Pooled Testing:突破 HIV 治疗监测困境的新希望

【字体: 时间:2025年04月28日 来源:Scientific Reports 3.8

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  为解决 HIV 感染者抗逆转录病毒治疗(ART)中病毒载量检测费用高、覆盖率低的问题,研究人员开展了对 pooled testing 用于常规 HIV 病毒载量监测的研究。结果显示该方法高效准确,能增加检测人数,意义重大。

  在全球抗击艾滋病的征程中,抗逆转录病毒治疗(ART)成为了众多 HIV 感染者的希望之光。然而,这一治疗方法的效果监测却面临着重重挑战。按照世界卫生组织(WHO)的建议,接受 ART 的 HIV 感染者需要定期进行病毒载量检测,以此评估治疗效果。但在 2022 年,令人遗憾的是,仅有约 77% 符合条件的人进行了病毒载量检测。这背后的主要 “绊脚石” 便是检测成本高昂,使得许多 HIV 防治项目在有限的资金下,难以广泛提供检测服务。
在这样的困境下,为了让更多 HIV 感染者能够及时、准确地监测治疗效果,来自喀麦隆多个机构的研究人员挺身而出,开展了一项极具意义的研究。他们聚焦于 pooled testing(混合检测)这种创新方法,试图探索其在增加病毒载量检测可及性方面的潜力。最终,他们的研究成果发表在了《Scientific Reports》上。

研究人员为开展此项研究,采用了多种关键技术方法。他们以喀麦隆西北地区接受 ART 治疗的 HIV 感染者为样本来源,在符合国际标准 ISO 15189:2022 的结核病参考实验室进行检测。运用 Abbott RealTime HIV-1 Viral Load assay(雅培实时 HIV-1 病毒载量检测试剂盒)对血浆标本进行检测,通过分析历史数据确定最佳混合样本数量,并利用 Bland-Altman 方法和 Passing-Bablok 回归等统计方法对检测结果进行分析。

初始混合检测和方法验证确定个体复测临界值


研究人员在 2023 年 6 月 24 日至 7 月 2 日期间,对所有混合检测结果显示 HIV-1 阳性的标本进行了个体复测。结果发现,当混合检测结果小于 40 copies/mL 时,重新检测的 207 个标本中没有一个被分类为未抑制(>1,000 copies/mL);在混合检测结果为 41 - 200 copies/mL 的 93 个标本中,同样没有未抑制的个体结果。而在混合检测结果为 200 - 1,000 copies/mL 的 42 个标本中,有 5 个(12%)个体检测结果大于 1,000 copies/mL,属于未抑制状态。基于这些结果,研究人员确定后续仅对混合检测结果≥40 copies/mL 的样本池中的标本进行个体复测,这样既能提高检测效率,又能最大程度减少将未抑制标本误分类为抑制的情况。

混合检测结果和检测效率


从 2023 年 7 月 16 日至 12 月 31 日,研究人员使用雅培 HIV-1 检测试剂盒对 12,396 份血浆标本进行了检测,这些标本被混合成 4,132 个样本池,每个样本池包含 3 份标本。在 814 个 HIV-1 检测呈阳性(≥40 copies/mL)的样本池中,有 2,442 份标本进行了个体检测。其中,1,168 份(占总标本数的 9.4%)个体标本检测出 HIV-1,包括 719 份病毒载量 <1,000 copies/mL 和 449 份> 1,000 copies/mL 的标本,其余 1,274 份标本检测结果为 HIV-1 未检测到。通过这种混合检测方法,总共使用了 6,797 次检测,平均每份标本的检测次数为 0.55 次,相较于单个标本检测,节省了约 45% 的检测试剂。在假设情景中,如果仅对混合检测结果≥120 copies/mL 或≥200 copies/mL 的样本池进行个体复测,检测次数将分别减少到 5,950 次和 5,786 次,节省的检测试剂比例将分别达到 52% 和 53%。这表明,通过合理调整个体复测的临界值,可以进一步提高检测效率。

三个样本池检测与单个样本检测的分析性能比较


通过 Bland-Altman 分析和 Passing-Bablok 回归对三个样本池检测与单个样本检测进行比较。Bland-Altman 分析显示,混合检测和单个检测的循环阈值之间的平均偏差为?0.51 log copies/mL(95% 一致性界限为 -1.01 至 -0.01),偏差的标准偏差为 0.25 log copies/mL。Passing-Bablok 回归得出截距为?0.37(95% 置信区间为 -0.54 至 -0.21)log copies/mL,斜率为 0.97(95% 置信区间为 0.93 至 1.01)。对于单个检测结果为 3 log copies/mL 的标本,混合检测结果的差异为 -0.46 log copies/mL。这两种比较方法的结果都与理论上三个样本池检测的差异(-0.48 log copies/mL)相似,说明混合检测在分析性能上与单个检测具有较好的一致性。

三个样本池混合检测对检测限和误分类概率的影响


在实际应用中,当使用混合检测且个体复测临界值为≥40 copies/mL 时,估计单个标本在三个样本池中的可检测病毒载量为 120 copies/mL(95% 置信区间为 39 - 371 copies/mL)。对于 HIV-1 RNA 浓度≥1,001 copies/mL 的个体标本,被误分类为抑制(<1,000 copies/mL)的概率仅为 0.01%。而在假设的混合检测结果临界值为≥120 copies/mL 和≥200 copies/mL 的情景中,误分类概率分别增加到 1.9% 和 9.3%。这表明,选择合适的个体复测临界值对于控制误分类概率至关重要,较低的临界值虽然能提高检测效率,但会增加误分类的风险;而较高的临界值则在一定程度上降低误分类概率,但检测效率也会相应降低。

研究结论表明,pooled testing 用于常规 HIV-1 RNA 病毒载量监测是一种高效且准确的方法。它能够使接受检测的人数增加 80%(即多检测了 5,409 人),同时与单个检测相比,在区分未抑制和抑制的病毒载量结果方面,检测准确性仅有轻微下降。虽然混合检测会使检测限从单个标本检测的 < 40 copies/mL 增加到三个样本池检测的 < 120 copies/mL,但对于未抑制的标本,误分类为抑制的概率极低,仅为 0.01%。这一准确性在临床实践中具有重要意义,能够准确识别出治疗可能失败的患者,以便进行后续的适当护理。

然而,该研究也存在一定的局限性。研究人员仅对所有接受常规病毒载量监测的标本进行了三个样本池的混合检测,未评估送检标本患者的其他特征,如治疗史、治疗方案、人口统计学信息等,这些特征可能有助于进一步优化混合检测的标准和样本池大小的选择。此外,研究未评估混合检测的总体成本效益,尽管报告显示节省了 45% 的检测试剂,但仍缺乏全面的成本效益分析。

尽管存在这些不足,pooled testing 的优势依然显著。此前已有研究报道过混合检测在 HIV 病毒载量监测方面能提高检测效率,但此次研究是首次大规模实施该方法。在 COVID-19 疫情期间,许多国家广泛采用混合检测来扩大 SARS-CoV-2 检测的试剂供应,这为在 HIV 病毒载量监测中推广混合检测提供了宝贵经验。未来,若能制定标准化的操作指南,混合检测有望在资源有限但有完善参考实验室和标本运输网络的地区广泛应用,从而推动全球 HIV 防治工作的发展,让更多 HIV 感染者受益。

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