这些试剂和反应步骤都要集成在检测耗材上。所以一般分子POCT产品检测耗材设计的都比较复杂。此外，如果核酸扩增采用的是QPCR技术，那就意味着检测耗材的封接能承受得住PCR反应过程中变性对应的95℃左右的高温。这又进一步提高了分子POCT产品检测耗材的量产门槛。集采之下，国内IVD行业，耗材成本的控制尤为关键。检测耗材的成本不光只是组成检测耗材的塑料和试剂的物料成本。要考虑塑料组件的模具分摊成本，也要考虑检测耗材量产的成品率。比如GeneXpert，我们单看其爆炸图就知道这个卡盒至少包含7个组件。
每个组件都要单独开模注塑。而且，据业内资深人士说，单单存储试剂的三维腔室这一结构组件的模具费用就要百万美元。假设这个模具的使用寿命为100万次，那这么一个组件分摊的模具费用就能大致算出来了。这也解释了为何GeneXpert的卡盒成本偏高了。一个检测耗材的组成组件越多，组件分摊的模具费用累积起来就越可观。这些组件最终还要拼成一个整体。这些拼接工艺一般包括超声焊接，激光焊接，热压，胶粘等，甚至GeneXpert的卡盒里面还有中国传统的榫卯结构。拼接越复杂，拼接次数越多，相应的检测耗材的量产成品率就越难保证。成品率越低，相应的合格的成品最终的分摊成本就越高。笔者听说过某厂家正在开发的分子POCT产品的检测耗材有二三十个组件。这种产品就算能实现量产，估计在市场上也没什么竞争优势。
此外，还有一些基于EWOD（electrowetting-on-dielectric，介质上电润湿）技术开发的分子POCT产品，比如Genmark ePlex system。笔者一直对这类产品的耗材成本控制能力表示怀疑。这类耗材的量产可是要依赖于半导体工艺的。人家半导体工艺是用来制造可持续工作的电子芯片的，我们IVD行业还没有富到拿这套工艺来制造一次性使用的（disposable）检测耗材吧？
3. 检测时间（SmartCycler，Cobas Liat） 诊断追求快是一种本能。
分子POCT想做得更快有以下几种方法： - 优化PCR反应体系，从而优化PCR反应时序，缩短PCR反应中变性，退火，延伸所需时间；
- 减少PCR反应的循环数（有风险，会降低检测的灵敏度）；
- 提升温控模块的升降温速度（或者直接选用恒温扩增的方式，不过恒温扩增也会降低检测的灵敏度）；
- PCR反应腔室设计的扁、薄，提升导热效率；
- 优化温度控制的算法，做到加热模块温度适度超调，但液体温度又能平稳过渡；
- 选用Space Domain的温控设计方案。
当然，也有人说在实际临床使用中，半小时内能出报告是一回事儿，半个小时到一两个小时出报告又都是另一回事儿。 所以，除非能半小时内出报告，不然也没有必要那么计较检测时间。
无论如何，产品的检测速度更快，最起码市场部的同事们宣传起来也更有底气。
4. 检测指标数 在分子POCT领域， FilmArray通过一百零几个扩增腔来实现单样本多指标的检测。FilmArray的一个检测panel把引起某类疾病的常见病原体都筛查一遍，这样子就能帮医生精准定位出引来这类疾病的病原体是什么。比如，FilmArray呼吸道感染检测panel囊括了22个检测指标，对于绝大多数具有呼吸道感染症状的病人的样本而言，都可以在45分钟后给出准确的检测结果。而同样是呼吸道感染检测，GeneXpert则只检测四个指标，分别是甲型流感，乙型流感，合胞病毒，新冠病毒。所以两者应用的场景也不一样，GeneXpert适合门诊初筛，FilmArray更适合住院部危急重症感染的检测。
即使是初筛，检测指标也要适当的多一些，不然产品的检出率过低，产品也得不到医生的认同。这里就要考虑不同使用场景下的检出率和检测成本的平衡。
想检测指标数多一些，最好的方法还是在检测耗材上多增加几个QPCR扩增腔室。在GeneXpert之后，国外大多数分子POCT产品都是这个设计思路（FilmArray，STAT-Dx DiagCORE，Mobidiag，GenePOC，Genmark ePlex system，Atlas genetics io等）。笔者也见到过通过杂交，毛细管电泳等方式来拓展PCR的检测指标。杂交和毛细管电泳增加了系统的复杂度，也让整个检测时间更长，同时也带来很大的开盖污染风险。
5. 样本检测通量 为了解决样本检测通量问题，GeneXpert特地开发了系列产品，单次检测样本数量从1到80个不等。FilmArray也采取了多机并联的思路实现样本检测通量的拓展。 新冠疫情之下，核酸检测对于样本检测通量的极致追求反而让分子POCT产品显得没那么适用。后新冠疫情时代，对于常规的上呼吸道感染（流感等），院内感染，性传播疾病，生殖道感染等传统检测项目，我们也要考虑不同场景之下仪器的检测通量是否适宜。比如，流感爆发期间，单样本检测通量的分子POCT仪器放到大医院的儿童发热门诊就显得不够合适。
6. 产品易用性 好的分子POCT产品应该所有检测步骤包括核酸提取，PCR扩增以及结果分析均自动化实现，所有用到的检测试剂均预置在检测耗材里，使用者仅需要加样。 把产品易用性做到极致的便是STAT-Dx的Diagcore。该产品直接将采样拭子插入检测耗材，折断拭子后，盖上检测耗材的盖子后就直接上机等结果了。相比较而言，看过FilmArray的操作视频的就会知道，FilmArray需要专用的装置来加样本和稀释液，整体操作起来就略显复杂。
实践是检验真理的唯一标准。笔者结合自己的理解，提供评价一个分子POCT产品好坏的六个参考维度。最终产品好不好，还是要交给市场来判断。 ------------------------------------------------------------------------------
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发表于 2022-9-17 17:16:43
