艾滋病抗病毒治療與實驗室檢測進展

時間:2022-05-25 08:35:33

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艾滋病抗病毒治療與實驗室檢測進展

實驗室檢測是艾滋病臨床診斷、病程進展監測、抗病毒治療啟動、治療效果監測、耐藥性檢測及調整治療方案等診療工作不可或缺的技術支撐。為滿足不斷增加的艾滋病診斷和治療相關的防治需求,全國艾滋病實驗室網絡不斷發展壯大。特別是實施“四免一關懷”政策以來,實驗室網絡建設快速持續發展,檢測技術和檢測策略也適時進行完善、更新,為艾滋病診斷和治療提供了有力的技術支持和質量保證,助力我國艾滋病防治工作取得顯著成效。

1艾滋病檢測實驗室網絡建設與發展

2006年發布的《全國艾滋病檢測工作管理辦法》中,將艾滋病檢測實驗室分為三類,分別為參比實驗室、確證實驗室和篩查實驗室[1],規定了各類實驗室的具體管理辦法,為全國艾滋病實驗室網絡規范化管理奠定了基礎。在《中國遏制與防治艾滋病行動計劃》(2006-2010年)中提出實驗室建設發展應建成覆蓋縣級以上的國家艾滋病監測體系和篩查實驗室網絡[2],健全市級以上確證實驗室網絡。之后的“十二五”和“十三五”《中國遏制與防治艾滋病行動計劃》進一步為實驗室網絡建設與發展提供了強大的發展動力[3-4]。截至2021年底,我國已有篩查實驗室13261個和檢測點35912個,覆蓋了96.9%的縣級行政區域。確證實驗室739個,覆蓋了91.7%的地級行政區域。遍布全國的篩查和確證實驗室,為各地進行艾滋病診斷提供了技術保證。同時,隨著抗病毒治療需求增加,CD4細胞、病毒載量、基因型耐藥檢測技術平臺也得到了快速發展。截至2021年底,全國各級疾病預防控制系統和醫療機構等共有1195個實驗室具備了CD4細胞檢測能力,446個實驗室具備了病毒載量檢測能力,61個實驗室具備了基因型耐藥檢測能力,為國家免費抗病毒治療工作的大規模開展提供了檢測技術保障,使我國超過百萬HIV感染者的治療效果得到科學評估。實施“四免一關懷”政策以來,2004年在自愿咨詢檢測門診實施免費抗體篩查檢測,2006年起在疾病預防控制機構實施免費CD4細胞檢測和病毒載量檢測,2008年起在疾病預防控制機構實施免費抗體確證檢測[5],這些免費政策有力促進了全國艾滋病篩查、確證和治療相關的檢測工作。

2艾滋病檢測質量保證體系的建立和發展

為加強艾滋病檢測工作的規范化管理,不斷完善檢測質量,為臨床診斷和治療監測提供準確的檢測結果,有效服務于臨床診斷和治療相關的檢測需求,國務院出臺了一系列政策文件對艾滋病檢測實驗室網絡的建設提出具體要求和發展目標[2-4]。艾滋病檢測質量保證體系也在同步建立和完善,目前已建立了國家級質量保證體系和省級質量保證體系[5]。

2.1國家級質量保證體系

國家級質量保證體系以中國疾病預防控制中心性病艾滋病預防控制中心參比實驗室為核心,負責組織編寫和修訂一系列檢測質量保證指南,指導各級實驗室的艾滋病檢測質量保證工作。主要包括《艾滋病病毒感染者及艾滋病患者CD4+T淋巴細胞檢測質量保證指南》《HIV-1病毒載量檢測及質量保證指南》《HIV-1基因型耐藥檢測及質量保證指南》等[6-8]。此外,參比實驗室組織各類檢測項目的國家級培訓,對各級實驗室開展現場技術督導,以及對艾滋病檢測試劑質量進行監測。國家級質量保證體系的一個重要技術支撐是參比實驗室組織的國家級能力驗證(ProficiencyTesting,PT)。自1998年啟動血清學檢測能力驗證(包括快速篩查、ELISA篩查、WB確證)以來,先后啟動CD4細胞檢測能力驗證(2003年)、HIV-1病毒載量檢測能力驗證(2005年)、HIV-1基因型耐藥檢測能力驗證(2006年)。國家級質量保證體系的不斷發展完善,有效覆蓋了全國各省的確證實驗室,CD4細胞、病毒載量和耐藥檢測實驗室,實驗室的考評合格率不斷提升,近年來各檢測項目的考評合格率均穩定達到95%以上。此外,參比實驗室還組織開展乙型肝炎病毒表面抗原、丙型肝炎病毒抗體、梅毒非特異性抗體、梅毒特異性抗體、HIV-1新發感染等檢測項目的能力驗證。每年對所有能力驗證結果和實驗室質量管理情況進行綜合考評。自2013年起,全國艾滋病檢測實驗室管理信息全部納入電子信息管理平臺,所有質量管理考評結果通過電子信息系統進行錄入和統計,極大提升了網絡實驗室的信息收集和管理能力。

2.2省級質量保證體系

各省(自治區、直轄市)也逐步建立和發展了以艾滋病確證中心實驗室為核心的省級質量保證體系,包括對轄區內篩查實驗室的血清學抗體檢測能力驗證,對轄區內所有艾滋病檢測實驗室的質量管理考評,對下級實驗室進行檢測技術和質量控制的分級培訓和現場技術督導。部分省份實現了質量管理考評的電子化數據上報與管理。省級質量保障體系的建立有力推動和促進了省級以下艾滋病檢測實驗室的質量管理和檢測質量,基本滿足了各地不斷增加的診斷和治療檢測需求。

3艾滋病檢測技術和檢測策略的發展

自1985年美國批準第一種HIV抗體酶聯免疫檢測試劑以來,艾滋病檢測技術和策略不斷發展。作為我國艾滋病檢測工作的綱領性文件,《全國艾滋病檢測技術規范》不斷發展和完善(2004版,2009版、2015版、2020版)[9],適時納入國內外最新的檢測技術和策略進展,更好地滿足我國艾滋病檢測工作需求,有效指導各級實驗室的艾滋病檢測工作。

3.1HIV血清學檢測

HIV血清學檢測可用于HIV感染者的篩查和確證。我國目前廣泛用于HIV感染者血清學篩查的酶聯免疫檢測和快速檢測主要使用檢測抗HIV1/2抗體的第三代篩查檢測試劑,檢測窗口期為感染后3~4周。近年發展的可同時檢測HIV-1p24抗原和抗HIV1/2抗體的第四代篩查檢測試劑,檢測窗口期縮短到感染后2周左右,在我國各級檢測實驗室的應用日益增加。化學發光免疫檢測是近年來發展的新技術,由于用發光底物替代ELISA顯色底物,背景很低,因此靈敏度優于常規的酶聯免疫檢測。化學發光免疫檢測可以實現高度自動化和高通量分析、快速出報告,已成為臨床測定微量抗原或抗體的主流技術[10]。快速檢測試劑一般操作簡單,在10~30分鐘內出結果。目前,我國批準的快速檢測試劑可使用包括血液、口腔黏膜滲出液、尿液在內的多種樣本,滿足了不同應用場景的需求。2019年,我國藥品監督管理局批準了國際上首個基于尿液樣本檢測的快速檢測試劑,也可用于HIV自我檢測,進一步提高了HIV篩查檢測的可及性[11]。篩查檢測的技術進步促進了HIV感染者的早期檢測和發現。

3.2HIV-1病毒載量檢測

我國于1997年引進HIV-1病毒載量檢測技術,早年主要使用基于反轉錄PCR(Reversetranscriptase-polymerasechainreac?tion,RT-PCR)、核酸序列依賴性擴增(Nucleicacidsequence-basedamplification,NASBA)、分枝DNA(BranchedDNAsignalamplification,bDNA)等原理的檢測技術,2010年以來基于實時熒光定量PCR(Re?al-timePCR)原理的檢測技術逐漸發展。2015年和2019年,基于bDNA和NASBA原理的檢測技術已經分別停用,基于實時熒光定量PCR的病毒載量檢測技術逐漸成為主流[12]。2016年以來國產HIV-1病毒載量檢測試劑不斷發展,多項研究顯示國產檢測試劑與進口檢測試劑之間的差距逐漸縮小[13-14]。HIV-1病毒載量即時檢測(molecularpoint-of-careTest?ing,POCT)技術可快速獲得結果,有效減少從采樣到反饋結果的時間,適合在資源有限地區應用。近年來,WHO推薦將病毒載量即時檢測用于及時監測HIV感染者的抗病毒治療效果,以加快結果返回和臨床決策的時間[15]。我國已有通過國家藥品監督管理局認證的HIV-1病毒載量即時檢測設備,檢測過程可在90分鐘內完成[16]。既往HIV-1病毒載量檢測主要用于監測抗病毒治療的效果,或輔助HIV感染診斷。隨著我國持續推動擴大檢測策略,越來越多的早期感染者可以通過抗原抗體或抗體篩查發現,而抗體確證檢測方法由于窗口期較長(4~5周),存在延遲診斷的情況[17]。為盡早明確感染狀態,2015年的《全國艾滋病檢測技術規范》明確提出使用病毒載量檢測作為補充試驗的策略[18],對于篩查試驗有反應者建議核酸檢測或2~4周后復查。在2018年的《中國艾滋病診療指南》和2019年的《艾滋病和艾滋病病毒感染診斷》行業標準中[19-20]也明確提出對于成人、青少年及18月齡以上兒童,HIV抗體篩查試驗有反應和血漿病毒載量大于5000拷貝/mL時,即可診斷HIV感染。核酸檢測作為補充試驗策略,可極大提高HIV-1抗體不確定樣本的診斷率及診斷效率,縮短診斷周期,使感染者及早獲得治療[21-22]。

3.3CD4細胞檢測

CD4細胞檢測是判斷HIV感染者免疫狀況、臨床分期,評價抗病毒藥物治療效果的重要指標。常用的CD4細胞檢測方法分為兩類,一類是流式細胞儀測定法,包括雙平臺法(DPT)和單平臺法(SPT),另一類是非流式細胞儀測定法,如基于成像技術的細胞計數儀。雙平臺法始于20世紀90年代,使用血液分析儀檢測淋巴細胞總數,同時使用流式細胞儀CD3/CD4或CD3/CD4/CD45抗體檢測CD4細胞所占淋巴細胞百分比,由此計算出細胞數。雙平臺法計算結果的影響因素較多,不同實驗室差異較大且操作步驟復雜,結果穩定性較低。單平臺法于1996年提出,可應用流式細胞儀配以三色、四色流式試劑和內參絕對計數微球,一步獲得T細胞亞群的相對數(百分比)和絕對數,計數結果的重復性和準確性都能得到良好保證。我國學者通過研究確定了我國部分省及少數民族健康人T淋巴細胞參考值范圍[23],并通過研究我國感染者的外周血T淋巴細胞14種表型正常參考值[24],以及樣本存放溫度及時間對于外周血CD4細胞測定結果的影響[25],為我國建立CD4細胞計數技術平臺奠定了基礎。我國CD4細胞計數檢測一直使用進口儀器配套進口試劑,價格昂貴且實驗室運行成本高,通過對臨床通用性CD4細胞檢測試劑進行研制,國產CD4熒光單克隆抗體試劑于2014年獲得國家藥品監督管理局注冊[26]。近年來CD4細胞的即時檢測設備也在不斷發展,目前國內外已有多種基于微流控芯片或成像技術的CD4細胞即時檢測設備。我國藥品監督管理局也批準了多個CD4細胞即時檢測設備,檢測過程可在20分鐘內完成,為HIV感染者提供了CD4細胞的現場檢測方式[27],為基層艾滋病治療效果監測提供了更多便捷可靠的技術手段。

3.4HIV-1基因型耐藥檢測HIV耐藥是指病毒因

發生變異而對某種藥物敏感性降低。耐藥變異株的出現源于HIV的快速復制更新和HIV反轉錄酶的高錯配率,導致高突變率和新病毒株不斷產生。在抗病毒藥物存在的情況下,耐藥毒株被藥物選擇成為優勢株。H1V感染者的耐藥檢測對于抗病毒治療具有重要指導意義。HIV耐藥檢測方法可分為基因型檢測和表型檢測。HIV-1耐藥基因型檢測基于對耐藥相關基因突變的檢測,檢測病毒基因的pol區是否存在與抗反轉錄病毒藥物(如蛋白酶抑制劑、反轉錄酶抑制)易感性降低相關的突變,并利用耐藥基因型解釋系統判斷是否耐藥以及耐藥程度。目前我國HIV-1基因型耐藥檢測采用商品化試劑盒或實驗室自建(In-house)方法。商品化耐藥檢測試劑盒檢測費用高昂,難以在我國廣泛應用,因此我國主要使用In-house方法。2010年國內首個以In-House方法為基礎的全國HIV-1基因型耐藥檢測質量保證參考標準的研究,推動了國內HIV-1基因型耐藥檢測的實驗室標準化[28-29]。2015年我國自主研究制備的基因型耐藥能力驗證質控品保證了從耐藥樣本采集、保存到傳遞送樣的標準化和檢測結果準確性[30]。近期有研究根據中國HIV-1主要流行株,在擴增蛋白酶區和反轉錄酶區的基礎上,建立了擴增整合酶區的基因型耐藥檢測方法[31]。近年發展的二代測序技術是一種快速、高通量的測序方法,能同時對多個樣本進行全基因深度測序,也被廣泛應用于HIV-1耐藥基因型檢測[32]。HIV-1耐藥表型檢測基于體外培養技術,通過檢測待檢樣本中病毒生長所需的藥物半抑制濃度或90%抑制濃度(IC50或IC90),與敏感參考株的IC50或IC90進行比較,得到耐藥倍數,進而判斷待檢測樣本的耐藥程度。國內實驗室基于假病毒pNL4-3Lac的表型耐藥性檢測方法結合了pSG3Aenv和pNL4-3檢測系統的優點,能高通量評價HIV對藥物的耐受性,可用于感染者耐藥性分析和抗病毒藥物篩選[33]。

4挑戰與展望

我國已經建立了數目龐大的艾滋病檢測實驗室網絡和較為完善的分級質量保證體系,實驗室檢測技術能力不斷增強,國產檢測試劑與進口試劑的差距逐漸縮小,為全國艾滋病治療工作提供了有力的技術保障。但檢測工作仍然面臨著新的挑戰,在實驗室網絡建設方面,艾滋病確證實驗室布局不合理問題日益突出。目前全國70%~80%的確證實驗室分布在疾病預防控制機構,如何推動醫療機構開展確證檢測,推動核酸診斷策略的臨床應用,是盡快廣泛實現艾滋病一站式診療服務面臨的關鍵挑戰之一。此外,對于數量持續增長的各類艾滋病檢測實驗室,如何進行合理有效的分級管理和分級質控,也是保證檢測質量的持續挑戰。隨著精準治療、個體化治療的發展和治愈案例的出現,以及臨床對快速獲得檢測結果的迫切需求,未來將會有更多實驗室檢測新技術助力提升臨床診斷和治療監測服務,包括進一步縮短窗口期的檢測新技術,即時核酸檢測技術促進感染者及時獲知抗病毒治療效果、盡早發現耐藥、提高治療依從性;核酸定量檢測也將不僅限于RNA,定量檢測HIV-1DNA的技術將有助于了解細胞基因組中整合的前病毒DNA水平,為評估治療效果和判斷預后提供更加精準的技術手段;受HIV高度變異和復雜準種的影響,目前的基因型耐藥檢測方法尚不能檢出占病毒準種20%以下的劣勢耐藥毒株,亦需要發展新的檢測技術。

作者:金聰 邱茂鋒 潘品良 姚均 肖瑤 邢文革 呂毅 劉佩 蔣巖 單位:中國疾病預防控制中心 性病艾滋病預防控制中心