血液筛查技术革新:从血清学到核酸与化学发光检测的演进与展望

陕珊 李玉军 张耀翔

宁夏回族自治区血液中心 宁夏 750001

摘要: 摘要:本文概述了血液筛查技术从最初的血清学检测再到核酸检测、化学发光检测等技术的迅猛发展,介绍各时期血液筛查检测技术的原理、特点、应用及不足,分析其发展趋势。血清学检测是基础,核酸检测缩短窗口期,化学发光检测以高特异性和自动化优势广泛应用,未来多技术...
  • DOI:

    10.13738/j.cnki.acc.qklw60536

  • 专辑:

    科学Ⅰ辑;信息科技

  • 专题:

    信息、科学;综合科技

  • 分类号:

    G90;N92

摘要:本文概述了血液筛查技术从最初的血清学检测再到核酸检测、化学发光检测等技术的迅猛发展,介绍各时期血液筛查检测技术的原理、特点、应用及不足,分析其发展趋势。血清学检测是基础,核酸检测缩短窗口期,化学发光检测以高特异性和自动化优势广泛应用,未来多技术融合、智能化及拓展检测范围将提升血液安全性与效率,为临床安全输血及疾病诊断提供依据。

关键词:血液筛查技术;血清学检测;核酸检测;化学发光检测

血液筛查工作在临床安全输血、疾病早期诊疗、公共卫生预防等方面发挥着关键作用,可有效预防输血传播性疾病。从血清学检测,发展到核酸、化学发光检测,血液检测技术的灵敏度、特异性、效率都有了很大程度的提高,研究其发展现状和趋势对于优化检验流程,保障医疗安全有着重要的意义。

 

一、血清学检测技术:血液筛查的起点

1.1 发展历程溯源

血清学检测方法由来已久,早期凝集试验为输血提供血型相容性参考;放射免疫分析法(RIA)可提供微量物质含量,但是具有放射性。20世纪70年代,酶联免疫吸附试验(ELISA)出现,以酶作为标记物,操作简便、成本低,也是血清学检测方法的主流,乙肝、丙肝、艾滋病等病原菌的检测都常用此法。

1.2 技术原理剖析

ELISA 通过将抗原或抗体固定于固相载体,加入待检样本形成抗原抗体复合物,再结合酶标记抗体,经酶催化底物显色判断结果,依托抗原抗体特异性结合识别病原体标志物【1】。

1.3 应用成果与局限

ELISA有效降低输血传播乙肝、丙肝、艾滋病的发生率,但检测窗口期长,易因感染初期抗体浓度低漏检;受样本中类风湿因子、补体等干扰,易出现假阳性;操作繁琐,批量检测效率低。

二、核酸检测技术:突破检测窗口期的革新

2.1 技术崛起背景

血清学检测窗口期问题凸显,推动核酸检测技术(NAT)发展。NAT 直接检测病原体核酸,无需等待机体免疫反应,大幅缩短窗口期,降低输血传播疾病风险。

2.2 核心技术原理

聚合酶链式反应(PCR)是核心技术,通过体外模拟 DNA 复制,经变性、退火、延伸多轮循环,指数级扩增目标核酸【2】,结合荧光标记检测判断病原体存在。转录介导的扩增(TMA)、核酸序列依赖性扩增(NASBA)等技术也有应用,各具优势。

2.3 技术优势展现

核酸检测灵敏度极高,可检测极低拷贝数病原体核酸,显著缩短窗口期;特异性强,能区分病原体基因型和变异株;应对新发传染病时,可快速确定病原体,助力疫情防控。

2.4 应用现状与挑战

目前核酸检测在发达国家广泛应用于血液筛查,我国血站应用也逐步扩大。但其设备和试剂成本高,对实验室环境及人员技术要求严,基层普及受限;检测易受污染致假阳性,样本制备复杂,需优化流程提升稳定性。

三、化学发光检测技术:高特异性与自动化的融合

3.1 技术发展脉络

化学发光检测属于免疫分析技术,早期化学发光免疫分析(CLIA)是用化学发光物质标记,电化学发光免疫分析(ECLIA)通过电极电化学反应发光,提高了灵敏度和准确性,近年技术优化,自动化程度提高,成为临床免疫诊断和血液筛查重要方法。

3.2 独特检测原理

CLIA利用化学发光物质标记抗原或抗体,反应后发光,光信号强度与待测物含量相关【3】;ECLIA 通过电极表面电化学反应引发发光。依托特异性反应与发光检测实现定量分析。

3.3 优势解析

化学发光检测灵敏度高于ELISA,可检测低浓度标志物,减少漏检;特异性强,降低假阳性;自动化程度高,样本上机后自动完成全流程,提高效率、减少人为误差;线性范围宽,无需频繁稀释样本。

3.4 临床应用情况

化学发光检测广泛用于乙肝、丙肝、艾滋病、梅毒等病原体标志物检测,发达国家已多作为主要方法,我国随国产设备和试剂推广,血站与医疗机构应用日益普及。

四、三种技术的对比分析

4.1 灵敏度与特异性比较

核酸检测灵敏度最高,化学发光检测次之,血清学检测最低;特异性上,核酸检测和化学发光检测较强,血清学检测易受干扰,假阳性率高。

4.2 检测窗口期差异

核酸检测窗口期最短(感染后数天),化学发光检测次之,血清学检测最长(数周甚至数月),后者输血传播风险高。

4.3 操作复杂度与自动化程度

核酸检测操作复杂,对设备和人员要求高,自动化程度低且成本高;化学发光检测高度自动化,操作简便,适合批量检测;血清学检测步骤繁琐,手工操作多,自动化程度低。

五、血液筛查技术的未来展望

5.1 多技术融合趋势

未来将推动核酸检测与化学发光检测融合,开发联合检测技术,提升准确性;血清学检测可结合其他技术,发挥成本优势,后续通过核酸或化学发光检测确认,优化流程。

5.2 智能化与自动化发展

依托人工智能和物联网,血液筛查设备将更智能,自动识别样本、优化参数、分析结果并预警;实现样本采集到报告全流程自动化,减少人为干预,提升标准化水平。

5.3 拓展检测范围

除常见病原体,未来将涵盖新型病毒、罕见病原体检测,以及遗传疾病、肿瘤相关标志物筛查;结合微生物组学研究,分析血液微生物群落,为诊断提供新视角。

5.4 个性化筛查策略

根据个体遗传背景、生活环境、疾病史,制定个性化筛查策略。通过基因检测了解病原体易感性和疾病风险,针对性选择筛查项目与频率,提高筛查针对性。

 

六、结论

血液筛查技术从血清学到核酸、化学发光检测不断革新,各技术在不同阶段发挥重要作用,多技术联合、智能化、更大范围检测、个体化筛查是未来的技术发展趋势,助力提升血液安全性。但需解决成本控制、技术标准化、质量控制等问题,推动技术持续健康发展。

 

参考文献

【1】穆丽. 酶联免疫吸附试验、核酸扩增技术检测在无偿献血者血液筛查中的应用[J]. 国际临床研究杂志,2024,8(2).

【2】吴昕,李承彬,何帆. NAT技术对献血人群HBV核酸单阳标本的检测结果分析[J]. 临床医学研究与实践,2022,7(29):113-117.

【3】杨帆,马晓军,杨文勇,等. HIV抗原/抗体检测的电化学发光法在献血者血液筛查中的应用评估[J]. 中国输血杂志,2022,35(6):605-607.

 



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