行业洞察

臻准生物·微生物定量(呼吸道篇)

2025-11-28 · 臻准生物科技(微信公众号)

阅读微信公众号原文 →

呼吸道微生物组不仅与气道黏膜层共同构成了人体呼吸道免疫的第一道防线,还能调节各类免疫细胞功能,在先天性和适应性免疫中发挥着重要作用。在传统认知中,肺部曾被认为是无菌的环境,但近年来研究显示,从鼻腔到肺泡,整个呼吸道都存在着丰富多样的微生物群落,这些微生物与我们的健康密切相关。

呼吸道常见的致病微生物“黑名单”

病毒是上呼吸道感染(如普通感冒、流感)最常见的病原体。

呼吸道合胞病毒

是引起婴幼儿毛细支气管炎和肺炎的首要病毒病原体,对老年人和免疫力低下者同样构成威胁。

鼻病毒

是普通感冒最常见的病因,通常症状较轻,但可能加重哮喘和慢性阻塞性肺疾病患者的病情。

流感病毒

分为甲、乙、丙三型,其中甲型流感病毒变异快,易引起大规模流行甚至大流行。它感染呼吸道上皮细胞,引起高热、咳嗽、全身酸痛,可导致严重并发症如病毒性肺炎。

腺病毒

可引起多种疾病,除呼吸道感染外,还可导致结膜炎、肠胃炎。

细菌性感染常单独发生,或继发于病毒感染之后,导致病情复杂化。

肺炎链球菌

是社区获得性细菌性肺炎、中耳炎、鼻窦炎和脑膜炎的最主要病原菌。它常定植于健康人的鼻咽部,当机体免疫力下降时便趁虚而入。

结核分枝杆菌

引起结核病的专性致病菌,主要通过呼吸道飞沫传播,可侵及全身多个器官,以肺结核最常见,其诊断和治疗仍是全球公共卫生的重大挑战。

流感嗜血杆菌

尤其是b型,曾是儿童脑膜炎的主要致病菌,疫苗普及后已减少。它同样可引起肺炎、会厌炎和败血症。

金黄色葡萄球菌

是一种毒力强、耐药性高的细菌,可引起严重的坏死性肺炎和脓胸。

肺炎克雷伯菌

是医院内感染(如呼吸机相关性肺炎)的重要条件致病菌,对多种抗生素耐药,治疗难度大。

真菌感染多在免疫力严重低下的人群中发生,如艾滋病患者、器官移植后或长期使用免疫抑制剂者。

曲霉菌:是常见的致病性真菌,可引起过敏性支气管肺曲霉病、肺曲霉球和侵袭性肺曲霉病,后者死亡率极高。

肺孢子菌:曾被认为是原虫,现归为真菌,是艾滋病患者发生肺炎的常见原因。

非典型病原体特性特殊,无法通过常规细菌培养方法检测。

肺炎支原体:可引起“非典型肺炎”,多见于儿童和年轻人,常伴有顽固性咳嗽。其感染可引发身体多个系统的肺外并发症。

肺炎衣原体:同样引起非典型肺炎,与慢性疾病如哮喘、动脉粥样硬化的关联性备受关注。

检测技术演变:从培养到分子诊断

不同的呼吸道病原体可以引起相似的临床症状,但治疗方法和预后不同。快速鉴别呼吸道疾病类型对患者诊疗至关重要。

对于疑似由临床常见传染性病原体引起的急性呼吸道感染,《新发突发呼吸道传染性病原微生物分级检测专家共识》推荐首选细菌涂片及分离培养、抗原、抗体、单靶标病原体核酸检测等技术进行检测;对于慢性呼吸道感染及少见呼吸道传染性病原体,推荐采用病原选择性培养或靶标特异性核酸检测技术,对于仍无法明确病原的患者,应采用病原宏基因组测序或靶向测序技术进一步明确诊断。

当前,呼吸道病原体的检测方法包括分离培养、涂片镜检、免疫学检测、核酸分子诊断、宏基因组检测等。其中,核酸分子检测方法具有灵敏度高和特异性强的优点,能够快速精准识别病原体种类。

检测利器:臻准数字PCR方法的突出优势

传统的微生物涂片、培养和免疫学检测方法存在周期长、灵敏度低或特异性不足等问题。分子诊断技术,特别是PCR技术,已成为病原体检测的主流。而在PCR技术中,数字PCR正展现出其独特的优势。

绝对定量,无需标准曲线

与传统qPCR的相对定量(需要依赖标准品绘制标准曲线)不同,数字PCR采用“分而治之”的策略,将样本分成数万个微滴进行并行PCR扩增,通过直接计数阳性微滴的比例,即可实现对目标病原体核酸的绝对定量。结果更精确,重现性更好,尤其适合缺乏标准品的罕见病原体或新发病毒的量值分析。

极高的灵敏度,擅长“大海捞针”

数字PCR的灵敏度远超qPCR,能够检测到样本中极低拷贝数的病原体核酸。这对于以下场景具有决定性意义:

早期感染:感染初期病原体载量极低,数字PCR可实现早期、超早期诊断。

慢性/潜伏感染:如结核分枝杆菌潜伏感染,菌量极少,数字PCR能有效检出。

疗效监测:治疗后的低载量病原体残留,是判断治愈与否和预测复发的关键指标。

超凡的抗干扰能力

临床样本(如痰液)成分复杂,常含有PCR抑制剂,会严重影响qPCR的扩增效率,导致假阴性。数字PCR将反应体系大幅稀释并分割,极大地降低了抑制剂在反应体系中的影响,因此对复杂样本中的抑制剂具有高度的耐受性,检测结果更可靠。

精准区分突变与稀有变异

数字PCR能够精确检测单碱基突变、基因插入/缺失等。在呼吸道病原体检测中,这一特性可用于:

耐药基因突变分析:快速鉴定结核分枝杆菌、金黄色葡萄球菌等是否携带耐药基因,指导临床用药。

病毒分型与变异追踪:精准区分流感病毒亚型或SARS-CoV-2变异株,为流行病学监测和精准防控提供数据支持。

呼吸道致病微生物种类繁多,危害巨大。从传统的“经验性用药”转向“精准医疗”,其核心在于快速、准确地识别致病元凶。臻准数字PCR技术凭借其绝对定量、超高灵敏度、强抗干扰能力和精准识别突变的优势,正成为呼吸道感染病原体诊断领域的新标杆,为临床提供了一把更锐利的“侦查武器”,助力医生实现更早、更准、更有效的诊疗,最终造福广大患者。

臻准生物科技(上海)有限公司2016年成立,总部位于上海环普云创国际科技园。公司作为上海市”高新技术企业“和“专精特新企业”,致力于生命科学及体外诊断产品的研发生产和销售服务,团队成员来自知名跨国企业和科研院所,专业涵盖微纳加工、精密仪器、软件及算法、生物试剂研发等众多领域。目前,公司推出了具有完整自主知识产权的微腔芯片式数字PCR产品,基于该平台系统,已研发出覆盖肿瘤液体活检、病原感染、遗传检测、核酸药物质控等领域的多种检测试剂盒产品,并与北京大学、复旦大学、浙江大学、上海交通大学、上海市计量测试研究院、上海市质量监督检验技术研究院、复旦附属儿科医院等知名院校及企事业单位达成合作。

想了解数字PCR的相关应用?

联系我们