《The Lancet Infectious Diseases》:Performance of five mpox antigen-based rapid diagnostic tests tested on lesion swabs from patients with suspected mpox from the Kinshasa province of DR Congo: a diagnostic accuracy study
编辑推荐:
Mpox已传播至非洲36个国家,然而由于成本高昂以及偏远和农村地区可及性有限,许多国家在实现基于聚合酶链反应(PCR)的全国检测方面面临挑战。床旁即时检测(point-of-care)的抗原快速诊断检测(RDTs)有望帮助改善诊断可及性。本研究旨在评估5种mp
Mpox已传播至非洲36个国家,然而由于成本高昂以及偏远和农村地区可及性有限,许多国家在实现基于聚合酶链反应(PCR)的全国检测方面面临挑战。床旁即时检测(point-of-care)的抗原快速诊断检测(RDTs)有望帮助改善诊断可及性。本研究旨在评估5种mpox抗原RDTs的诊断准确性。
研究人员开展了一项回顾性诊断准确性研究,使用来源于刚果民主共和国金沙萨省9个卫生区、参加世界卫生组织(WHO)传播研究的疑似mpox患者在2025年2月12日至6月28日期间采集的病灶拭子,并补充纳入来自其他研究、经知情同意的PCR阴性拭子。研究对5种基于抗原的RDTs进行评估,并将结果与RADI FAST Mpox PCR检测进行比较。母体研究纳入了所有年龄段在医疗机构就诊的疑似和可能病例感染者,以及社区或家庭中的相关个体。每位参与者采集6份病灶拭子:其中1份用于参照检测,其余每份分别用于不同的RDT。主要结局为全部患者样本中的诊断准确性,以敏感度和特异度衡量;该结局在刚果民主共和国由对其他检测结果设盲的操作人员完成评估。分析敏感度在日内瓦大学医院采用MPXV分支Ib(clade Ib)分离株进行评价。
研究共检测190例患者的病灶拭子(其中153例来自WHO传播研究,另有37例为额外纳入患者)。表现最佳的检测为Guangdong Wesail Biotech产品,其敏感度为77·3%(95% CI 68·0–84·5;97例阳性中检出75例),特异度为93·5%(86·6–97·0;93例阴性中判定87例)。Hangzhou Testsea Biotechnology检测性能相近(敏感度72·2% [62·5–80·1];97例中70例;特异度93·5% [86·6–97·0];93例中87例)。Beijing Hotgen Biotech和Contipharma产品表现为中等敏感度且高特异度(Beijing Hotgen Biotech:敏感度59·8% [49·8–69·0];97例中58例;特异度96·8% [90·9–98·9];93例中90例。Contipharma:敏感度50·5% [40·7–60·3];97例中49例;特异度95·7% [89·5–98·3];93例中89例)。NG Biotech检测的敏感度最低(39·2% [30·1–49·1];97例中38例),但特异度同样较高(96·8% [90·9–98·9];93例中90例)。
若干抗原RDTs在高流行环境下用于mpox筛查时显示出较高的阳性预测值,因此在缺乏PCR条件时,阳性检测结果可支持感染确认;但阴性结果不能排除感染。
本研究经费由日本政府厚生劳动省(Ministry of Health, Labour, and Welfare)提供。
本文发表于《The Lancet Infectious Diseases》,围绕mpox抗原快速诊断检测在地方流行地区的实际应用价值展开,核心目标是评估5种商业化mpox抗原快速诊断检测(rapid diagnostic tests,RDTs)对临床病灶拭子的诊断准确性。研究背景在于,mpox实验室确诊目前仍以核酸扩增检测,尤其是聚合酶链反应(polymerase chain reaction,PCR)为金标准,但PCR对仪器、核酸提取体系、实验室条件及专业人员要求较高,在低收入和中等收入国家,特别是在偏远地区,检测可及性明显受限。刚果民主共和国虽在疫情应对期间扩大了分子检测网络,但总体覆盖仍不充分,且单次检测成本较高,限制了长期可持续应用。因此,能够在床旁或近患者场景部署、无需复杂设备且成本更低的抗原RDTs,被视为补充分子检测体系、提升筛查覆盖率和暴发响应效率的潜在工具。然而既往研究显示,这类检测的灵敏度差异较大,多数尚未达到世界卫生组织(WHO)目标产品特征(target product profile)要求,因此亟需在mpox地方流行、尤其是I分支流行的非洲真实场景中开展独立验证。
研究人员据此设计了一项回顾性诊断准确性研究,以PCR作为参照标准,对5种mpox抗原RDTs进行头对头比较,重点考察其临床敏感度、特异度、不同病毒载量条件下的检测能力,以及不同年龄组和不同病毒分支中的表现差异。研究结果表明,各检测产品之间性能异质性显著,没有任何一种检测完全达到WHO对抗原检测最低敏感度和特异度的双重要求,但其中两种检测在高流行场景下表现出相对较高的敏感度和较好的特异度,提示抗原RDTs可以作为资源有限地区筛查、分诊和疫情信号识别的辅助工具。论文的重要意义在于,它并未将抗原RDTs视为可替代分子诊断的统一类别,而是强调不同厂商产品的抗原设计、检出限和分支适配性会直接影响检测表现,采购和政策部署应基于本地流行病学与独立现场评估结果作出选择。
本研究的主要技术方法包括:基于WHO在刚果民主共和国金沙萨省9个卫生区开展的mpox传播研究样本库,纳入153例疑似病例的存档病灶拭子,并补充37例来自其他研究且经RADI FAST Mpox PCR证实为阴性的患者样本,以提高特异度估计精度;对每名受试者采集的多份病灶拭子分别实施5种抗原RDTs和1种参照PCR检测,且各检测由相互设盲的操作人员在独立区域完成;同时在日内瓦大学医院以MPXV分支Ib病毒分离株进行分析学敏感度评估,通过连续稀释、实时PCR定量和感染性滴度测定,比较不同试剂的检出限(limit of detection,LoD)。
结果部分显示,本研究共分析190例患者样本,其中PCR阳性97例、阴性93例。总体诊断性能比较表明,不同RDTs之间存在明显差异。Guangdong Wesail Biotech产品获得最佳总体平衡,其敏感度为77·3%,特异度为93·5%;Hangzhou Testsea Biotechnology产品次之,敏感度72·2%,特异度同为93·5%。Beijing Hotgen Biotech与Contipharma的敏感度分别为59·8%和50·5%,但特异度仍维持在95%以上。NG Biotech敏感度最低,仅39·2%,不过特异度达到96·8%。这说明多数试剂在阳性判定方面较为可靠,但阴性结果的排除能力有限。研究进一步计算阳性预测值(positive predictive value,PPV)和阴性预测值(negative predictive value,NPV),发现所有检测的PPV均较高,范围为92·1%至95·1%,而NPV较低,范围为60·4%至79·8%。这一结果支持作者的核心判断:在高患病率环境中,抗原RDT阳性结果可作为感染确认的重要依据,但阴性结果不能安全排除疾病。
在“按Ct值分层的敏感度”这一结果中,研究显示所有检测的敏感度均与病毒载量密切相关。随着循环阈值(cycle threshold,Ct)升高,也即病毒载量下降,5种RDTs的敏感度均呈下降趋势。Guangdong Wesail Biotech和Hangzhou Testsea Biotechnology在Ct<30时仍可维持研究设计时预期的平均敏感度水平,而Contipharma和NG Biotech在较低Ct区间即出现更明显性能下滑。当Ct≥30时,所有检测的敏感度均急剧下降,多数点估计低于30%,提示这类抗原检测对低病毒载量感染的识别能力有限。这一发现与抗原检测依赖足量病毒蛋白存在的原理一致,也解释了其不适宜作为单独的排除性工具。
在“按年龄分层的敏感度”结果中,研究人员比较了儿童与成人中的诊断表现,发现5种检测在成人中的敏感度均高于儿童。Guangdong Wesail Biotech在儿童中的敏感度为56·2%,成人中升至81·5%;Hangzhou Testsea Biotechnology分别为50·0%和76·5%。Beijing Hotgen Biotech与Contipharma同样在成人中显著改善,而NG Biotech在两组中均表现较差。作者结合既往研究指出,这种年龄差异更可能与采样过程相关,而非单纯反映生物学差异。儿科患者在病灶拭子采集时可能因不适或配合度较低,导致取样强度不足,从而影响抗原检出。
在“按病毒分支分层的敏感度”结果中,研究显示5种RDTs在MPXV分支Ia和分支Ib中的表现并不一致。对于分支Ia,Guangdong Wesail Biotech敏感度最高,为70·0%,Hangzhou Testsea Biotechnology次之,为64·3%,Beijing Hotgen Biotech为54·3%,其余两种低于50%。对于分支Ib,Guangdong Wesail Biotech和Hangzhou Testsea Biotechnology分别达到96·3%和92·6%,明显高于其在分支Ia中的表现;Beijing Hotgen Biotech、Contipharma和NG Biotech分别为74·1%、63·0%和44·4%。这一结果提示,不同检测产品可能存在分支相关的抗原识别差异,抗原表位(epitope)构象和抗体结合能力可能因序列变化而受到影响,因此试剂设计中的抗原选择具有实质性意义。
在“分析学敏感度评估”中,研究人员使用培养扩增的MPXV分支Ib病毒,在严格控制条件下比较5种RDTs的检出限。结果表明,没有任何一种检测能识别Ct>30的病毒稀释样本,这大致对应低于100 000 DNA copies/mL或500 focus-forming units(FFU)/mL的浓度。进一步分析显示,具有感染性的病毒颗粒在低至20 000 DNA copies/mL的稀释度中仍可存在,意味着抗原RDTs会漏检一部分仍具有传染潜力的样本。5种检测之间虽未表现出极端悬殊的分析学差异,但最敏感的Guangdong Wesail Biotech检出限为3·55×10
5 DNA copies/mL或4·00×10
2 FFU/mL,而最不敏感的Beijing Hotgen Biotech为3·81×10
6 DNA copies/mL或6·60×10
3 FFU/mL,二者相差约1个数量级。这一结果从实验室层面支持了临床准确性评估中观察到的厂商间差异。
讨论部分强调,本研究最重要的结论是:mpox抗原RDTs应被界定为依赖具体应用场景的公共卫生工具,而非分子检测的替代品。尽管没有检测完全达到WHO目标产品特征,但两种表现较好的试剂已接近研究预设门槛,提示在PCR缺乏、病例高发的环境中,经过选择的高性能抗原RDTs可用于早期病例识别、分诊、疫情信号发现以及PCR资源优化配置。对于阴性结果,仍必须保留PCR确认能力,尤其在临床高度怀疑感染时。作者同时指出,不同研究之间的敏感度差异可能与样本类型、样本保存方式、采样流程以及流行分支不同有关。本研究采用存档冷冻干拭子,可能存在抗原降解风险;此外,样本主要来自金沙萨省,且以I分支为主,限制了外推性。特异度估计中混用了PBS保存的湿拭子和复水后的干拭子,也可能引入基质效应偏倚。再者,不同RDTs使用的是同一受试者不同病灶或不同拭子,而非同一样本匀浆后的等分,这会带来个体内取样变异。样本量主要为总体准确性设计,对亚组分析的置信区间较宽,因此后续研究仍需在多中心、前瞻性和更大样本基础上进一步验证。
研究结论可译为:总体而言,这些发现明确表明,mpox抗原RDTs应被视为依赖具体情境的公共卫生工具,而不是分子诊断的替代方案。在高发病率、资源有限的环境中,选择表现较佳的检测试剂可支持更早的病例识别、分诊和疫情信号检测,从而促进更快的隔离与响应,并节约PCR能力用于确证检测——尤其是针对抗原RDT阴性结果——以及监测工作。至关重要的是,本研究提示,抗原选择和分支特异性表现必须纳入采购、政策制定和未来试剂开发的考量,进一步强化了诊断策略应与本地流行病学相匹配,而不应采取普遍化部署。未来仍需开展更多研究,以更好理解这些检测的性能并进一步界定其适用场景。