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POCT的临床应用与存在的问题

作者:丛玉隆

随着经济的发展、社会的进步和人口整体素质的提高,新的技术、新的理念和新的思维引入医学检验领域,使医学检验技术呈现两大发展趋势。一方面是在疾病诊断治疗及维护人体健康过程中(特别是健康信息档案的建立)需要掌握的个人健康信息量越来越大,使临床检验向高分析速度,高自动化程度,高智能化水平,高信息传递速度,高精度分析结果方向发展。另一方面,由于医学模式和人们对健康理念的改变,自我保护意识的增强,人们对有关医疗、保健知识的了解及关心程度不断提高,特别是亚健康及慢性病患者需要经常了解身体及疾病进展情况。这些需求促使临床检验仪器、试剂向携带便捷,操作方便,结果“即时即地”可得的所谓POCT(point of care testing)方向发展,为了促进POCT合理的使用和健康的发展,笔者概述了POCT的概念、应用、进展及质量管理等问题,供同道参考。 
 
一、POCT的概念 
POCT目前尚无确切的中文解释,宽泛地说是指近患者床旁进行的一种快速检测分析技术,它能在床旁、病房或中心实验室之外的其他地方开展。床旁检测是检验医学发展的一种新趋势,国外对其有多种表述,如床边检测(bed side testing),家庭检验(home use testing),实验室外检验(extralaboratory testing)及医学诊所检验(physicians office testing)等,最常用的是POCT,即我们所说的床旁检测。POCT是一类极具潜力的检测技术,它快速简便,效率高,成本低,有检验周期短、标本用量少等优点。同时,其试剂稳定且便于保存和携带,已经被广泛用于临床,甚至自我检测。 
 
床旁检测不是一个新生事物,早在公元1500年前,当时的医师观察到蚂蚁可以被一种“消瘦病”患者的尿液所吸引,由此推测这种患者尿液中含有糖分,从而认识了糖尿病。这种用蚂蚁来检测糖尿病的方法现在被认为是最早的床旁检测。而真正使用床旁检测这种说法还是在近十几年内。1995年,美国临床化学学会(AACC)年会上辟出一个特殊的展区,专门展示一些可以移动快捷、操作简便、结果准确可靠的技术和设备,这些新颖的技术和设备令所有参观者耳目一新。人们开始逐渐了解床旁检测技术。在第二届国际实验诊断学学术交流暨教学研讨会上,这一临床诊断方式被列为我国实验室诊断教学与临床研究的发展方向。 
 
POCT不需专业的临床检验师操作,可以省去诸多标本预处理步骤,以及大型仪器设备检测、数据处理及传输等大量繁琐的过程,直接快速地得到可靠的结果,为医师进一步诊治赢得宝贵的时间,目前正显示出良好的发展势头。文献报道,POCT市场在美国每年大约以12%的速度增长,销售额达数十亿美元。2004年在欧洲市场仪器和试剂的销售额为1.22亿欧元,2007年销售额将达到24.8亿欧元。在我国仅血糖仪一项产品就有数十个品牌,其市场前景可见一斑。 
 
二、POCT技术高速发展的基础 
POCT从简单的干化学技术发展到传感技术、生物芯片技术,其检测项目覆盖了几乎所有的医学检验领域。仅仅几十年的时间,发展速度如此之快,应用范围如此之广,笔者认为主要有以下几个原因: 
(一)健康理念的转变促使POCT的发展 
医学模式的转变使社会和患者对医疗服务的需求发生新的变化,这种转变体现在:(1)从单纯生物医学向生物-心理-社会医学模式转化。(2)由单纯治疗转向预防、保健、治疗和康复。(3)医院工作由院内医疗扩大到院外社区。医院检验科的模式不适合这种变化,POCT正适应了这种观念的改变和医疗市场的需求。 
 
(二)医疗体制改革需要POCT的发展 
我国政府在十七大报告中明确指出:建设覆盖城乡居民的公共卫生服务体系,医疗服务体系,医疗保障体系,药品保障体系;加强农村三级卫生服务网络和城市社区卫生服务体系建设,深化公立医院改革。国家医疗改革也提出了“战略前移和重点下移”和“治未病”的政策。这些方针、政策和措施要求大的医疗中心除了拥有大型设备、更先进的检验项目之外,还应该走出医院,面向社区,走进家庭,面向农村,这也就要求在检验设备和方法上有所改进,更适合基层的需要,POCT应是完成这一功能变化的重要选择。 
 
(三)急救医学的发展带动了POCT的发展 
随着急救医学的诊断和治疗水平的不断提高及实际工作的需要,特别是ICU或手术室,紧急救灾的现场,刑事侦察及军事检验医学的发展以及环保监测都需要POCT提供更新、更快、更准确、更方便的参数。 
 
(四)先进的检验技术推动POCT的发展 
基础医学的深入研究,高科技引入检验医学实践,特别是化学、酶、酶免疫、免疫层析、免疫标记、电极、色谱、光谱、生物传感器及光电分析等技术在POCT中的应用,使医学检验在临床和社区医疗中发挥重要的作用。 
 
1.胶体金免疫标记技术:氯金酸(HAuCl4)在还原剂作用下,可聚合成一定大小的金颗粒,形成带负电的疏水胶溶液,由于静电作用而成为稳定的胶体状态,故称胶体金。免疫金标记技术类似酶免疫技术,它是用胶体金标记单克隆抗体,可用于快速检测蛋白质类和多肽类抗原。如:激素、HCV、HIV抗原和抗体测定。 
2.免疫层析技术:将金标抗体吸附于下端的玻璃纤维纸上,浸入样品后,此金标单抗即被溶解,并随样品上行,若样品中含有相应抗原时,即形成Ab-Ag-Ab-金复合物,当上行至中段醋酸纤维薄膜,即与包被在膜上的抗原(抗体)结合并被固定呈现红色线条(阳性结果)。免疫层析技术问世已有十多年时间,可检测项目已达数十项。如:心肌标志物、激素和各种蛋白质等,可用于测定肌钙蛋白T和肌红蛋白,以及D-二聚体等。定量测定甲胎蛋白和HCG的金标检测技术已在国内研发成功。 
3.免疫斑点渗滤技术:其原理与层析法相类同,将包被有特异性待测物抗原(抗体)的醋酸纤维膜放置在吸水材料上,当样品滴加到膜上后,样品中的待测物质结合到膜上的抗原(抗体)上。洗去膜上的未结合成分后,再滴加金标抗体,若样品中含有目标物质,膜上则呈现Ab-Ag-Ab-金复合物红色斑点。该技术目前已被广泛应用于结核分枝杆菌等细菌的抗原或抗体检测,从而达到细菌的快速鉴定。 
4.干化学技术:将一种或多种反应试剂干燥固定在固体载体上(纸片、胶片等),用被测样品中所存在的液体作反应介质,被测成分直接与固化于载体上的干试剂进行呈色反应。包括:(1)单层试纸技术:包括单项检测试纸和多项检测试纸。单项试纸一次只能测1个项目,如目前被广泛应用的血糖检测试纸、血氨检测试纸、尿糖检测试纸等。而多项检测试纸一次在1条试纸上可同时检测几项、十几项甚至几十项,其技术也要相对复杂一些。(2)多层涂敷技术:由多层涂敷技术制成干片,主要包括3层:扩散层、试剂层和支持层。样品加入干片后首先通过扩散层,样品中的蛋白质、有色金属等干扰成分被扩散层中的吸附剂过滤后,液体成分渗入试剂层进行显色反应,光线通过支持层对反应产物进行比色,以此通过计算机计算样品中待测物质的含量。此技术目前已被广泛应用于血糖,血尿素氮,血脂,血氨及心脏,肝脏等酶学血生化指标的POCT检测。 
5.生物和化学传感器技术:生物及生化传感器是指能感应(或响应)生物和化学量,并按一定的规律将其转换成可用信号(包括电信号、光信号等)输出的器件或装置。它一般由两部分组成,其一是生物或生化分子识别元件(或感受器),由具有对生物或化学分子识别能力的敏感材料(如由电活性物质、半导体材料等构成的化学敏感膜和由酶、微生物、DNA等形成的生物敏感膜)组成;其二是信号转换器(换能器),主要是由电化学或光学检测元件(如电流、电位测量电极、离子敏场效应晶体管、压电晶体等)组成。 
6.生物芯片技术:生物芯片又称微阵列(microarray),是20世纪末在生命科学领域中迅速发展起来的一项高新技术,它主要是指通过微加工技术和微电子技术在固相载体芯片表面构建的微型生物化学分析系统,以实现对核酸、蛋白质、细胞、组织以及其他生物组分的准确、快速、大信息量的检测。其基本原理是在面积很小(可达几个平方毫米)的面相材料(玻片、硅片、金属片、尼龙膜等)芯片表面有序地点阵固定排列一定数量的可寻址分子(DNA、抗体或抗原等蛋白质及其他分子)。这些成分及相应的标记分子结合或反应,结果以荧光、化学发光或酶显色等指示,再用扫描仪或CCD摄像等技术记录,经计算机软件处理和分析,最后得到所需要的信息。而组织芯片的原理是将不同的组织样品点阵固定排列在一张芯片上,再通过免疫组化、原位杂交等手段对芯片上组织样品进行分析。由于生物芯片能够在短时间内分析大量的生物分子,快速准确地获取样品中的生物信息,效率是传统检测手段的成百上千倍,因此有人认为它将是继大规模集成电路之后的又一次具有深远意义的科学技术革命。由于生物芯片技术在疾病筛查和早期诊断上具有优势,已经成为检验医学发展的热点之一。目前,通过基因多态性芯片,对不同的个体药物代谢能力分析,从而实现临床的个体化用药;通过基因芯片进行细菌检测和细菌耐药性分析;通过生物芯片对肿瘤、糖尿病、高血压、传染性疾病的筛查和检测方面的检验产品日臻成熟。
 
三、存在的问题及改进措施 
POCT作为一种新的发展方向,在它的产生和发展中均存在许多需要改进的地方,如质量控制、操作者的技术水平参差不齐及临床管理不够完善等,医院应该把POCT纳入整体管理体系之中,提高床旁检验的准确性,有效实现床旁检验的全面质量控制(quality control),使其结果更加有效地指导临床诊断和治疗。在POCT的质量控制中应该注意以下几个方面的问题: 
 
1.标本采集和患者准备:临床检验对测试标本都有专门的要求,或是标本类型,或是抗凝剂种类,不一而足。操作者必须明确患者在受检前要注意或禁忌的事项,这是保证检验合理性的前提。首先要了解在检验原理上对标本有哪些具体要求,如:光学法检测的仪器多数会受到标本中溶血和乳糜的干扰,化学显色法会受到外源性氧化还原物质的影响。采血对象要处于空腹平静的状态,饱食和油腻食品会干扰血小板因子和纤溶成分的测定;情绪紧张,激烈运动也将导致测量的偏差;必须保证标本新鲜,并核实患者是否服用药物,利尿剂可导致亚硝酸盐检验试验出现假阳性,尿液被甲醛污染等可使白细胞检验出现假阳性。血细胞比积高低的不同可能导致全血葡萄糖含量测定的差异,试剂中酶(氧化酶、脱氢酶、几糖基酶)的差异可能在方法学之间被进一步反映出来,甚至毛细管、静脉和动脉之间的含氧量差异也可能影响某些仪器的检测结果。 
2.试剂(带)的储存和使用:基于免疫层析、色谱和干化学技术的各种试剂条和仪器都会因温度、湿度和pH值的不同影响反应基质中微蛋白的活性,进而影响结果。特别要注意试剂条的干燥,试纸应随取随用,不要长时间地暴露在空气中,以防试纸受潮或污染;基于磁场变化的分析仪应避免反映卡中的铁粉被磁化,以试管作为检测载体的实验要注意管中激活剂或抗凝剂等的活性和有效期。 
3.仪器校准和质量控制:潮湿空气附着在仪器光路系统上会影响结果,所以光学原理检测的仪器(如光学生物传感器)测量葡萄糖、电解质或动脉血气的仪器要特别注意干燥存放。坚持质量控制,以确定仪器在使用期间是否出现异常,使用仪器厂家提供的质控物绘制质控图并对质控图进行统计学分析。原则上仪器校准每周至少1次。例如,便携式血凝仪,不仅每天要用仪器厂商提供的正常和异常血浆进行室内质控,每月还要用新鲜的静脉血浆在方法学相同且试剂接近的同类仪器间进行室间质控。仪器保管者和自行监测的患者要熟悉仪器的性能和存放条件。 
4.操作人员的培训:由于POCT可以发生在床旁、门诊、患者家中、救护车、事故现场等地点,因此对操作者(包括医护人员、患者和其家属)必须进行专业而严格的培训,培训内容应包括了解仪器的技术参数和基本性能,以及熟练操作仪器等,并通过考核对其资格和能力予以确认。 
患者在家中自行检测使用的主要是简单的试剂(带)类分析仪,实现了取样与分析同步进行,检验过程进一步简化。艾滋病监测及口服抗凝剂检测等在国外已经相当普遍,妊娠检测在国内业已普及,如果没有专业的解释说明,缺乏相关的专业知识很可能会产生错误的检验结果或者对结果的曲解。因此,对普通患者进行普及教育是必须的,患者也应该与指定的专业人员保持联系,以便在需要时得到必要的咨询服务。 
对于相对复杂的POCT,专业机构要对普通使用者进行相关培训来保证分析仪的正确使用。在国外,已经有正规的培训机构对口服抗凝剂患者进行凝血酶原时间(PT)分析仪的相关培训。培训内容包括理论部分和实践部分,学员将学到凝血检验的基本理论、仪器的使用和相关问题的处理方法,以及食物营养学和其他疾病等对口服抗凝药物效果的影响。最后会对学员使用凝血仪的情况进行测试。培训时间为6h,分两次进行,统计学表明学员均能在指定的时间内完成指定的学习任务。培训以后在使用过程中遇到问题可以向专业咨询机构进行咨询。呼吸道感染疾病POCT也有类似培训。 
5.检验报告及其管理:标准统一的结果不仅是临床科室与检验科室互信的需要,更是救治患者的需要。比如检测PT的POCT仪器,WHO建议对凝血活酶试剂的国际标准化比值(ISI)予以校正,使全血和血浆试验的ISI值保持一致,尽量减少床旁PT检测结果偏低的影响。现代医学的发展使医务人员的分工不断细化,实验室不仅要加强与临床的信息交流,而且承担着解读检测信息的责任,检验结果差异的产生与消除以及背景知识的介绍都要求实验室工作人员树立高度的临床意识,这也是实验室质量管理对人员的基本要求。 
不仅床旁分析仪与实验室仪器的数据在一定程度上存在差异,床旁检测的系统特异性也增加了结果处理的难度,干扰了临床决策。因此,需要床旁检测能够对患者的检验数据加以储存、回放、分析甚至生成质控图表。近年来,在追求床旁仪器小型化的同时,部分厂家推出的配套数据管理系统就包括上述功能,方便了调试人员,并赋予分析仪一定的质量保证。 
6.法规管理: 
(1)法律法规:美国早在1988年的《临床实验室检查改进修正案》中就已经明确规定所有实验室检查都要符合同样的质量标准,并且要受联邦管理部门的监督。虽然我国的法律法规中对POCT还没有很明确的规定,但《中华人民共和国职业医师法》及《中华人民共和国护士管理办法》中有规定:医师或护士从事医师职业活动或护理工作必须通过“资格考试”及“执业注册”。随着法律法规制度的健全,质量管理的加强,对检验工作包括POCT将有更高的要求,同时需要学习国外的先进经验。 
(2)行政管理和规章制度:医院应成立专门的POCT委员会,委员会可以包括实验室人员、医师、护理人员、管理人员等。委员会的作用是制定该学科的政策,选择和评价POCT的仪器试剂,安排并监督POCT工作,协调各方面的矛盾,制定医院POCT项目,由委员会制定POCT的规章制度,规章制度应对委员会的职责、人员、POCT操作人员的配置、质控程序、结果的影响因素、标本取材、仪器操作、结果分析、报告发放、数据保存、仪器校准、维护保养等作出详细的规定。 
 
四、展望 
分析仪器自动化、小型化,检验项目的多样化是未来POCT发展的方向。分子生物学相关技术将不断应用到POCT,生物芯片的开发和小型智能化生物芯片分析系统,特别是蛋白芯片对POCT将起极大的推动作用,在病原体的快速诊断,微生物耐药性检测,遗传性疾病的筛查等方面,DNA芯片因其特异性和高通量将会有很好的应用前景。非创伤性经皮检测可能是POCT一个重要的发展方向,经皮近红外光谱分析技术逐步成熟和相应检测技术的改进将使这一领域有广泛的前景,特别在新生儿检测方面意义重大。小型单项患者自身检测对建立家庭健康中心模式、个体化医疗有一定的意义。POCT资料的处理与网络技术的结合对个人健康档案的建立,亚健康状态的分析及疾病的预防将会起很重要的作用。
 

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