传染病的检测技术进展及质量控制

1、传染病的检测技术传染病的检测技术进展及质量控制进展及质量控制 郑州大学第一附属医院感染科 孙长宇 伴随医疗卫生事业的发展 ，人们对传染病的防治也越来越重视 。在医院中大量传染病标本的检测工作也变得十分重要。 传统的检测方法多种多样，对于很多疾病的诊断有相当大的辅助作用，传染病病原体的准确检测是传染病有效防控的前提，也是合理用药的基础。然而，传统的病原体分离、 培养等诊断方法不能完全满足临床治疗和疾病控制的需要。新发展的传染病诊断技术可有效弥补传统方法的不足。传统检测方法一般实验室检查 血常规、尿常规、粪常规 血液生化检查病原学检测 直接检查病原体、分离培养病原体 抗原、抗体检查其他检查 内镜检

2、查 如支气管镜、胃镜、结直肠镜 影像学检查 如超声、CT、MRI、DSA新生检测技术高通量酶联免疫吸附PCR蛋白质芯片技术生物传感技术乙型病毒性肝炎的病原学检查及其意义 电镜下，HBV感染者血清中存在三种形式的颗粒： 1.小球形颗粒：直径15-25nm，数量最多 2.管形颗粒：直径22nm，长50-230nm 3.大球形颗粒：直径42nm，量少，完整颗粒，有传染性仅由HBsAg构成的空心颗粒，无核酸、无传染性生物学特征大球形颗粒是完整的乙型肝炎病毒（HBV）颗粒，又称Dane颗粒，分为包膜和核心两部分包膜：含HBsAg、糖蛋白与细胞脂质核心：含环状双股DNA、DNAP、HBcAg和HBeAg，

3、是病毒复制的主体HBsAgHBeAgDNADNA-PHBcAgDane颗粒生物学特征HBV基因组又称HBV DNA环状部分双股DNA全长2182bp 长的负链（L） 分S、C、P、X区 重叠，高利用率短的正链（S）长度可变（50-80%）生物学特征HBV基因组结构 编码 pre-S1 pre-S1蛋白 pre-S2 pre-S2蛋白S HBsAgpre-C HBeAgC HBcAgP DNAPX HBxAg生物学特征生物学特征生物学特征生物学特征开放读码框架（ORF）及编码蛋白S区 前S1区：前S1蛋白（pre-S1） 阳性提示HBV存在和复制，慢性化 前S2区：前S2蛋白（pre-S2） 阳

4、性提示HBV复制 S区：HBsAg：感染标志 属决定簇“a”亚型决定簇“d/y”和“w/r”C区 前C基因：HBeAg：阳性提示患者高感染低应答率 C基因：HBcAg：免疫原性强生物学特征开放读码框架（ORF）及编码蛋白P区 最长，编码多种功能蛋白，参与HBV复制 DNA多聚酶：复制的主要酶体，有逆转录功能 RNA酶HX区 HBxAg ：具反式激活作用，在HCC发生中起重 要作用生物学特征乙肝五项检查是用来判断是否感染乙肝，粗略估计病毒复制水平的初步检查，虽然项目少，检查简单，但是意义非常重要。乙肝五项检查分别是：1.表面抗原(HBsAg) 2.表面抗体(抗HBs) 3.抗原(HBeAg) 4

5、.抗体(抗HBe) 5.核心抗体(抗HBc） 乙肝五项又叫乙肝两对半。病原学检查乙型肝炎病毒血清学检测临床意义乙肝五项的检测包括定性检测和定量检测； 定量检测方法包括：化学发光免疫分析法（CLIA）、电化学发光免疫分析法、时间分辨荧光分析法（TRFIA）、放射免疫分析法（RIA）、微粒子酶免分析（MEIA）等定性检测包括酶联免疫分析法（ELISA）、乳胶分析法、金标快速法等。病原学检查1.乙肝五项定量检查可以动态观察疗效和对乙肝病情进行监测。乙肝五项定量检查分析HBSAg和HBsAb浓度的变化，可以预见急性乙肝是不是处在恢复期。乙肝五项定量检查分析HBeAg和HBeAb浓度的变化，可以反映病情

6、变化和治疗作用。HBcAb浓度的高低能够反映病毒感染的状况，高浓度的HBcAb提示乙肝急性感染;低浓度通常为恢复期或既往感染，有利于对慢性肝炎活动性和非活动性的判断，可以用于慢性乙肝的分类。病原学检查2.乙肝五项定量检查分析能够对抗体是不是真正具有中和HBV的免疫力作出正确评价，对乙肝的预防起到监督作用。HBsAb的含量在10 mIU/ml以上的患者在用酶联免疫吸附剂（ELISA）检测查就可呈HBsAb阳性结果，但并不提示机体都一定具有免疫力，而HBsAb的含量在 10 mIU/ml-100 mIU/ml之间的样本，定性虽为阳性，但此时机体对乙肝病毒的免疫能力较弱，甚至不能预防HBV感染，仍然

7、有感染HBV的危险。作为定量检查，依据 HBsAb的含量能够判断机体对HBV的免疫状态及乙肝疫苗的免疫效果。病原学检查放射免疫技术优点： 1.是一项较为成熟的诊断技术，其夹心法、竞争法的标记原理为以后的检测技术的发展奠定了基础。 2.其精度可达10-12mol/L。缺点： 1.使用的放射性物质（125I）对环境造成了污染 2.对操作者的身体健康造成了危害； 3.试剂有效期短，试剂盒的批间、批内变异较大，标准曲线有效期短，必须每次定标，造成浪费； 4.该法操作繁琐，出报告时间长。病原学检查优点：1.在于该法避免对环境和人体的危害；2.操作简便并且有效期较长。缺点：1.由于该法酶的纯度和反应过程容

8、易受环境因素影像，导致其稳定性不好；2.该法灵敏度、重复性不及放射免疫技术，精度为10-9mol/L，易造成漏检和假阳性。酶联免疫分析法（ELISA）病原学检查化学发光法优点：1.单个样本检测速度快，适合做急诊；2.灵敏度较高，精度可达10-15mol/L3.自动化程度高。缺点：1.该法发光过程短，样品不能重复检测2.本底较高，在超微量分析及早期诊断方面能力不足3.试剂价格较高病原学检查时间分辨荧光免疫法技术特异性高，线性范围更宽；可以反复检测，并且其重复性、稳定性好，试剂保质期至少1a，标准曲线保留时间长，同一批次试剂只需做一条标准曲线即可，其精度可达10-18mol/L，其定量结果更是肝移

9、植、乙肝疫苗接种疗效观察等临床必须的检查。病原学检查 临床上采用定量测定乙肝五项指标更能准确的反应乙型肝炎临床变化，以及乙肝患者的治疗，预后情况。现在临床医生对乙肝五项定量测定已经有了普遍的认识，也越来越被患者接受。病原学检查HBV DNA 是病毒复制和传染性的直接标志。目前常用聚合酶链反应（PCR）。聚合酶链式反应（PCR）是一种用于放大扩增特定的DNA片段的分子生物学技术，它可看作是生物体外的特殊DNA复制，PCR的最大特点，是能将微量的DNA大幅增加。病原学检查HBV-DNA定量检查就是检验乙肝病毒在血液中的含量。通过乙肝病毒含量的检测，可以了解患者体内的病毒含量，病情发展状况，对患者的

10、治疗有很好的指导作用。 病原学检查 HBV-DNA定量检查的正常值是1000cps/ml。 当HBV-DNA定量检查值小于1000cps/ml时，表明体内HBV-DNA为阴性，传染力弱。 当HBV-DNA定量检查值大于1000cps/ml时，表明体内HBV-DNA为阳性，病毒仍然较多，传染力强。病毒的数量与某些药物的疗效相关。例如，干扰素治疗对肝炎病毒高拷贝者不敏感，低拷贝者敏感；而有些药物则具有显著降低病毒高拷贝的作用。病原学检查乙型肝炎病毒前1抗原乙型肝炎病毒前1抗原（PreS1-Ag）是存在于均有传染性的完整Dane颗粒和管型颗粒上最外端的外膜蛋白，前S1蛋白（抗原）在病毒侵入肝细胞过程

11、中起重要作用。国内报道部分HBeAg阴性患者仍有病毒复制，而前S1抗原可作为HBeAg阴性慢性乙型肝炎患者肝细胞损害的一项指标。作为HBV感染、复制和乙肝患者诊断、治疗和预后的一个重要标志，在多数医院广泛开展，但其临床价值仍没有被充分认识。病原学检查国内外对前蛋白/抗前蛋白临床意义的基本共识一前蛋白前1病毒蛋白出现在急性 HBV 感染的最早期，是病毒清除的最早迹象。前 1 病毒蛋白持续存在者将发展至慢性肝炎。前1 病毒蛋白与HBV-DNA, HBeAg 高度相关。与肝内HBV-DNA, HBcAg 检出高度相关。在抗HBe(+)的HBV感染者中，检出前1蛋白可表明病毒的复制。病原学检查病毒附着

12、于肝细胞膜上，最重要的介导部位是前1 蛋白的 氨基酸 (AA) 21-47片段。变异的病毒只要这 一区段完好就有传染性。仅仅是对 (AA) 21-47 肽的 前1抗体才能中和病毒。前 S1 蛋白颗粒表面具有高度的免疫原性，常作为 乙肝疫苗的主要成分。 前 S1 抗原主要存在于血清中完整 HBV 表面。病原学检查PreS1抗原试剂盒的临床应用1. 1. 对拟查对拟查“二对半二对半”的患者，同时加查的患者，同时加查PreS1PreS1， 可起到确诊与补充的作用，如感染与复制、可起到确诊与补充的作用，如感染与复制、 急性与慢性、预后与疗效等；急性与慢性、预后与疗效等；2. 2. 非肝炎住院病人常规检

13、测，非肝炎住院病人常规检测，PreS1 PreS1 比比“二对二对 半半” ” 更有意义；更有意义；3. 3. 献血员筛查，检测前献血员筛查，检测前S1S1可减少乙肝病毒感染可减少乙肝病毒感染 者漏检；者漏检；4. 4. 创伤性检查病员应检测创伤性检查病员应检测PreS1PreS1，如内窥镜检，如内窥镜检 查、查、 牙科手术等。牙科手术等。病原学检查乙型肝炎病毒血清学检测的临床意义乙肝大蛋白HBV 表面抗原通过启动子表达后，会产生大蛋白（HBV-LP）、中蛋白（HBV-MP）以及小蛋白（HBV-SP）三类产物;HBV-LP氨基酸序列中包括Pre-S1、Pre-S2和S部分；产物中蛋白和产物小蛋

14、白形式主要为小球型病毒颗粒，其余两种病毒颗粒（管形颗粒、Dane颗粒）则是由三类产物共同组成，且Dane颗粒的组成取决于HBV-LP。因此HBV-LP被认为是一种能反映HBV 复制和Dane颗粒存在的标记物。病原学检查病原学检查HBV-LP有直接的肝细胞毒性，致使肝细胞凋亡而快速死亡。HBV-LP对HBV复制过程有反式激活作用，并与病毒颗粒从细胞内释放调节有关。所以，检测HBV-LP用于临床判断体内HBV 复制和治疗预后有一定意义。病原学检查病毒性肝炎丙肝 丙型肝炎（HC）是一种对人类危害重大的疾病，HCV感染的慢性化发生率明显高于乙型肝炎，较乙型肝炎易早期出现肝硬化、HCC，因此，HCV的检

15、测对丙型肝炎病毒感染的早期诊断和指导临床治疗有重大的意义。到目前为止 ,丙型肝炎检测技术主要有抗 - HCV检测、HCV - RNA核酸扩增检测、HCV基因分型、HCV核心抗原的检测以及同时检测抗 - HCV和 HCV核心抗原等。抗抗 - HCV的检测的检测 抗 - HCV的检测（化学发光免疫分析法CIA，或者酶免疫法EIA）是最早出现的 HCV检测技术 , 可用于HCV感染者的筛查。快速诊断测试(RDTs)可以被用来初步筛查抗 HCV，对于抗体阳性者，应进一步进行HCV RNA检测。 然而，对于免疫功能不正常的 HCV感染者 ,则不能检出抗 - HCV。另外 ,由于“窗口期 ”的存在 ,仍有

16、一定的漏检率 。对于抗 - HCV的检测 ,目前仍有改进的潜力。HCVHCV抗原的检测抗原的检测 在缺乏HCV RNA检测条件时，可考虑进行HCV核心抗原的检测，用于慢性HCV感染者的实验室诊断。 HCV - RNA核酸扩增检测技术核酸扩增检测技术 (NAT) HCV-RNA是HCV感染、传染性和病毒复制的标志 HCV-RNA水平直接代表患者病毒血症水平 HCV-RNA检测可将窗口期由6-8周缩短至12天 HCV-RNA检测是丙肝早期筛查、诊断和治疗管理最关键的指标 准确的HCV-RNA检测是应答指导治疗策略的保障，可以帮助医生确定停药终点，进而提高治愈率 HCV基因分型基因分型 HCV基因分

17、型的方法有分子生物学和血清学两大类，前者包括DNA测序法、特异型引物扩增法、基因芯片、探针杂交等，后者是合成HCV特异性多肽来检测其特异性的抗体从而区分基因型，HCV基因分型应当在抗病毒治疗前进行。 HCV基因型与肝病严重程度有着密切关系，并且对抗病毒治疗产生很大影响。因此，HCV基因分型检测可为HCV感染者的诊断和治疗提供重要的科学依据。 HCV1b和2a在中国各地较为常见。 肝纤维化非侵袭性诊断肝纤维化非侵袭性诊断 目前常用的无创诊断方法包括血清学和影像学两大类。血清学方法通常是指包括多种临床指标的模型。其中APRI和FIB-4简单易行，但敏感性和特异性不强。 影像学主要是瞬时弹性成像（T

18、E），TE是近年开始广泛使用的一种新的影像学无创诊断方法，对HCV肝纤维化分期的诊断较为可靠，对肝硬化的诊断更准确。 血清学和TE等影像学无创指标联合应用，可显著提高纤维化的诊断准确率。当两者结果不一致时，建议进行肝活检明确真确。艾滋病 人类免疫缺陷病毒（HIV），即艾滋病（AIDS）病毒，是造成人类免疫系统缺陷的一种病毒。人类免疫缺陷病毒是一种感染人类免疫系统细胞的慢病毒（Lentivirus），属逆转录病毒的一种。 HIV通过破坏人体的CD4T淋巴细胞，进而阻断细胞免疫和体液免疫过程，导致免疫系统瘫痪，从而致使各种疾病在人体内蔓延，最终导致艾滋病。病毒复制过程HIV 感染过程中 HIV 抗

19、原和相关抗体及 CD4+ 细胞的变化实验室免疫学检查 1.主要是中度以上细胞免疫缺陷包括：CD4+T 淋巴细胞耗竭：T淋巴细胞功能下降，外周血淋巴细胞显著减少，CD4200/l，CD4/CD81.0，（正常人为1.252.1），迟发型变态反应皮试阴性，有丝分裂原刺激反应低下。 2.B淋巴细胞功能失调：多克隆性高球蛋白血症，循环免疫复合物形成和自身抗体形成。 3.NK细胞活性下降 检测HIV感染者体液中病毒抗原和抗体的方法，操作方便，易于普及应用，其中抗体检测尤普通。但HIv P24抗原和病毒基因的测定，在HIV感染检测中的地位和重要性也日益受到重视。 抗体检测抗体检测 血清中HIV抗体是判断H

20、IV感染的间接指标。根据其主要的适用范围，可将现有HIV抗体检测方法分为筛检试验和确证试验。HIV-1抗体的检测，ELISA测定法结果连续两次为阳性者，再行WB法进行确诊（确证试验）。 HIV P24抗原 HIV-1P24抗原检测可用于HIV-1抗体不确定或窗口期的辅助诊断；HIV-1抗体阳性母亲所生婴儿早期的辅助鉴别诊断。 病毒基因病毒基因 通过检测HIV基因型和表型的变异了解药物变异情况。目前主要采用基因型检测。在抗病毒治疗前进行基因检测，有助于选择合适的抗病毒药物。 蛋白质芯片蛋白质芯片 蛋白芯片在人的传染病检测方面主要研究对象是较为严重的传染病病原，能同时检测HIV、HBV、HCV联合

21、感染患者血中HIV、HBV、HCV核酸和相应的抗体，有较好的应用前景。流行性出血热 出血热即流行性出血热又称肾综合征出血热，是由流行性出血热病毒（汉坦病毒）引起的，以鼠类为主要传染源的自然疫源性疾病。以发热、出血、充血、低血压休克及肾脏损害为主要临床表现。，其病理变化为全身小血管和毛细血管损伤。流行性出血热的病毒具有多嗜性的特点，可以导致患者体内多个脏器官的损伤，临床表现较为复杂，时常出现并发症和不典型病例。 出血热潜伏期一般为23周。典型临床经过分为五期：发热期、低血压休克期、少尿期、多尿期及恢复期。 1.发热期 主要表现为感染性病毒血症和全身毛细血管损害引起的症状。起病急,有发热（3840

22、）、三痛（头痛、腰痛、眼眶痛）以及恶心、呕吐、胸闷、腹痛、腹泻、全身关节痛等症状，皮肤黏膜三红（脸、颈和上胸部发红），眼结膜充血，重者似酒醉貌。口腔黏膜、胸背、腋下出现大小不等的出血点或淤斑，或呈条索状、抓痕样的出血点。 2.低血压休克期 多在发热46日，体温开始下降时或退热后不久，主要为失血浆性低血容量休克的表现。患者出现低血压，重者发生休克。 3.少尿期 24小时尿量少于400ml，少尿期与低血压期常无明显界限。 4.多尿期 肾脏组织损害逐渐修复，但由于肾小管回吸收功能尚未完全恢复，以致尿量显著增多。第812日多见，持续714天，尿量每天40006000ml左右，极易造成脱水及电解质紊乱。

23、 5.恢复期 随着肾功能的逐渐恢复，尿量减至3000ml以下时，即进入恢复期。尿量、症状逐渐恢复正常，复原需数月。 诊断诊断: 出血热病死率与临床类型、治疗迟早及措施是否正确相关。早期的诊断和治疗措施的改进可有效降低病死率。通常诊断依据主要依靠临床特征症状和体征，结合实验室检查，参考流行病学资料进行诊断。 常规检查血液生化检查凝血功能检查特异性抗原、抗体、病原学检查实验室检测 1.常规检查常规检查 （1）血常规早期白细胞总数正常或偏低，34日后即明显增高，多在（1530）109/L，异型淋巴细胞在12病日即可出现，且逐日增多，一般为1020%，部分达30%以上；血小板明显减少，低血压及少尿期最

24、低，并有异型、巨核血小板出现，多尿后期始恢复。红细胞和血红蛋白在发热期开始上升，低血压期逐渐增高，休克期患者明显上升，至少尿期下降，其动态变化可作为判断血液浓缩与血液稀释的重要指标。 （2）尿常规显著的尿蛋白是本病的重要特点，也是肾损害的最早表现。尿中还可有红细胞、管型或膜状物（是凝血块、蛋白质与坏死脱落上皮细胞的混合凝聚物）。 2.血液生化检查血液生化检查 （1）尿素氮及肌酐低血压休克期轻、中度增高。少尿期至多尿期达高峰，以后逐渐下降，升高程度及幅度与病情成正比。 （2）电解质血钾在发热期可有降低，休克期仍低，少尿期上升为高血钾，多尿期又降低。但少尿期亦有呈低血钾者。血钠及氯在全病程均降低，

25、以休克及少尿期最显著。血钙在全病程中亦多降低。 （3）二氧化碳结合力发热后期即下降，低血压休克期明显，少尿期亦有下降，多尿期逐渐恢复至正常。 3.凝血功能检查凝血功能检查 凝血因子大量消耗，血小板下降，凝血酶原和部分凝血活酶时间延长，纤维蛋白原降低。继发性纤溶亢进表现为凝血酶凝固时间延长，纤维蛋白降解物增加及优球蛋白溶解时间缩短。血浆鱼精蛋白副凝试验（3P试验）阳性。 4.特异性抗原、抗体和病原学检查特异性抗原、抗体和病原学检查 早期用免疫荧光试验、酶联免疫吸附试验（ELISA、胶体金法在血清、尿沉渣细胞可查特异性抗原。检测血清特异性抗体IgM1：20以上和IgG抗体1：40为阳性，恢复期血清

26、特异性IgG抗体比急性期有4倍以上增高者也可诊断。RT-PCR法检测血清中病毒RNA，可用于早期的诊断和非典型患者的诊断。布鲁菌病布鲁菌病 为人畜共患病，以畜传染人为主，人传人的实例少见。 1.传播途径传播途径 主要为接触性传播，包括饮食、接触患病动物皮毛 2.症状症状 急性的病人会发高热、关节炎、出汗、另有一些病人会出现肌肉痛等症状 3.危害危害 可侵犯中枢神经系统，以及引起脑膜炎等并发症，侵蚀骨骼，引起骨骼损伤，甚至让患者丧失劳动能力。 成年人发病男性多于女性 ，且多集中在 岁 。 另外 ，分布于中国北部的病患以农牧民居多 ，而在中国南方则主要集中于餐饮服务者 ，工人及退休人员 ，城市地区

27、发病率有所上升 。 面临如此严峻的形势 ，加强临床实验室的检测力度并形成统一的筛选及确诊检验模式是十分重要的 。细菌学培养技术细菌学培养技术 细菌学培养技术是临床实验室最常用的分离方法 ，是布鲁菌病疫情判定 ，临床诊断中最直接的证据 。 目前血液中布鲁氏菌的分离率呈上升趋势。 临床医生如遇诊断不明的脑膜炎患者 ，应考虑脑脊液的细菌培养 ，以排除布鲁菌性脑膜炎 。目前细菌学培养是分离布鲁氏菌的“金标准” ，但由于其培养周期长 ，分离鉴定困难 ，因此易造成漏诊误诊 。免疫学检测免疫学检测技术技术1. 特异性血清凝集性试验 目前国内外用于检测诊断布鲁菌病的特异性血清凝集性试验方法主要有平板凝集试验（

28、PA T ） 、虎红平板凝集试验 （RBPT ）试管凝集试验 （SAT ） 。PA T 和 RBPT 在临床上主要用于早期大面积快速筛查。2.酶联免疫吸附试验（ELISA） 酶的催化效率很高 ，可使测定达到很高的灵敏度 ，同时优化检测靶点 ，大大提高了检测的特异。3 .其他血清学检测方法 补体结合实验（CFT ）和抗人球蛋白试验（Coomb s）此外 ，荧光偏振技术（FPA）被认为是检测牛布鲁菌病抗体最稳定的血清学 方法，FPA 技术可以进行人类感染布鲁菌病的快速检测 ，且可以对治疗过程及预后复发进行实时监控。 分子生物学技术（分子生物学技术（PCR 技术技术) 实时荧光定量 PCR（Real-time PCR） Real-time PCR 技术实现了 PCR 技术中定性到定量的飞跃 ，具有更强的特异度 ，更高的自动化程度 ，并且有效地解决了 PCR 的污染问题，Real-timePCR 技术具有较好的稳定性 ，特异度和灵敏度 ，检测时间小于 h ，重现性好 ，易于标准化 ，且能对临床治疗的效果进行监测和评估 ，可作为人类布鲁菌病快速诊断的实用方法 。真菌新型隐球菌病梅毒 梅毒（syphilis）是由梅毒螺旋体（Treponema pallidum，TP）引起的一种慢性传染病，主要通过性接触和血液传播。TP几乎可侵犯人体所有器官，因此梅毒的临床表现极为