全球大流行病的阴霾虽已渐散，但留下的教训与挑战依旧深刻。我们如何为下一次未知的公共卫生危机做好准备？西安交通大学BEBC即时检测研究团队联合美国约翰斯·霍普金斯大学的研究团队，在国际知名期刊《Trends in Analytical Chemistry》发表综述论文《From Crisis to Innovation in Point-of-Care Testing: Lessons from the COVID-19 Pandemic and Future Directions》。该论文系统回溯了COVID-19疫情五年间诊断技术的发展轨迹，分析了COVID-19大流行五个阶段中批准的检测试剂盒与疫情进展之间的关系，并提供了理想IVD技术在不同阶段的见解。文章还总结了几种代表性COVID-19检测的工作原理、优点和缺点，并介绍了解决当前挑战的新兴POCT技术。文章最后讨论了用于管理未来全球大流行的POCT技术的未来发展和部署，并首次提出了面向未来大流行的“COAST”黄金准则与清晰的技术发展路线图，为全球公共卫生体系的韧性建设提供了关键的科学决策依据。
【核心发现：一部诊断技术的“抗疫演进史”】
该研究创新性地构建了覆盖中、美、欧三大市场超3400项已授权检测试剂的交互式数据库（图1），将技术发展与疫情演进的五个具体阶段紧密结合，基于覆盖全球三大监管体系数千项授权检测试剂的数据库进行量化趋势研（图2），首次全景式揭示了诊断技术的部署如何与疫情波浪起伏紧密联动。研究表明：
1.技术需求因时而变：疫情初期需要极高准确性的“侦察兵”（如PCR），而中后期则需要快速、廉价、可居家使用的“哨兵”（如抗原检测）。理想的技术组合应随疫情阶段动态调整。
2.存在“技术赤字”：尽管全球紧急开发了海量检测产品，但始终缺乏一种能同时满足低成本、现场检测、高准确、高速度、高通量/一次性所有需求的“完美”技术。
3.政策与创新同等重要：灵活的紧急授权机制（如FDA的EUA）极大地加速了创新产品上市，是危机中挽救生命的关键。
图1.获授权的COVID-19检测试剂数据库仪表盘。该仪表盘支持按审批机构、检测类别和床旁检测属性筛选详细试剂数据，展示试剂总量、授权时间轴，并提供按机构与应用分类的饼状图分析，同时通过数据框详细呈现时间维度的授权变化趋势及生产厂商信息
图2. COVID-19累计确诊病例与授权体外诊断检测数量变化趋势图
论文指出未来的技术突破将围绕两大路径：一是将传统“金标准”PCR变得更快、更便宜、更便携；二是将等温扩增等便捷技术变得更准确、更稳定。同时，CRISPR基因编辑技术、人工智能辅助判读、等离子体增强传感等前沿科技，正成为打造“COAST”全能型产品的突破口。
图3.在疫情不同阶段商业化体外诊断产品的发展
【核心贡献：提出未来技术“黄金准则”】
基于深刻的历史分析，团队创造性地提出了评估未来大流行床旁检测技术的“COAST”综合评估五大准则：
图4.适用于全球大流行病的POCT技术“COAST”评估准则
·Cost（低成本）：可负担，利于大规模筛查。
·On-site（现场化）：随时随地可用，减少人员流动。
·Accuracy（高准确）：灵敏度与特异性双高，杜绝“漏网之鱼”。
·Speed（高速度）：快速出结果，及时阻断传播链。
·Throughput/Disposable（高通量/一次性）：满足集中筛查或个人自测需求。
【社会意义：超越学术的预警与蓝图】
本研究不仅是一次学术总结，更是一份面向未来的“行动倡议”。对科研界：指明了下一代诊断技术的攻关方向，呼唤跨学科合作，攻克“样本进-结果出”的全集成、智能化难题。对产业界：提供了清晰的产品开发指南，鼓励布局满足“COAST”标准的平台型技术，而非单一产品。对政府部门：强调了构建“监测-预警-响应”一体化体系的重要性，建议提前储备技术、优化审批流程、建立产能弹性机制。床旁检测技术作为连接实验室诊断与现场快速响应的关键桥梁，其发展直接关系到疫情监测、感染控制及医疗资源调配的效率。从COVID-19大流行的经验来看，POCT不仅减轻了中心实验室的负担，更在社区筛查、居家自测和资源匮乏地区发挥了不可替代的作用。因此，系统总结POCT在应对大流行中的经验教训，并规划其未来发展路径，对于提升全球公共卫生应急能力具有紧迫而重大的现实意义。
图5. POCT技术的未来发展与应用部署
西安交通大学生命与技术学院仿生工程与生物力学研究所（BEBC）陆雪婷博士为论文的第一作者，游民黎副教授、徐峰教授、与约翰斯·霍普金斯大学的陈立本博士和陈峰浩博士为论文的共同通讯作者，其他作者有杜金锫硕士。该工作得到了国家自然科学基金国际（地区）合作与交流重点项目及国家自然科学基金等支持。徐峰教授和游民黎副教授研究团队致力于体外诊断新型技术的开发，目前着力于超快光热PCR技术和数字化ELSA，开展了生物传感、基于AI的智能诊断和设备开发等理工医多学科交叉创新研究。
文章链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0165993624006149
更多信息请访问：https://bebc.xjtu.edu.cn/info/1020/3021.htm
BEBC简介
西安交通大学仿生工程与生物力学研究所（BEBC）围绕“重大疾病诊治”领域中共性科学问题和技术挑战，按照“临床重大需求牵引-生物力学理论创新-医工核心技术突破-临床转化应用推广”的研究思路，创立了“多尺度生物热-力-电耦合学”，开拓了“力-医学”学科新方向，提出了“细胞智能”颠覆性概念和技术。BEBC立足力学基础理论，交叉融合材料、化学、生物、医学等领域，按照“临床问题（BED）-实验室研究（BENCH）-临床应用（BED）”的研究思路，在力学微环境领域开展了从组织到细胞和分子尺度的多尺度生物热-力-电耦合学等基础和应用研究，为阐明重大疾病的发病机理和临床诊疗提供有效的理论指导和技术方案。
近年来，BEBC在生物力学和力学生物学的研究基础上，通过工程学手段，将不同尺度的力学调控引入疾病诊疗，开展了一系列的“力医学（mechanomedicine）”研究，同时正在结合数据科学与人工智能将智能算法融入临床医学，积极开拓基于AI赋能的“数智力医学”研究领域。相关代表性研究成果发表于《自然材料》（Nature Materials）、《自然化学》（Nature Chemistry）、《自然生物医学工程》（Nature Biomedical Engineering）、《自然通讯》（Nature Communications ）、《科学进展》（Science Advances）、《美国科学院院报》（PNAS）等期刊。在国内医学权威期刊上系统阐释了力医学在不同疾病中的应用及前景。
