基于尿不湿的尿液采集与分子检测:一种革新性的尿路感染无创诊断方法

【字体: 时间:2025年06月09日 来源:Diagnostic Microbiology and Infectious Disease 2.1

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  本研究针对传统中段尿采集在特殊人群中的实施难题,开发了基于聚丙烯酸钠尿不湿的无创尿液采集结合qPCR检测技术。通过两阶段实验(17例模拟样本+35例临床样本),验证了该方法与标准尿样的100%阴阳性预测值一致性(平均Ct差异1.43,r=0.97),为婴幼儿、失能老人等群体提供了兼具临床可靠性与诊断准确性的创新解决方案。

  

在尿路感染(UTI)诊断领域,传统中段尿采集对婴幼儿、失能老人等特殊群体始终是临床难题。全球约半数人口一生中至少经历一次UTI,而老年护理机构中感染率高达50%,不当的导管采集不仅增加痛苦,还可能导致医院获得性感染。更棘手的是,常规尿培养对使用抗生素后的样本检出率不足,而快速试纸法又缺乏病原体特异性。这些矛盾在抗菌素耐药性(AMR)危机加剧的当下显得尤为突出。

为破解这一困局,来自Advanta Genetics的研究团队在《Diagnostic Microbiology and Infectious Disease》发表了一项创新研究。他们巧妙利用尿不湿中的聚丙烯酸钠(NaPA)材料,通过钙离子(Ca2+
)置换反应释放吸收的尿液,结合CLIA/CAP认证的qPCR检测体系(覆盖17种细菌、4种真菌和6种AMR基因),建立了一套完整的无创诊断方案。研究采用模拟样本(7例)与真实穿戴样本(10例志愿者+35例临床样本)双轨验证,通过对比标准尿样与尿不湿回收样本的Ct值差异,评估了该方法的临床适用性。

关键技术方面,研究团队主要运用了:1)聚丙烯酸钠基质的尿液回收技术(CaCl2
离子交换法);2)高通量核酸提取(Roche MagNA Pure 96系统);3)多靶点qPCR检测(384孔板16组反应体系);4)临床样本验证(含阳性/阴性对照)。所有实验均在CLIA认证实验室完成,确保结果的可重复性。

【研究结果】
3.1 病原体加标实验
7组加标样本显示,尿不湿回收样本与直接尿样的Ct值差异范围为-3.10至0.44循环(平均绝对差异1.43),其中肺炎克雷伯菌(Klebsiella pneumoniae)差异最大(?Ct=-3.07),而B族链球菌(Streptococcus agalactiae)几乎无差异(?Ct=-0.02)。所有目标病原体(包括MRSA的MecA基因)均被稳定检出。

3.2 基质效应评估
8小时穿戴实验证实,尿不湿材料未引起qPCR抑制(LLoD=10 c/uL时所有靶标均扩增),且皮肤常居菌群未导致假阳性。TE缓冲液对照与尿不湿样本的Ct差异保持在±3.33循环内,符合临床可接受范围。

3.4 临床样本比对
35例临床样本(22例阳性+13例阴性)显示100%的阴阳性预测值一致性。关键病原体如大肠杆菌(Escherichia coli)的Ct差异仅-0.36,而铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)差异较大(?Ct=3.3)。值得注意的是,尿不湿样本的Ct值变异系数更低(CV%=13.41% vs 15.12%),提示更好的检测稳定性。

【研究意义】
这项研究突破了传统UTI诊断的三大瓶颈:1)解决了特殊人群采样难题,避免导管相关创伤和感染风险;2)qPCR技术将检测周期从传统培养的3-12天缩短至数小时;3)多靶点检测能识别培养阴性的苛养菌(如厌氧的Prevotella bivia)和AMR基因。临床转化方面,该方法尤其适合养老机构,可减少50%的经验性抗生素使用——该人群MDRO携带率是普通住院患者的4倍。

局限性在于不同品牌尿不湿的吸收性能差异可能影响回收率,且对多微生物感染的定量阈值仍需优化。但毫无疑问,这种"尿不湿诊断学"的创新,为构建"精准抗菌"时代的新型感染防控体系提供了关键技术支撑。正如作者强调的,该方法的价值不仅在于技术创新,更在于重新定义了弱势群体获得精准医疗的平等权利——当一位阿尔茨海默病患者能通过日常护理产品完成复杂分子检测时,医学人文关怀与尖端科技达成了完美统一。

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