《Scientific Reports》:Diagnostic performance of the dengue Ag NS1 rapid test in Peruvian adults with suspected dengue virus infection
编辑推荐:
摘要:登革热(Dengue)由埃及伊蚊(Aedes aegypti)传播,在热带地区仍是严峻的公共卫生挑战,秘鲁的病例数呈令人担忧的增长趋势。在资源有限的环境中,用于NS1抗原检测的快速免疫层析试验至关重要,但其性能必须与RT-PCR等金标准方法进行验证。本研
摘要:登革热(Dengue)由埃及伊蚊(Aedes aegypti)传播,在热带地区仍是严峻的公共卫生挑战,秘鲁的病例数呈令人担忧的增长趋势。在资源有限的环境中,用于NS1抗原检测的快速免疫层析试验至关重要,但其性能必须与RT-PCR等金标准方法进行验证。本研究旨在确定OnSite?登革热NS1快速检测试剂盒在高流行环境下与RT-PCR相比的灵敏度、特异性和诊断准确性。一项横断面研究分析了2021–2022年间储存于-70°C的140份疑似登革热病例血清样本,以RT-PCR作为参考标准,使用Stata v18计算灵敏度、特异性、预测值、AUC-ROC和Cohen's kappa。研究发现参与者平均年龄为32.2岁,54%为女性;RT-PCR评估的登革热患病率为51.4%。快速检测的NS1灵敏度为88.89%(95% CI:79.28–95.08),特异性为100%(95% CI:94.72–100)。AUC为94.44%(90.79–98.10),表明具有较高的诊断准确性。与RT-PCR的一致性极佳(κ=88.6)。该检测的总体准确率为94.29%,阳性预测值为100%,阴性预测值为89.47%。然而,11.1%(8/72)的PCR确诊病例为假阴性,未出现假阳性。大多数样本在症状出现后3–5天采集,与NS1可检测性的峰值期一致。CTK Biotech OnSite?登革热NS1快速检测试剂盒表现出高特异性和中等灵敏度,使其成为流行地区登革热筛查的可靠工具。其性能支持其在资源有限环境中的应用,但假阴性结果提示在临床疑似病例中需辅以补充检测。
一、研究背景与问题
登革热是由登革病毒(Dengue virus, DENV)引起的急性传染病,主要通过埃及伊蚊(Aedes aegypti)传播,在热带和亚热带地区构成严重的全球公共卫生威胁。据估计,全球每年发生约3.9亿例登革热感染,约25亿人面临感染风险。世界卫生组织(WHO)已通过全球战略将登革热防控列为优先事项,为各级医疗机构提供诊断、临床管理和快速诊断检测的技术指南。
在美洲地区,登革热持续构成重大公共卫生问题。泛美卫生组织数据显示,2022年报告病例超过120万例,其中3273例为重症,437例死亡。秘鲁近年来登革热病例呈惊人增长,仅2022年就报告了71681例病例和76例死亡。此外,沿海厄尔尼诺现象等极端天气事件加剧了此前非流行地区的疫情暴发。
尽管经过数十年研究,目前仍无针对登革热的特异性抗病毒治疗药物或高效疫苗,因此当前工作重点在于早期检测和及时临床管理。病毒分离虽是诊断的金标准,但受资源消耗和周转时间限制;RT-PCR等分子方法具有高灵敏度和特异性,但在资源匮乏地区成本较高且可及性有限。免疫层析快速检测是资源有限环境中的重要工具,可在20分钟内出结果,检测IgM、IgG抗体和NS1病毒抗原。然而,这些检测存在局限性,包括感染窗口期、急性临床表现、与其他黄病毒甚至SARS-CoV-2残留抗原的交叉反应等。此外,这些检测在不同人群和实验室真实条件下的性能尚未得到充分表征。
基于此,本研究旨在评估秘鲁成人疑似登革热感染中OnSite?登革热NS1抗原快速免疫层析检测相对于RT-PCR的诊断性能。该品牌因其在秘鲁市场广泛可及、被纳入卫生部采购目录,且在拉丁美洲有现场研究使用证据而被选中。
二、研究设计与主要技术方法
研究人员开展了一项横断面研究,分析来自利马DIRIS-Lima Centro参考卫生实验室血清库2021–2022年储存于-70°C的140份疑似登革热患者血清样本。纳入标准为具有完整"登革热监测临床流行病学调查表"且样本量≥2 mL;排除标准为曾接种黄热病疫苗、存在合并症或血清采集距症状发作超过6至15天。样本量计算基于10%患病率假设,评估140份样本可提供84%的统计功效以检测灵敏度从0.55到0.90的变化,以及0.96的功效检测特异性从0.90到0.98的变化。
关键技术方法包括:采用QIAamp Viral RNA Mini Kit(QIAGEN)进行病毒RNA提取;使用Dengue Real-TM Genotype Kit(Sacace Biotechnologies?)进行实时RT-PCR,可同时鉴定四种病毒血清型(DENV-1至DENV-4),使用FAM(DENV-1)、JOE/HEX(DENV-2)、ROX(DENV-3)和Cy5(DENV-4)荧光标记探针;使用CTK Biotech OnSite?登革热Ag-NS1快速检测试剂盒进行侧向流免疫层析检测。RT-PCR由秘鲁国家卫生研究所(INS)报告,被视为金标准。数据分析使用Stata v18,通过列联表计算灵敏度、特异性、阳性预测值(PPV)、阴性预测值(NPV),通过ROC分析计算曲线下面积(AUC)。
三、研究结果
(一)研究人群的人口学特征
研究评估了140份疑似登革热病毒感染患者的血清样本。平均年龄为32.2±12.6岁(18至91岁),54%为女性。患者来自利马地区各区,在当年第一季度疫情暴发期间转诊进行诊断确认。约20%为近期旅行者,80%无旅行史,表明该国多个地区存在活跃的本地传播。血样在临床症状出现后1至5天内采集,近半数在第四或第五天采集。
(二)NS1快速检测和RT-PCR的阳性率
NS1抗原快速检测的阳性率为0.457(95% CI:0.373–0.543),而RT-PCR的登革热阳性率为0.514(95% CI:0.428–0.600),两种检测的标准误相同。
(三)NS1快速检测与RT-PCR的比较
在RT-PCR确定为阳性的所有病例中,88.9%的快速检测结果也为阳性。
(四)NS1快速检测的有效性参数
AUC值为94.44%(90.79–98.10),将快速检测归类为登革热诊断的高性能检测。灵敏度为88.89%(95% CI:79.28–95.08),特异性为100%(95% CI:94.72–100)。总体准确率为94.29%,PPV为100%,NPV为89.47%。Kappa系数为0.886(95% CI:0.810–0.962),表明与RT-PCR结果高度一致。由于未观察到假阳性,无法估计阳性似然比。假阴性率为11.1%(8/72)。
四、讨论与结论总结
讨论部分指出,本研究获得的AUC值超过了Zhuo L.等人报告的SD登革热NS1 Ag检测的81%(95% CI:78.0–84.0%)。本研究的灵敏度(88.9%)接近近期荟萃分析估计的实验室检测平均灵敏度93.0%,属于可接受的筛查工具水平。与2020年研究报告的52.4%灵敏度和97.7%特异性相比,本研究发现的88.9%和100.0%更高,这可能归因于样本采集于疾病的发热期,该时期抗原和抗体浓度较高。不同商业品牌的性能存在显著差异,如Jang W.等人记录的CareUS(79.8%)、Humasis(63.3%)和SD Bioline(48.6%)灵敏度差异,均具有100%特异性。本研究的PPV(100.0%)和NPV(89.5%)超过了2020年研究报告的95.2%和70.3%。
研究局限性包括:各症状发作后天数分层的样本量不足,无法进行感染阶段的稳健分层分析;仅关注单次疫情暴发的储存血清可能限制对非疫情或继发感染背景的推广性;未评估与其他黄病毒的交叉反应;大部分病例缺乏血清型特异性信息。研究优势包括与RT-PCR的严格比较以及反映真实临床场景的良好特征化队列。
研究结论:OnSite?登革热Ag-NS1快速检测与RT-PCR相比表现出较高的诊断准确性,支持其在秘鲁等流行地区早期登革热筛查中的应用。然而,必须强调该快速检测不能替代RT-PCR等分子方法,后者仍是明确诊断的金标准。高特异性和PPV在疫情暴发期间尤其有用,可快速确认病例,有助于有效分诊和公共卫生行动。虽然在原发感染中有效,但其在继发感染或黄病毒共流行地区的诊断性能需要进一步验证。快速检测的监管监督对于确保在不断扩大的城市登革热热点地区的可靠性至关重要。最终,该工具加强监测工作,但应作为分子确认的补充而非替代。