《Annual Review of Analytical Chemistry》：Accelerating Diagnostics for Pandemic Preparedness
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诊断检测是大流行病防范（pandemic preparedness）的核心，可指导监测、临床诊疗及公共卫生应对。COVID-19大流行暴露了诊断基础设施的局限性，但也推动了各类检测方法的创新、可及性检测机制的建立，并彰显了公私合作伙伴关系的价值。本综述概述了诊
诊断检测是大流行病防范（pandemic preparedness）的核心，可指导监测、临床诊疗及公共卫生应对。COVID-19大流行暴露了诊断基础设施的局限性，但也推动了各类检测方法的创新、可及性检测机制的建立，并彰显了公私合作伙伴关系的价值。本综述概述了诊断检测在大流行各阶段——从早期检测到恢复期监测——的关键作用。研究人员回顾了当前针对大流行优先病原体（pandemic priority pathogens）的诊断格局、未满足需求与挑战，考察了等温扩增（isothermal amplification）、基于CRISPR的方法、替代样本类型（alternative sample types）及新型平台等分析化学（analytical chemistry）最新进展，重点关注其快速部署与现场使用的潜力。研究人员还探讨了诊断加速器（diagnostic accelerators）与生物样本库（biorepositories）在支持检测方法验证及全球检测可及性方面的作用。对于分析化学工作者而言，大流行病防范是一项行动号召：开发、验证并转化能够适应未来卫生紧急事件紧迫诊断需求的创新工具。
论文解读：Accelerating Diagnostics for Pandemic Preparedness
《Annual Review of Analytical Chemistry》2026年刊发的这篇综述由埃默里大学ADJUST中心Wilbur A. Lam等人撰写，系统梳理了大流行病全周期中诊断检测的战略定位、现有技术体系、重点病原体诊断现状及加速部署路径。COVID-19大流行及猴痘（mpox）疫情表明，既往大流行应对偏被动且聚焦于已知特定病原体，早期识别延误（如西非埃博拉疫情迟报三个月致数千人死亡及巨额损失）与医疗资源（含诊断试剂）分配不均造成重大危害。尽管大流行期间分子与抗原检测大规模应用积累了经验，但在新发未知病原体早期侦测、资源受限地区即时检测（point-of-care, POC）、家庭/非专业人员自用检测（over-the-counter, OTC）、多重病原鉴别诊断及上市后变异株适应性验证等方面仍存在显著缺口。为此，研究人员整合大流行生命周期模型、美国CLIA/FDA监管框架、主流病原靶标检测原理（蛋白抗原/宿主抗体/核酸）、WHO REASSURED标准与"100天使命（100 Days Mission）"目标，综述了现有诊断技术谱系、重点威胁病原体（priority pathogens）诊断现况，并提出依托微流控、CRISPR-Cas系统、人工智能（artificial intelligence, AI）/机器学习（machine learning, ML）辅助设计、替代样本类型及政府-学界-产业界长期公私合作（public-private partnerships, PPPs）来缩短新发病原体现场可用检测的开发与放量周期。
主要关键技术方法：
研究人员采用文献循证综述法，以大流行生命周期五阶段模型（interpandemic—alert—pandemic—transition—post-pandemic）为分析框架，结合美国临床实验室改进修正案（Clinical Laboratory Improvement Amendments, CLIA）复杂度分类（waived/moderate/high-complexity）、实验室自建检测（laboratory developed tests, LDTs）及紧急使用授权（Emergency Use Authorization, EUA）监管路径，系统归纳三类分析靶标检测化学——病原蛋白（免疫层析lateral flow assay, LFA；酶联免疫吸附测定enzyme-linked immunosorbent assay, ELISA）、宿主抗体（血清学serology）、病原核酸（核酸扩增试验nucleic acid amplification test, NAAT：PCR、等温扩增如环介导等温扩增loop-mediated isothermal amplification, LAMP、多重PCRmultiplex PCR、宏基因组二代测序metagenomic next-generation sequencing, mNGS/纳米孔测序nanopore sequencing）。依据WHO 2024优先病原体家族列表及UKHSA、BARDA、FDA EUA记录，整理呼吸道病毒（正粘病毒科Orthomyxoviridae、冠状病毒科Coronaviridae）、虫媒病毒（黄病毒科Flaviviridae、披膜病毒科Togaviridae、内罗病毒科Nairoviridae等）、出血热病毒（丝状病毒科Filoviridae、沙粒病毒科Arenaviridae等）、痘病毒（正痘病毒属Orthopoxvirus）、生物威胁制剂及耐药菌诊断现状，最后评述微流控、CRISPR诊断、AI/合成生物学元件（toehold switches）及唾液/呼气挥发性有机化合物（volatile organic compounds, VOCs）样本创新对POC/OTC检测的推进作用及RADx等项目示范的公私协作模式。
研究结果：
1. INTRODUCTION（引言）
研究人员指出全球持续面临新发与再现传染病大流行威胁，历史多次大流行均暴露诊断预备不足；强调早期诊断可触发疫苗/药物等其他医疗对策（medical countermeasures）及时部署从而降低发病率与死亡率，诊断需求贯穿大流行全周期；提出应采纳"100天使命"及WHO病原家族优先级框架和REASSURED标准引导分析化学家研发适配各阶段的检测技术。
2. PANDEMIC LIFECYCLE（大流行生命周期）
研究人员采用WHO修订版六阶段归为五期：interpandemic期（动物感染为主，人感染极少）、alert期（新型病原出现持续人传人）、pandemic期（跨区广泛人传人）、transition/post-peak期（可能反复）、post-pandemic期（降至季节性水平）。不同期诊断策略各异：间大流行期宜用病原非依赖性（pathogen-agnostic）工具（如废水监测wastewater surveillance、宏基因组测序）及症候群检测（syndromic testing）捕捉非常规病原信号；alert期需中心实验室高通量分子检测及引物设计；pandemic期应快速放大POC与OTC检测减轻中心实验室负荷。
3. TEST COMPLEXITY, REGULATORY PATHWAVES, AND SETTINGS WHERE DIAGNOSTIC TESTS ARE PERFORMED（检测复杂度、监管路径与使用场景）
研究人员阐明四类应用场景：(3.1) OTC自测/家用设备（home use devices）——无复杂仪器、非专业人员可读，如早孕与SARS-CoV-2/流感抗原自测；(3.2) POC检测——CLIA-waived检测在诊所/药房/床边快速出结果指导即场处置；(3.3) 临床实验室中度及高度复杂技术——需CLIA认证实验室、自动化批量处理实现高通量；(3.4) LDTs——单一实验室内设计生产使用，新发病原无上市试剂时具灵活性；(3.5) EUA——公共卫生紧急事件时FDA临时授权未经完全上市批准的检测产品以加速可及。
4. ANALYTICAL CHEMISTRY OF DIAGNOSTICS FOR PANDEMIC PREPAREDNESS（大流行防范诊断的分析化学基础）
(4.1) 病原蛋白——传统实验室用ELISA/Western blot或质谱鉴定；SARS-CoV-2大流行普及了基于抗原-抗体反应与胶体金/纳米颗粒显色的侧向流免疫层析（LFA），快速、低成本、适合POC/OTC。(4.2) 宿主抗体——血清学检测IgM/IgG指示既往/近期感染，因窗口期限制多用于群体暴露调查而非急性期确诊。(4.3) 病原核酸——(4.3.1) PCR/qPCR/dPCR：经典NAAT，灵敏度特异性高但需热循环仪及训练人员，近年也有POC化尝试；(4.3.2) 等温扩增（以LAMP为代表）：不需变温循环，抗抑制剂强、快、低仪器依赖，适合POC及LMIC，美授权家用分子新冠检测多用LAMP；(4.3.3) 多重PCR症候群检测：同时检多种相似症状病原，未检出已知株而检出广谱靶标可提示新发病原；(4.3.4) mNGS/纳米孔测序：病原非依赖、可组装未知病原基因组、发现合并感染及耐药/突变，适合新病原初筛与表征但成本高需算力。
5. DIAGNOSTIC NEEDS ACROSS THE PANDEMIC LIFECYCLE（大流行生命周期各阶段的诊断需求）
(5.1) 间大流行期：动物宿主/环境/废水 surveillance，推荐pathogen-agnostic mNGS；维持生物样本库、PPP与验证网络以备快速引物/探针设计。(5.2) Alert期：中心实验室分子确诊新病原并测序分型，症候群panel排除常见病原以提示新发病原。(5.3) 大流行期：大规模部署快速OTC/POC抗原或等温扩增检测支持隔离与密接追踪，血清学用于横断面人群感染率调查。(5.4) 过渡恢复期：持续分子/抗原/血清学监测病原活动及干预效果，全基因组测序监控演化。(5.5) 后大流行期：常规surveillance维持，OTC自测数据可纳入监测，需上市后持续验证试剂对新变异株/亚型的检测力。
6. PANDEMIC THREATS AND DIAGNOSTICS STATE-OF-THE-ART（大流行威胁及诊断技术现状）
研究人员按WHO/UKBHSA列表详述：(6.1/6.2) 呼吸道病毒——流感（Orthomyxoviridae）存在抗原漂移/转变（antigenic shift/drift），NAAT为金标准，LAMP-based OTC联检（新冠+流感）已获EUA；冠状病毒（Coronaviridae）SARS-CoV-2 NAAT与抗原检测大量上市，需表位作图（epitope mapping）与计算模拟跟踪变异株致敏逃逸。(6.3) 虫媒病毒（Arboviruses，如登革、寨卡、基孔孔雅）——短病毒血症窗口需重视血清学，黄病毒间交叉反应（cross-reactivity）是挑战，偏远区冷链难，等温/微流控/CRISPR为发展方向。(6.4) 出血热病毒（HFVs，埃博拉等）——高危区缺POC检测，多需BSL-3/4实验室，近年有LFA与FilmArray（多重PCR封闭卡盒）进步但仍有限。(6.5) Mpox（正痘病毒Orthopoxvirus）——2022与2024 Clade Ib/IIb流行促EUA开放，数款实时PCR获CLIA豁免POC使用，LFA在研，需Clade特异性靶标。(6.6) 生物威胁制剂——BioFire Defense等平台提供环境及临床多重Panel，涵盖炭疽、鼠疫、委内瑞拉马脑炎病毒等。(6.7) 抗菌药物耐药性（antimicrobial resistance, AMR）——除鉴定病原还需药敏试验（antimicrobial susceptibility testing, AST），传统培养慢，分子/WGS/质谱有望提速但难覆盖未知耐药机制，需POC AST。
7. ACCELERATING DIAGNOSTICS FOR PANDEMIC PREPAREDNESS（加速大流行防范诊断发展）
(7.1) 微流控（microfluidics）——纸基LFA至集成样品制备-扩增-读出"芯片实验室（lab-on-a-chip / lab-on-paper）"，便携低价适合资源受限环境。(7.2) 基于CRISPR的诊断——先等温扩增多靶，Cas蛋白识别激活反式切割报告分子产生荧光/比色/电化学信号，高特异敏感，部分SARS-CoV-2 CRISPR检测曾获EUA。(7.3) 新技术组合——AI/ML辅助引物与sgRNA设计、toehold switches（合成RNA发夹解锁启动报告基因翻译）联合等温扩增可达单碱基分辨，Zika原型7小时完成原型开发。(7.4) 替代样本类型——唾液（saliva）与呼气VOCs无创采样，适用于多种病毒检测及宿主代谢标志物挖掘。(7.5) 政府-学术-产业伙伴关系——以美国NIH RADx计划为例，促成逾78亿份检测产品、55项FDA授权及18项OTC EUA，证明长期PPP是兑现100天使命的核心。
8. OUTLOOK（展望/讨论）
研究人员认为COVID-19催化了跨阶段诊断技术进步，但落地仍存监管转化壁垒（临床标本获取难、EUA转完全上市比例低）、间流行期资金不稳及中低收入国家公平可及问题。需持续投资涵盖产学研政的生态体系——早期研究、柔性快速平台扩展、生物样本库与验证网络——方能在下次大流行时敏捷响应。已建立的PPPs与诊断加速器网络是大流行防备基石。
总结：
本综述阐明诊断检测贯穿大流行预警-识别-响应-恢复-监测全周期，指出现有体系在未知病原早期非定向侦测、POC/OTC可及性、多重症候群鉴别、变异株持续验证及公平部署上仍有短板。研究人员系统梳理了抗原/抗体/核酸三大靶标的分析化学原理与适用场景，评估了呼吸道病毒、虫媒病毒、出血热病毒、正痘病毒、生物战剂及AMR细菌的当前诊断能力与瓶颈。提出借由微流控、CRISPR-Cas系统、AI辅助设计、替代样本及保持pathogen-agnostic监测能力来推进现场适用检测开发，并强调依托如RADx般的公私合作与样本库基建在间大流行期即维持投入，以实现"100天使命"所设威胁确认后百日内部署POC诊断、药物与疫苗的目标。这对分析化学家发出了明确号召——研发可快速适配新发病原体的稳健、灵敏、易用诊断工具并推动其临床转化，是大流行防备不可或缺的环节。
