全自動(dòng)數(shù)字 PCR 儀在我國(guó)屬于第三類醫(yī)療器械注冊(cè)產(chǎn)品，且不在免于醫(yī)療器械臨床試驗(yàn)?zāi)夸浿畠?nèi)。該產(chǎn)品基于數(shù)字PCR 檢測(cè)原理，與適配試劑配合使用，在臨床上用于對(duì)來(lái)源于人體樣本中的DNA進(jìn)行定性和定量檢測(cè)。本文為大家介紹全自動(dòng)數(shù)字PCR儀臨床試驗(yàn)設(shè)計(jì)實(shí)例，一起看正文。

一、全自動(dòng)數(shù)字PCR儀產(chǎn)品工作原理

本產(chǎn)品與配套的微流控芯片配合使用，工作原理包括芯片 上樣、液滴生成、核酸擴(kuò)增、液滴檢測(cè)、廢料轉(zhuǎn)移等環(huán)節(jié)。 芯片上樣：操作軟件，將芯片進(jìn)樣倉(cāng)彈出，把含有待測(cè)樣 本的反應(yīng)體系的芯片放入后，關(guān)閉進(jìn)樣倉(cāng)，芯片將由調(diào)度系統(tǒng) 掃描和識(shí)別，完成芯片上樣。在實(shí)驗(yàn)啟動(dòng)后，儀器會(huì)不斷將進(jìn) 樣倉(cāng)上的芯片取走，進(jìn)入后續(xù)流程。只要進(jìn)樣倉(cāng)有空位，就可 以隨時(shí)加入新的芯片。

液滴生成：芯片由調(diào)度系統(tǒng)抓取到生成模塊進(jìn)行液滴生成操作。生成模塊在氣路的作用下將芯片中的反應(yīng)體系和微液滴 生成油驅(qū)動(dòng)進(jìn)入芯片內(nèi)的液滴生成結(jié)構(gòu)，在流體張力和剪切力 作用下，反應(yīng)體系周期斷裂，生成尺寸均一的液滴。生成的液 滴儲(chǔ)存在芯片的反應(yīng)管中。 核酸擴(kuò)增：完成液滴生成后，調(diào)度系統(tǒng)將芯片進(jìn)行翻轉(zhuǎn)， 并放入 PCR 模塊中進(jìn)行 PCR 溫度循環(huán)。PCR 模塊按照設(shè)定的 程序，對(duì)位于芯片反應(yīng)管中的液滴進(jìn)行溫度循環(huán)控制，使得液 滴內(nèi)的靶基因在 PCR 反應(yīng)下不斷實(shí)現(xiàn)核酸擴(kuò)增。 液滴檢測(cè)：擴(kuò)增完的芯片由調(diào)度系統(tǒng)轉(zhuǎn)移到檢測(cè)模塊。檢 測(cè)模塊內(nèi)依次向芯片上的每個(gè)樣本注入檢測(cè)油。在檢測(cè)油的驅(qū) 動(dòng)下，反應(yīng)管內(nèi)的液滴重新進(jìn)入芯片管道。在驅(qū)動(dòng)油的和芯片 管道的作用下，液滴形成有序的液滴隊(duì)列，依次經(jīng)過(guò)檢測(cè)區(qū)，在檢測(cè)區(qū)對(duì)依次經(jīng)過(guò)的每一個(gè)液滴進(jìn)行熒光激發(fā)。每個(gè)液滴中 的熒光染料經(jīng)激光照射后發(fā)射出特定波長(zhǎng)的熒光。激發(fā)的熒光 被分到不同的光電信號(hào)轉(zhuǎn)換傳感器，光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，傳 給上位機(jī)系統(tǒng)并繪制成熒光散點(diǎn)圖。軟件依據(jù)液滴信號(hào)劃分陰 陽(yáng)性，并通過(guò)數(shù)學(xué)模型精準(zhǔn)計(jì)算出樣本中模板的拷貝數(shù)，通過(guò) 儀器配備的觸摸屏呈現(xiàn)給用戶。

廢料轉(zhuǎn)移：芯片檢測(cè)完成后被轉(zhuǎn)移到廢料倉(cāng)。在所有處理的過(guò)程中，芯片始終保持密封狀態(tài)，樣本的泄漏污染風(fēng)險(xiǎn)低。 廢料箱可通過(guò)儀器面板打開(kāi)，將廢料清空后放回儀器。

二、全自動(dòng)數(shù)字PCR儀臨床試驗(yàn)設(shè)計(jì)實(shí)例

本次臨床試驗(yàn)在五家臨床試驗(yàn)機(jī)構(gòu)進(jìn)行。臨床試驗(yàn)選擇兩個(gè)具有代表性的項(xiàng)目驗(yàn)證申報(bào)產(chǎn)品針對(duì)來(lái)源于人體樣本中的 DNA定性和定量檢測(cè)的臨床性能，所選項(xiàng)目為：人類腫瘤基因 EGFR 基因突變檢測(cè)項(xiàng)目和乙型肝炎病毒DNA定量檢測(cè)項(xiàng)目。 

針對(duì)人類腫瘤基因EGFR基因突變檢測(cè)項(xiàng)目，臨床試驗(yàn)納入非小細(xì)胞肺癌患者的血漿樣本。采用申報(bào)產(chǎn)品與配套的已定型的EGFR 突變檢測(cè)試劑作為考核儀器系統(tǒng)，采用已上市的全自動(dòng)熒光PCR分析儀與配套的已上市EGFR突變檢測(cè)試劑作為 對(duì)照儀器系統(tǒng)，采用高通量測(cè)序方法（NGS）與配套的EGFR突變檢測(cè)試劑作為臨床參考系統(tǒng)。該試驗(yàn)共納入518 例血漿樣 本，陽(yáng)性樣本 253 例（覆蓋點(diǎn)突變、插入和缺失等各種變異類型，且每種變異類型均有一定的陽(yáng)性例數(shù)），陰性樣本 265 例。試驗(yàn)結(jié)果顯示：考核儀器系統(tǒng)與臨床參考系統(tǒng)比較的陽(yáng)性符合 率為 96.8%（95%CI：93.9%，98.6%），陰性符合率為 99.3% （95%CI：97.3%，99.9%），對(duì)照儀器系統(tǒng)與臨床參考系統(tǒng)比 較的陽(yáng)性符合率為 89.7%（95%CI：83.5%，91.9%），陰性符 合率為 98.9%（95%CI：96.7%，99.8%），考核儀器系統(tǒng)檢測(cè)性能優(yōu)于對(duì)照儀器系統(tǒng)。 

針對(duì)乙型肝炎病毒DNA 定量檢測(cè)項(xiàng)目，臨床試驗(yàn)納入乙型肝炎病毒感染患者的血漿樣本。采用申報(bào)產(chǎn)品與配套的已定型 乙型肝炎病毒DNA檢測(cè)試劑作為考核儀器系統(tǒng)，采用臨床試驗(yàn)機(jī)構(gòu)自建的數(shù)字PCR儀及其配套試劑作為臨床參考系統(tǒng)。該試驗(yàn)共納入 354 例血漿樣本。定量統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果顯示：考核儀器系統(tǒng)與臨床參考系統(tǒng)的相關(guān)系數(shù)為0.986，回歸方程為 y=1.068x -0.125，BA分析的一致性界限在臨床可接受標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)。定性統(tǒng)計(jì) 分析結(jié)果顯示：考核儀器系統(tǒng)與臨床參考系統(tǒng)的陽(yáng)性符合率為100%，陰性符合率為100%，總符合率100%。

綜上所述，該產(chǎn)品臨床試驗(yàn)設(shè)計(jì)符合《醫(yī)療器械臨床評(píng)價(jià)技術(shù)指導(dǎo)原則》的相關(guān)要求，臨床性能滿足技術(shù)審評(píng)要求。

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