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傳染性疾病檢測趨勢與免疫比色檢測簡介

楊易軒、薛孝亭、洪立萍/ 發布日期:2020/01/17/ 瀏覽次數:244

快速且準確的檢測傳染性疾病,如愛滋病毒,流感,瘧疾和細菌感染等,能有效地預防患病與防止擴大感染。目前相關科技研發重點在於以跨領域的整合設備,減少檢測之時間、成本、資源,最終目的是希望能提供更容易使用、可攜帶、且對於患者友善的感染檢測儀器。感染診斷的主要挑戰是將診斷試驗及儀器小型化的同時,仍保有診斷的準確性。POC(point-of-care)診斷技術即為整合免疫比色(Immuno- and Colorimetric Assays)檢測法、各式生物傳感器、微流道(Microfluidics)、芯片實驗室(Lab-on-a-chip)等技術來達成即時準確患病檢驗。以下將針對其中免疫比色檢測技術之近期發展進行簡介。

一、    免疫比色檢測與臨床現況

遭疾病感染時,人體會產生免疫反應,並產出特殊抗體,可和病原體的抗原進行免疫專一性結合,來消除病原體。因此透過採集檢體(如血液、脊隨液、尿液等)來蒐集抗體,於體外進行抗原抗體結合,再透過比色測定就能對診斷人們是否罹患此種疾病。比色檢測則是進一步利用後續的各式反應來產生不同的顏色變化或深淺的差別,再利用目視或儀器進行分析,來診斷疾病。臨床上色測定方法,可使用放射線、呈色酵素、螢光物質來標記抗原或抗體位置,並透過醫院內的分光光度計或是生化分析儀進行分析。傳統上,此種技術由於受到大型檢測儀器的限制,病人需要到醫院進行費時的檢查,才能得知染病狀況。因此,對傳染性疾病檢測的時效性與便利性則顯著不足。也因此,近年來所發展的方向則是朝向微小化,來滿足POC檢測的標的。

二、    免疫比色檢測技術應用

(一)瘧原蟲診斷 (開發者:ERADA Technology Alliance Ltd., Mauritius)
ERADA預計在未來的十數個月內將創新的瘧原蟲診斷工具- SMARRT (Saliva-based Malaria Asymptomatic and Asexual Rapid Test)推出市場。SMAART由約翰·霍普金斯大學(Johns Hopkins University)獨家授權給ERADA Technology Alliance Ltd.。傳統上,瘧原蟲的診斷是以採集血清作為檢體的方式最為普遍,這是由於抗體可以透過血液系統傳遞到全身。有別於傳統,SMARRT則是使用唾液對惡性瘧原蟲感染進行診斷試驗。近年研究指出,成熟(phase V)的瘧原蟲配子會穿過口腔的血管壁進入到口腔中,成為唾液的一部分。並且在臨床上,可以從唾液中檢測出高達35種瘧原蟲抗原。採集唾液作為檢體為非侵入性式,除了可降低瘧疾診斷的成本(人力與設備)外,由於不須針頭,更可降低篩查者的感染風險。此外,SMAART可檢測瘧原蟲寄生蟲的必需蛋白,可避免突變而導致檢測失效,使測試長期有效。SMAART有望在實現世界衛生組織(WHO)的2030年目標-將瘧疾其造成的死亡人數減少90%,發揮重要作用。

(二)敗血症診斷 (開發者:Abionic Sa, Switzerland)
瑞士公司Abionic Sa開發了結合微流道系統(Microfluidics)的胰結石蛋白(PSP)免疫測定法以及利用雷射光檢測系統-abioSCOPE,宣稱可在臨床症狀顯現之前的5分鐘至24小時內檢測出敗血症。胰結石蛋白已被研究證明是較其他感染敗血症的生物標誌物,如C反應蛋白(CRP)和降鈣素(PCT),更為敏感且更準確的生物標記物。abioSCOPE系統和PSP免疫測定法已通過FDA與CE認證,預計將於2019年中在美國推出上市。此外,Abionic具有IgE過敏診斷,可以在不到一個小時的時間內提供檢測結果,使用傳統檢測則需要數天之久。

(三)萊姆病檢測 (開發者:Immunetics, MA, USA)
Immunetics公司開發了一款已獲得FDA與CE許可,用來檢驗萊姆病的酵素免疫檢測(Enzyme-Linked Immunosorbent Assay, ELISA )試劑組。此款試劑被證實與市場上其他的ELISA試劑組相比,可提供較快且更為準確的結果,尤其在早期或者晚期的萊姆病患上,準確度更是高於傳統檢測法的兩倍。其產品優勢為該試劑是檢測病原菌膜上的C6胜肽抗原,此抗原具有高度抗原性以及專一性,不易導致交叉反應而影響檢測結果。

(四)尿液檢驗平台 (開發者:Inui Health, CA, USA)
Inui Health公司為了改善傳統上需要大型儀器做免疫呈色檢定的限制,開發了智慧型手機尿液檢驗平台。尿液健康是多種疾病的潛在指標。因此,用戶只要在家收集尿液後,用其所開發的試片進行檢測,並將試片利用手機拍照回傳醫院,即可即時又精準得到5種生物標誌物的檢測結果。此五種標誌物分別,蛋白質、葡萄糖、白血球、亞硝酸鹽和酮類。

三、    未來發展的潛力

目前疾病診斷正朝向定點照護(Point-of-care)發展,尤其是傳染性疾病的控制。其概念是患者可在不需專業人員協助的情況下,隨時進行疾病檢測。另一方面,使用非侵入式的檢測方式,也是POC重要的一環,如使用唾液、尿液、拭子、汗水和呼吸做為檢體,可大幅減少醫護人員工作量,並可有效避免感染。綜上所述,理想的定點照護就是使用少量的樣品,利用可攜帶式的試劑及裝置,及時且快速提供準確的診斷結果。相關技術的進化仰賴於包括:微流道、人工智慧、計算機和生物資訊學、分子技術、奈米技術等,新科技的發展以及跨領域的整合。文中所提的四家公司,皆是將傳統的免疫檢測技術與新興科技作跨領域而成的新式疾病檢測平台,可視為新興免疫檢測發展的指標。 
 

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