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【原创】浅探COVID-19相关体外诊断试剂的突围 ——附研究与临床评价的参考

2020-03-04 3734

作者简介:国内医械一哥深圳市市长质量奖前项目经理、国内科创板IVD新锐前试剂注册临床工程师、病毒检测类试剂资深产品经理,联袂出品。

 

 

一、以临床为中心看需求

 

1. 关于确诊病例
1.1 回顾《新型冠状病毒肺炎诊疗方案(试行)》
    最新的第六版诊疗方案提到,确诊病例则需有病原学证据阳性结果(实时荧光RT-PCR检测新型冠状病毒核酸阳性;或病毒基因测序,与已知的新型冠状病毒高度同源)。新型冠状病毒是核酸RNA病毒。找准了RNA就找对了这个病毒。如何找准RNA,这涉及检测方法的甄选。


1.2用什么检测方法确诊相对好?
    我国目前临床用于病原体诊断的方法有病原体分离培养、免疫学分析检测和病原体核酸检测,理论上说,灵敏度越高特异性越强的方法越好,考虑到临床实际操作,病原体分离培养试剂操作困难且容易污染,而且周期也长,只能在少部分机会进行临床研究使用。基因测序最佳,但因耗时特别长,成本高等特点,一般不直接用于病人,而用于监测病毒变异等研究用途。
    核酸检测法,针对这个病毒RNA区别于其他类似病毒的几个特征片段做检测,耗时相对短(单PCR过程也需要约90分钟),成本相对可控,特应性和灵敏度高,方便用于病人检测。免疫学检验虽然灵敏度和特性不及核酸检测,但是因取样方便,对实验室要求不高,在一、二级临床机构都能进行检测,因而可以作为核酸检测的有效补充。


1.3 核酸法的局限性与补充手段
    由于核酸检测灵敏度高,对样本采集、实验室等级的要求、实验人员的操作水平要求极高。从抗疫一线的反馈来看,现在针对COVID-19病毒核酸检测试剂盒的假阴性较高,通常需要采集三到四次样才能确诊,极端情况有报出七次的。这凸显出核酸检测具有一定的局限性,不足以单一作为定论。核酸检测结果除了受制于试剂本身检测限以外,还受取样部位、病程中的取样时间窗、取样操作手法、样本转运条件,样本提取试剂效率,实验操作人员熟练程度与规范等因素影响。日前,国家药品监督管理局于2月22日批准了部分通过抗体抗原特异性反应原理的免疫试剂。此部分免疫试剂通过检测体内特异性针对病毒蛋白的抗体,对感染做出检测。此类免疫试剂广泛应用于艾滋病病毒、乙型肝炎、丙型肝炎等重大传染病的检测。免疫检测对于核酸检测阴性的疑似病例,有补充诊断作用。免疫检测通常采用血液样本作为检测样本,与核酸的咽拭子样本相比,样本更稳定,同时能够降低医护人员的采样风险。另外,免疫检测流程较为简单,检测速度更快,也能够缓解待测样本堆积的问题。不过需要注意的是,免疫检测结果亦不可单一作为定论,需结合临床症状、流行病学史进行综合判断。

1.4 已获应急审批注册证的分析
    截止目前获应急审批的产品共有10个试剂盒、1个核酸分析软件。可以看出核酸检测有8个,抗体检测有2个。具体产品信息如下图:

 

从获批产品也能看出,目前国家局批准了2个免疫类试剂盒作为核酸检测的良好补充。

 

2. 关于呼吸道病原体多重检测试剂产品的需求
    第六版诊疗方案中还强调,“对疑似病例要尽可能采取包括快速抗原检测和多重PCR核酸检测等方法,对常见呼吸道病原体进行检测。”
网传目前从事新冠试剂研发的企业有300多家,大部分从事核酸法,小部分做免疫法。不避讳地说,这里有较为明显的“一拥而上热闹,日后产能过剩”的危机。然而,危中有机,设法突围就是谋求长远发展的企业要考虑的问题。仁者见仁,智者见智,笔者认为把新冠的检测项与现有主流的呼吸道传染病检测项做成联检产品,或能杀出一条血路。从临床上看,是刚需,不仅能成为第六版指南中提到的筛查新冠疑似病例的利器,也是监控其他呼吸道传染病(如,甲流、乙流等)的有效武器,还可识别合并感染者。可针对的群体较广,有望发展为发热门诊、海关口岸等场景较为例行的检测项目。
    在2020年2月18日广东省政府新闻办公室举行的疫情防控例行发布会上,国家卫健委高级别专家组组长、中国工程院院士钟南山在回答记者提问时指出:现在需要密切解决两个问题,一是正常人和病人分开,二是新冠肺炎病人和流感病人分开。如果总是混在一起,武汉用很大人力财力,问题仍然不能解决。目前,流感和新冠肺炎影像都差不多,但是不能都算成是新冠肺炎。
    在2020年2月27日广州市政府新闻办举办疫情防控专场新闻通气会,国家卫健委高级别专家组组长、国家呼吸系统疾病临床医学研究中心主任钟南山院士表示,如何在很短时间内鉴别新冠肺炎和流感,这是非常重要的,因为症状相似,CT大同小异,这种过程很像。流感造成的肺炎每年有很多,搞不好把它都混在新冠肺炎中,不是也变成是了。
    现阶段已经有一些获批的呼吸道病原体多重检测产品,可供使用。但含新冠病毒(2019-nCoV)检测的联检试剂目前只有一个六项呼吸道病毒核酸检测试剂盒(恒温扩增芯片法)。其预期用于检测新型冠状病毒S和N靶基因以及甲型流感病毒、新型甲型H1N1流感病毒(2009)、甲型H3N2流感病毒、乙型流感病毒、呼吸道合胞病毒核酸。
    结合以上分析,下面将呼吸道病毒多重核酸检测试剂这类联检产品的性能评估及临床试验中需要着重关注点进行简要总结。

 

 

 

二、多重核酸检测试剂产品性能评估与临床试验的要求

 

回顾《呼吸道病毒多重核酸检测试剂注册技术审查指导原则(2019年第80号)-国家药监局医疗器械审评中心2019年11月发布》。

1、性能评估方面
    A、此类多重检测产品的交叉反应,需研究与试剂盒中其他病毒的交叉反应性及可能出现在检测样本中的病原体的交叉反应两类。
    B、竞争性干扰:应充分考虑临床上常见的呼吸道病毒混合感染情况下(如甲型流感病毒与呼吸道合胞病毒),高浓度分析物对低浓度分析物检测的影响。

 

2、临床试验方面
    A、样本量的确定:临床试验应能检出所有声称可检出的呼吸道病毒,每种呼吸道病毒检测阳性例数可采用统计方法进行计算,建议每种罕见病毒类型的阳性样本例数不少于50例,每种病毒类型的阳性例数在满足最低例数要求的基础上还应符合统计学要求。
    此类联检产品的样本量满足产品注册指导原则的要求之外还应注意:对于多项联检产品,其临床样本应能够满足每项待测物的总样本数均符合《体外诊断试剂临床试验技术指导原则》的要求,且样本分布合理,能够对该项检测进行统计分析并验证其临床性能。
    而《体外诊断试剂临床试验技术指导原则》关于样本量的要求为:一般三类产品不少于1000例,二类产品不少于200例,采用核酸扩增方法用于病原体检测的体外诊断试剂:临床试验总样本数至少为500例。
    B、临床试验机构的选择:应选择不少于3家(含3家)能代表不同地域、最好是选择有呼吸道病毒流行的区域开展便于阳性例数的收集。
    C、病例选择及样本类型:申请人应选择体征/症状符合呼吸道感染的目标人群,进行前瞻性临床试验。申请人在建立病例纳入标准时,应考虑到各年龄段人群的差异,尽量覆盖各个年龄段人群。临床试验应首选新鲜样本,每种病毒应有前瞻性阳性样本检出;某些呼吸道病毒在人群中具有低流行率,可用已知含特定病毒的样本(即留存样本)进行补充。
    D、参比方法:选择已批准上市临床普遍认为质量较好的同类产品,证明本品与对比产品等效或优效。如无已上市产品可选用病毒分离培养鉴定或测序方法进行比对。对于难以培养的呼吸道病毒(如人偏肺病毒)也可直接采用测序方法作为参比方法。
另外,对于流感病毒,申请人还应根据病毒流行情况选择新鲜采集样本,使用考核试剂与流感病毒感染检测的“金标准”方法—病毒分离培养鉴定方法进行比较研究,每种样本类型不少于30例经病毒分离培养方法确定为阳性的样本。

突围的路,想必不止一条。本文抛砖引玉,欢迎业内人士参与脑力激荡。除了研发呼吸道传染病相关的病毒联检试剂产品,建议业内贤达从以下几个方面寻求突破:

 

①.特异性与灵敏度

    特异性好且灵敏度高,是IVD产品的永恒追求,但似乎总是一对矛盾。使用常规的荧光定量PCR技术进行的核酸检测,往往需要结合免疫等手段去克服假阴性问题,手续繁多且效果不彻底。数字PCR技术通过将PCR反应体系分成万级以上的反应体系,实现核酸的单分子扩增,通过泊松分布获得核酸的拷贝数,是绝对定量检测方法,具备高灵敏度、高精准度、高分辨力、高耐受力等技术特征,值得作为下一代平台技术去考虑布局。另外还有很多已经在研究领域使用的单分子检测技术,通过共聚焦激光方式或者微电子检测技术已经能实现对单个病原体或分子进行检测,这些检测方法和平台若能早日进去临床诊断平台,将会开辟一片新的领域。新一代平台的推出,必将伴随新一代高性能的试剂产品陆续亮相,这恐怕是构建核心竞争力的新方式之一。

 

 

②.POCT化与全封闭设计

    所有疾病都需要早发现、早诊断。而在“早发现、早诊断”方面,即时检测(point-of-care testing, POCT)优势明显:快速出具结果,检测场地不受限制(小型而便携),对操作者的专业技能要求低。可在门诊实现对样本的快速检测,而全封闭设计,可以不苛求检验实验室的条件,也保护了操作者的生物安全,进一步保证检验结果。

 

 

san.样本类型

    样本类型,需要结合检验的准确性、临床获取的难度等因素去考虑。就COVID-19而言,肺泡灌洗液是获取病毒信息的最佳样本,但临床获取的难度较大。这就需要充分考虑如何利用易获得的例如咽拭子采用新的检测技术充分提高检测试剂的灵敏度。此外,从注册的临床试验去考虑,样本类型不适宜过多,看起来样本适用范围广了更好用,但同时注册的临床试验时间、费用也会增长。
    想必监管当局也期待上述新技术新产品去更新现有的已注册产品的应用,而不是期待人云亦云的产品继续出现。面对新冠试剂产品发展的激烈竞争形势,差异化竞争策略值得未雨绸缪的企业做中长期战略考虑。

 

备注:

本文提到的厂家与产品信息,纯出于行文逻辑需要,不代表作者或致众公司的任何推荐态度或任何否定态度。

 


参考资料

1、国家卫生健康委办公厅,新型冠状病毒肺炎诊疗方案(试行第六版)

http://www.nhc.gov.cn/yzygj/s7653p/202002/8334a8326dd94d329df351d7da8aefc2.shtml

2、国家药品监督管理局医疗器械技术审评中心,呼吸道病毒多重核酸检测试剂注册技术审查指导原则(2019年第80号)

https://www.cmde.org.cn/CL0112/20003.html

3、国家药品监督管理局,国家食品药品监督管理总局关于发布体外诊断试剂临床试验技术指导原则的通告(2014年第16号)

http://www.nmpa.gov.cn/WS04/CL2138/299988.html

4、国家药品监督管理局医疗器械技术审评中心,关于体外诊断试剂临床试验入组病例样本的常见问题

https://www.cmde.org.cn/CL0113/6819.html

5、央广网,钟南山:全国确诊病例呈下降趋势,武汉尚未停止人传人

http://news.cnr.cn/native/city/20200218/t20200218_524980716.shtml

6、中新网,钟南山:鉴别新冠肺炎和流感非常重要

https://www.chinanews.com/gn/2020/02-27/9106245.shtml