【编者按】医疗器械蓝皮书《中国医疗器械行业发展报告（2023）》由中国药品监督管理研究会研创，社会科学文献出版社出版。王宝亭、耿鸿武主编，于清明、蒋海洪、李强、卢忠副主编；田玲、李浩等三十五位编委；共35篇报告，9月1日上市出版。本文为报告的节选。
【作者】康可人，博士，广州万孚生物技术股份有限公司高级副总裁，正高级工程师；陈飞，广州万孚生物技术股份有限公司科技创新部总监；应乐，广州万孚生物技术股份有限公司科技创新部经理。
（以下为正文）
【关键词】新冠病毒核酸居家自测分子POCT
一新冠病毒核酸居家自测技术发展
（一）概述
根据检测目标物的不同，当前的新冠病毒诊断方法主要分为三类：核酸检测、抗原检测和抗体检测（见表1）。
表1新冠核酸检测、抗原检测和抗体检测的区别
检测方法
检测目标物
样本类型
检测速度
灵敏度和特异性
操作
核酸检测
病毒RNA片段
鼻咽拭子、口咽拭子、痰液、肺泡灌洗液、支气管灌洗液等
慢
高
复杂
整个感染期
抗原检测
病毒表面结构蛋白（N蛋白、S蛋白等）
鼻咽拭子、口咽拭子
快
低
简单
急性感染期
抗体检测
抗体（IgA、IgM、IgG等）
血液（血清、血浆、全血等）
感染中后期
新一代核酸检测技术需兼顾灵敏度、特异性，并且能够突破实验室限制，将核酸检测拓展至家庭场景。在此背景下，新冠病毒核酸居家自测技术应运而生。基于该技术，用户可在家中自主完成采样、检测以及结果获取的全流程。
（二）新冠病毒核酸居家自测技术的进展
1、基于等温扩增的技术
等温扩增技术无需复杂的热循环系统，只需通过添加不同种类的分子酶、特异性引物及探针，即可在恒定温度下实现目标基因快速扩增。该技术具有快速、高效、便捷等优点，在核酸居家自测方面极具应用前景。常见的等温扩增技术有：环介导等温扩增（Loop-MediatedIsothermalAmplification,LAMP）、滚环扩增（RollingCircleAmplification，RCA)、重组酶聚合酶扩增（RecombinasePolymeraseAmplification，RPA）、核酸依赖性扩增（NucleicAcidSequence-BasedAmplification，NASBA）、链置换扩增（stranddisplacementamplification，SDA）、解旋酶依赖性扩增（Helicase-DependentAmplification，HDA）、交叉引物扩增(CrossingPrimingAmplification，CPA)等（见表2）。
表2不同等温扩增技术之间的区别
等温扩增技术
模板
引物（条）
酶数量（个）
温度（℃）
产物
优点
缺点
LAMP
DNA
4
1
60～65
涉及酶少，灵敏度和特异性高
引物复杂，假阳性率高
RCA
1或多
37
单链DNA
产物为单链DNA
需环状DNA模板
RPA
2
37～42
电泳检测需对产物进行纯化
NASBA
RNA
3
42
DNA、RNA
产物为单链RNA
反应成分复杂，酶类成本高
SDA
效率高、快速简便
无法扩增长片段，需加入非标准核苷酸
HDA
引物设计简单
仅扩增短序列
CPA
5、6
63
引物及反应体系复杂
LAMP是目前应用最广泛的等温扩增技术。通过加入逆转录酶或具有逆转录酶活性的DNA聚合酶，将LAMP与逆转录相结合（RT-LAMP），基于RT-LAMP可以实现对新冠病毒的一步法检测。
2、基于基因编辑的技术
（1）规律间隔成簇短回文重复序列（ClusteredRegularlyInterspacedShortPalindromicRepeat,CRISPR）
一种较为经典的CRISPR核酸检测方法是“SHERLOCK”核酸检测系统[1]。SHERLOCK的核心是利用Cas13a酶在向导序列的介导下与靶序列结合时被激活的反式切割活性，切割体系中的报告探针，产生荧光信号，从而实现扩增产物的特异性检测。在SHERLOCK的基础上，科学家几经拓展，开发了单管检测、多靶标检测等方法，并被应用于新冠病毒检测。与RT-PCR相比，基于CRISPR的核酸检测技术提高了检测特异性，可实现单碱基突变检测，与等温扩增技术、免疫层析技术联用后，能够实现新冠病毒核酸居家自测，凸显快速、便捷、低成本的优势。
（2）Argonaute（Ago）核酸酶
除了CRISPR体系，另一种新兴的Ago核酸酶同样具备基因编辑的精准性。Ago酶系统具备在单一反应体系中对多重待测靶标核酸进行同时检测的可行性。目前已有研究人员利用Ago酶结合等温扩增建立多重快速核酸检测技术，实现了新冠及流感病毒的检测[2]。该技术依托成熟的胶体金试纸条信号读出，可实现灵敏、快速、便捷、肉眼判读的核酸快速检测，使新冠病毒居家自测成为可能。
3、基于智能手机的技术
智能手机的普及为分子POCT应用完善提供了契机。基于智能手机的核酸检测平台，如基于智能手机的RT-LAMP，基于智能手机的超级三明治电化学生物传感器等，利用摄像头作为光学传感器以替代传统仪器检测，从而实现居家自测[3]。这类系统依靠无线局域网、蓝牙、近场通信等通信能力以及滤片、镜头等附件，帮助提高智能手机摄像头的灵敏度和准确性。
二新冠病毒核酸居家自测产品的应用现状
（一）国外新冠核酸自测的应用及市场情况
表3部分获EUA的新冠病毒核酸检测试剂盒（截至2023年3月10日）
序号
产品名称
注册人
LuciraCOVID-19All-In-OneTestKit
LuciraHealth,Inc.
11/17/2020
CueCOVID-19TestforHomeandOverTheCounter(OTC)Use
CueHealthInc.
03/05/2021
LuciraCHECK-ITCOVID-19TestKit
04/09/2021
DetectCovid-19Test
Detect,Inc.
10/28/2021
5
MetrixCOVID-19Test
AptitudeMedicalSystemsInc.
10/18/2022
6
LuciraCOVID-19&FluHomeTest
02/24/2023
目前已上市的新冠核酸自测产品均基于等温扩增技术，其中Lucira、Detect、Aptitude采用LAMP技术，Cue采用RPA技术。样本类型以鼻拭子为主，Aptitude的产品可兼容唾液样本。
（二）国内新冠核酸自测的应用及市场情况
在国内已获批的新冠核酸检测试剂盒中，部分属于分子POCT产品（见表4），但其适用范围/预期用途并未被批准用于消费者自测，且适配的设备在产品形态上也不适合于居家自测。
表4部分NMPA批准的新冠病毒核酸检测试剂盒（截至2023年3月10日）
注册证号
新型冠状病毒（2019-nCoV）核酸检测试剂盒（恒温扩增-实时荧光法）
杭州优思达生物技术有限公司
国械注准20203400241
新型冠状病毒2019-nCoV核酸检测试剂盒（杂交捕获免疫荧光法）
安邦（厦门）生物科技有限公司
国械注准20203400298
新型冠状病毒2019-nCoV核酸检测试剂盒（RNA捕获探针法）
上海仁度生物科技有限公司
国械注准20203400300
新型冠状病毒2019-nCoV核酸检测试剂盒（RNA恒温扩增-金探针层析法）
武汉中帜生物科技股份有限公司
国械注准20203400301
新型冠状病毒2019-nCoV核酸检测试剂盒（CRISPR免疫层析法）
杭州众测生物技术有限公司
国械注准20203400919
新型冠状病毒2019-nCoV核酸检测试剂盒（全集成碟式芯片法）
成都博奥晶芯生物科技有限公司
国械注准20213400101
7
新型冠状病毒（2019-nCoV）核酸检测试剂盒（荧光RT-RAA法）
江苏奇天基因生物科技有限公司
国械注准20213400656
8
新型冠状病毒2019-nCoV核酸检测试剂盒（恒温CRISPR法）
上海伯杰医疗科技股份有限公司
国械注准20213400714
9
新型冠状病毒（2019-nCoV）核酸检测试剂盒（恒温扩增法）
国械注准20223401607
10
新型冠状病毒（2019-nCoV）及甲/乙型流感病毒核酸联合检测试剂盒（荧光PCR法）
北京京东方知微生物科技有限公司
国械注准20233400274
在核酸自测领域，已有国内公司进行布局并开发出相应产品（见表5）。
表5国内新冠核酸自测产品情况
制造商
核心技术
检出限
是否需要设备
获证情况
CPA+免疫层析
1000拷贝/mL
35
否
欧盟CE，澳洲TGA
广州普世利华科技有限公司
RHAM等温扩增
400拷贝/mL
15-35
是
/
万众一芯生物科技有限公司
3000拷贝/mL
30
北京百康芯生物科技有限公司
等温多自配引发扩增（IMSA）+微流控芯片
45
抗“疫”过程中，我国主要运用大规模核酸检测和抗原自测，在核酸居家自测方面进展较为缓慢。不过，国外已在疫情中验证了核酸居家自测的可行性。随着技术升级、注册和监管政策完善，我国核酸居家自测市场或将迎来新的发展契机。在政府部门的指导下，IVD企业共同努力，终能迎来核酸居家自测产品进入国内市场应用的一天。
三新冠核酸居家自测技术的发展趋势
（一）检测性能
目前商品化的核酸自测产品以等温扩增技术为主，对温度要求低，检测速度更快，但在检测性能上仍与PCR存在差距。因此，产品在设计之初需充分考虑合适的技术路线，通过原理创新或技术优化，最大程度保证产品性能。
NMPA发布的《家用体外诊断医疗器械注册技术审查指导原则》中明确提出：“家用IVD的设计应着眼于器械性能不会受到用户技术或检测环境预期变化的明显影响。”核酸居家自测产品由用户在家中自行使用，对环境、操作方法、质控等方面把控程度较弱，影响结果准确性的因素较多。产品判读逻辑不严谨或用户操作不当均易导致“假阴性”问题，故有必要建立严谨的判读体系并加强对非专业人士采样环节的监控，确保样本采集正确。此外，一些关键技术问题的解决，如病原体的高效灭活、快速释放、核酸纯化等，都有助于进一步提升试剂盒的检测性能。
（二）可拓展性
新冠逐渐平息，但甲/乙流等呼吸系统传染病依然高发，常见病原体的鉴别诊断十分重要。基于核酸自测平台开发多联检产品，将有助于患者初筛并提升防疫效率。此外，“‘十四五’国家重点研发计划”已将多重甚至超多重病原体核酸POCT系统的开发列为重要需求。能兼容多重病原体检测的核酸自测系统必将是未来发展趋势。
当核酸自测平台具备了可拓展性，除了能够实现已有疾病的检测，还可从容应对未来新发传染病的检测需求。
（三）用户体验
智能化也是提升用户体验的一个方向，比如将核酸自测系统集成到智能手机、智能手表等移动设备中，可获得在操作指导、结果判读、数据管理、健康建议等方面更好的体检。
此外，作为居家消费产品，在满足功能性要求之外，还需兼顾外观审美、人机交互等方面，以便为用户提供最佳体验。
（四）成本
世界卫生组织认为，理想的POCT产品需要符合的首要标准是“价格实惠”。核酸居家自测产品，由于小型化集成度高，研发成本高，相较于传统检测方法而言价格较贵，在一定程度上限制了其推广应用。随着我国体外诊断行业进入集采，成本控制愈发关键。未来需要从多维度去降低产品成本，一方面可以通过产业链上下游的通力合作去降低材料成本，比如实现关键原材料和元器件的国产化和通用化；另一方面可以通过精益生产去降低生产成本，比如优化工艺流程、采用自动化设备提高生产效率等。此外，多联检也是降低成本的一个方式，有助于降低单个检测项目的成本。
得益于我国以人民健康为中心的新冠疫情防控策略，常态化疫情防控工作取得了举世瞩目的成效。新冠一役，核酸检测在我国得到了普及，但核酸居家自测这一创新产品尚处于市场早期阶段。随着健康问题越来越受重视，居家健康管理市场将成为主流趋势。未来，核酸居家自测产品也许随处可见、随时可用，成为居家健康管理的必备品。
（完）
附：2023医疗器械蓝皮书目录概览
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