开放试剂与开放PCR推动分子诊断民主化及国家能力建设——WHO大流行与流行病情报创新论坛第十六届会议报告

《BMC Proceedings》:Democratizing molecular diagnostics and building national capacity through open reagents and open PCR

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年11月10日 来源:BMC Proceedings

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  负担得起且经质量保障的分子诊断(molecular diagnostics)的可及性在中低收入国家(low- and middle-income countries, LMICs)之间仍然分布不均。COVID-19大流行表明,许多国家检测网络依赖少数封闭平台。

负担得起且经质量保障的分子诊断(molecular diagnostics)的可及性在中低收入国家(low- and middle-income countries, LMICs)之间仍然分布不均。COVID-19大流行表明,许多国家检测网络依赖少数封闭平台。开放PCR(open PCR)平台和公开可分发检测(openly distributable assays)在很大程度上弥补了这一缺口,但大流行期间部署的相当一部分能力此后未被使用。由克林顿健康访问倡议组织(Clinton Health Access Initiative, CHAI)联合主办的WHO大流行与流行病情报创新论坛(WHO Hub for Pandemic and Epidemic Intelligence Innovation Forum)第十六届会议,考察了开放试剂和开放PCR如何在国家卫生系统中被采用、融资和维持。贡献方包括CHAI、两位以个人身份发言的印度结核病(tuberculosis)实验室专家、喀麦隆国家公共卫生实验室、Huwel Lifesciences以及Thermo Fisher Scientific。相关案例包括开放PCR检测盒在印度国家项目内用于结核病验证、试剂和检测盒的本地化生产,以及非洲疾控中心(Africa CDC)在mpox和埃博拉(Ebola)疫情期间对开放PCR检测的评价与列名。共同的结论是,该技术已被证明有效。当前的挑战在于如何将其纳入国家诊断网络、在新病原体出现时快速验证检测,以及在紧急事件的间歇期保持平台和人员处于常规使用状态。
一、研究背景与问题

分子诊断是临床诊疗与公共卫生监测的入口,但其可及性仍是全球卫生领域最持久的缺口之一,负担集中于中低收入国家(low- and middle-income countries, LMICs)。历史上,分子检测的可及性由围绕封闭平台的疾病专项计划塑造,国家依赖少数供应商的产品决策与供应能力。COVID-19大流行检验了这一模式:当封闭平台检测延迟或供应有限时,许多国家转向开放实时PCR(open real-time PCR)和公开可分发检测,检测能力从近乎零迅速扩展,暴露了国家对少数封闭平台的依赖。开放PCR和公开可分发检测虽填补了大流行期间的缺口,但此后大量产能闲置。为此,WHO大流行与流行病情报创新论坛(WHO Hub for Pandemic and Epidemic Intelligence Innovation Forum)于2026年7月7日与克林顿健康访问倡议组织(Clinton Health Access Initiative, CHAI)合办第十六届会议,聚焦开放试剂和开放PCR如何在国家卫生系统中被采用、融资和维持。会议结论为:技术有效性已被证实,剩余挑战在于将其纳入国家诊断网络、新病原体出现时快速验证检测、并在紧急间歇期保持平台和人员的常规使用。

二、研究人员开展的研究及意义

该会议采用专题研讨形式,由WHO Hub和CHAI作框架报告,随后举行专家小组讨论,贡献方包括CHAI、两位以个人身份发言的印度结核病实验室专家(高级结核病微生物学家和结核病实验室专家)、喀麦隆国家公共卫生实验室、Huwel Lifesciences及Thermo Fisher Scientific。会议将讨论从抽象技术转向实践经验,提炼出开放诊断能力从应急走向常规、从国家走向区域的可持续路径,为开放试剂解决方案的规模化推广提供可操作经验。

三、关键技术与方法

本研究为会议综述,主要方法包括:一是印度医学研究理事会(Indian Council of Medical Research, ICMR)建立的跨中心实验室网络,对开放PCR试剂盒开展多中心临床验证并与国家结核病消除规划(National Tuberculosis Elimination Programme, NTEP)对接推荐;二是对开放逆转录PCR(reverse transcription PCR, RT-PCR)检测的分析性能评估与现场可行性研究,涵盖工作流程整合、操作可行性和用户接受度;三是非洲疾控中心(Africa CDC)的评价与列名流程,在非洲各持有良好特征化临床样本的中心开展临床评价;四是登革热、基孔肯雅热、寨卡和疟原虫多重检测(multiplex assays)的验证。

四、研究结果

COVID-19大流行塑造开放分子诊断的应用:大流行前10个月,开放PCR及可分发检测完成超过2500万份检测;2020年评估显示,4500余台设备部署于120多个LMICs、年产能估计超13亿份;20余家制造商的检测获WHO紧急使用列名(Emergency Use Listing, EUL)并被全球基金、WHO和联合国儿童基金会(UNICEF)批准采购;Huwel Lifesciences在印度供应约5200万份检测并通过国产化生产大幅降低成本;Thermo Fisher Scientific两个月内将周产能从100万份扩至2000万份。研究表明开放平台具备快速扩展能力,且仅经远程培训即可运行的证据支持了平台可用性。

维持收益:将常规使用作为防备:2024年CHAI评估显示,除中国、印度和印度尼西亚外,开放PCR主要用于研究和少量COVID-19检测,仅约5%的可用产能被使用,各国平均开展约3种疾病检测,3家制造商占印度和中国以外设备的约80%。缺乏维持战略时,应急期间建立的能力将迅速流失。

何为"开放":WHO Hub提出"开放"是诊断系统四层的连续谱而非产品标签,即知识层(公开的方案设计、引物和探针序列及验证数据)、试剂层(可从多个供应商采购或自主生产酶、对照、引物和预混液)、平台层(非专有或广泛兼容的仪器、耗材与工作流程)、生态系统层(可转移技术、质量体系、监管路径、制造与数据互操作)。许多国家在大流行后经历了仪器开放而试剂、质量与监管体系依赖或缺失的困境。

从验证到国家项目:印度NTEP以2030年消除结核病为目标,单一封闭系统管线难以为继,ICMR多中心实验室网络对多数在印度生产的开放PCR试剂盒完成验证后推荐给NTEP部署;Huwel Lifesciences的产品获验证和推荐,联合利福平和异烟肼耐药检测的试剂盒在验证中;Huwel Lifesciences还在新型四色开放RT-PCR系统上以免提取方案验证登革热、基孔肯雅热、寨卡和疟原虫多重检测。开放检测已从应急使用进入常规国家项目,并为耐药结核病趋势预警和任意病原体未来暴发的快速扩充(surge-ready)平台提供数据。

从国家到区域视角:喀麦隆国家公共卫生实验室通过Africa CDC诊断咨询委员会,围绕约18种非洲常见暴发疾病开展工作,结合制造商评价请求与诊断格局主动扫描,由非洲卓越中心开展临床评价并向成员国推荐、支撑非洲联盟采购;2024年8月mpox突发公共卫生安全(Public Health Emergency of Continental Security)事件中,来自埃及、摩洛哥、南非和韩国的产品符合WHO目标产品概况(target product profile, TPP)并被成员国和Africa CDC用于采购;埃博拉疫情期间三四种PCR检测的评价正在进行。这表明生态系统层可在实践中构建。

待完成的工作:开放试剂盒的内外部质控框架需从零建立并在国家部署前到位;障碍包括战略定位不清、实施准备度不足、结果解释与报告及质量要求跨平台标准化缺失;研究人员警示开放系统不应退化为专有封闭工作流程;Bundibugyo病毒引起的埃博拉疫情期间,开放平台试剂无法检测该病毒,首个可用检测为封闭平台产品,凸显新病原体出现时验证速度的关键,多数LMICs实验室不具备美国公共卫生实验室式实验室自建检测(laboratory-developed test, LDT)的快速验证选项;人员熟练度与仪器维护仅能靠平台常规使用维持。

五、讨论与结论

讨论部分指出,技术开放性不会自动转化为诊断能力:从分析验证、临床评价、监管授权、生产制造与质控、采购供应,到含质量管理和外部质量评价(external quality assessment, EQA)的实验室交付及监测整合,每一步均有其要求,瓶颈不在PCR化学本身,而在将技术转化为常规公共卫生应用的支撑系统。研究结论的共同信息是:该技术已被证明有效,剩余挑战是将开放PCR定位于国家诊断网络、新病原体出现时快速验证检测、并在紧急间歇期保持平台和人员的常规使用。WHO Hub提出四项优先事项:一是明确开放PCR在国家诊断网络中的价值定位而非作为通用备用;二是质量体系同步跟进,包括解释、报告、质量管理和人员能力评估的协调指南及EQA;三是供应链多元化并靠近用户,通过本地和区域制造、透明定价及捆绑采购与服务模式;四是维持常规使用,使仪器在维持服务状态、人员保持熟练以便疫情发生时快速转换。会议还提议建立由制造商、非洲卓越中心、Africa CDC、非洲药品管理局(African Medicines Agency, AMA)及WHO共同参与的开放系统检测协调快速验证路径,弥合快速检测设计与部署之间的差距,使各国已具备的开放PCR能力可在下一次疫情最早期投入使用。

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