《The Lancet Microbe》：Diagnostics for priority bacterial pathogens: global gaps and research needs for curbing antimicrobial resistance in low-resource settings
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本文深入探讨了遏制抗菌药物耐药性（AMR）的关键挑战，指出有效诊断工具是进行细菌病原体检测与药敏（AST）或耐药性测试的基石。尽管存在多种商业和研发中的诊断平台，但其多数依赖密集型基础设施，难以在低收入和中等收入国家（LMICs）的初级和二级医疗机构普及。文章呼吁未来3-5年应优先开发简单、快速、可负担的分散式解决方案，以弥合诊断鸿沟，支持抗生素管理，从而改善全球健康。
全球健康正面临着一个日益严峻的威胁——抗菌药物耐药性（AMR）。其最沉重的负担落在了低收入和中等收入国家（LMICs）。据预测，若无有效干预，2020年至2050年间全球累计将有约3910万人的死亡可归因于AMR。在这一背景下，世卫组织（WHO）于2024年更新了细菌优先病原体清单（BPPL），旨在指导全球应对。本文基于此清单及2025年的诊断格局分析，对当前及研发中的细菌体外诊断技术进行了全面梳理，重点关注在LMICs资源匮乏环境下的应用差距与需求。
实验室系统的层级差异
理解LMICs的诊断现状，需先了解其典型的分级实验室系统。该系统呈金字塔结构，社区健康站（0级）和初级医疗机构（I级）数量最多，但实验室能力最弱甚至缺失。地区实验室和二级医疗机构（II级）、省级或区域实验室和三级医疗机构（III级）以及国家参考实验室（IV级）数量逐级减少，但设备、能力和集中化程度则逐级提高。这导致大多数复杂诊断测试，尤其是细菌培养，目前仅能在III级和IV级实验室开展，造成了巨大的服务断层。
细菌病原体的检测与鉴定：传统与现代方法
对病原体进行鉴定是诊断的第一步，现有方法主要分为表型和分子两大类。
传统的表型方法依赖细菌培养，通过观察细胞和菌落形态、进行生化测试来识别病原体。尽管血培养是诊断血流感染（BSI）的“金标准”，但其耗时长（12小时至5天）、易污染、且需要专门的基础设施和技术人员，在LMICs的I级和II级机构中难以常规开展。
免疫测定法，特别是快速检测试纸，可用于检测A族链球菌、B族链球菌、肺炎链球菌等特定病原体。部分检测可在I级机构进行，无需培养，但存在交叉反应风险，且多路检测能力有限。
分子方法通过检测特定DNA或RNA序列，在过去十年极大地改变了诊断格局。核酸扩增试验（NAATs），尤其是基于聚合酶链式反应（PCR）的检测，应用最为广泛。商业化的分子平台如BioFire FilmArray、GeneXpert System等，可对多种病原体甚至耐药基因进行多重检测，速度快于表型方法。然而，绝大多数针对血流感染的分子检测仍需预先进行阳性血培养，且多数平台仪器复杂、成本高昂，仅适用于资源充足的大型实验室。
质谱技术，如基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱（MALDI-TOF MS），能在培养后快速鉴定细菌种类，但设备昂贵，对基础设施要求高，同样难以在LMICs普及。
药敏与耐药性测试：表型与基因型的抉择
病原体鉴定后，需进行抗菌药物敏感性试验（AST）以指导用药。表型AST，如纸片扩散法和肉汤稀释法，通过观察抗菌药物对细菌生长的抑制来判定敏感性，结果可靠但耗时长（通常需额外16小时以上）。虽然存在自动化的表型鉴定与药敏联用系统，但它们同样依赖前期的细菌培养。
基因型方法通过检测已知的耐药基因（如mecA, vanA, blaKPC等）来预测耐药性，速度更快。许多分子平台可同时进行病原鉴定和耐药基因检测。然而，基因的存在并不总是等同于表型耐药，且这些方法无法完全取代培养和表型药敏。目前，简单、易用、且适用于LMICs低级别医疗机构的药敏或耐药性专用检测平台非常有限。
新兴技术与诊断管线
诊断领域的研究管线充满希望，包括整合了全基因组测序（WGS）、机器学习或人工智能的新平台，以及旨在直接从全血中检测病原体的技术。后者对填补血流感染诊断的空白至关重要，但因血液中细菌载量低、存在宿主干扰物质而面临挑战。此外，宿主反应生物标志物检测，如C反应蛋白（CRP）和降钙素原（PCT），虽然不能直接鉴定病原体，但有助于区分细菌与非细菌感染，在初级卫生机构中指导抗生素的合理使用方面展现出价值。
核心诊断差距与研发优先方向
综合分析揭示，现有大多数诊断平台都因依赖复杂基础设施、高技能人员和稳定供应链而被限制在LMICs的III级和IV级实验室使用。在初级（I级）和二级（II级）医疗机构层面，存在几个关键诊断缺口：
- 1.
缺乏简单、易用、性能良好的检测（如宿主生物标志物检测）来可靠判断患者是否需要抗生素。
- 2.
缺乏能从全血或其他无需培养的样本（如尿液）中直接进行药敏或耐药性检测的简易平台。
- 3.
没有能从全血中（无需培养）多重检测细菌病原体（包括血流感染病原体）并集成药敏/耐药性测试、且适用于I/II级机构的多重平台。
- 4.
LMICs的二级医疗机构进行血培养和药敏测试的能力严重不足。
为此，报告为未来3-5年提出了明确的研发优先方向：
- •
开发用于指导抗生素使用的易用检测，更新或推广相关的目标产品特征（TPP）。
- •
研发适用于低级别机构的简单、易用的表型药敏或基因型耐药性专用检测。
- •
支持开发无需培养、能从全血等多种样本中直接进行病原鉴定与药敏/耐药性测试的多重诊断平台。
- •
简化血培养系统，使其能在II级实验室使用。
- •
推动对现有诊断技术的创新与适应性改进，使其更小巧、坚固、廉价，以适应LMICs的低资源环境。
结论
总之，当前的诊断研发在满足LMICs，尤其是其初级和二级医疗机构的需求方面仍然不足。迫切需要开发用户友好、快速、坚固、可负担且可及的诊断新工具。这需要将研发努力与诊断能力建设（包括基础设施、人员培训和体系建设）同步推进。全球健康界的所有利益相关方应携手合作，优先解决已识别的诊断差距，确保这些新工具能够惠及最需要它们的患者，从而改善临床实践，支持抗生素管理，最终遏制抗菌药物耐药性的蔓延，挽救生命。
