許太乙、施宏謀

中國醫藥大學附設醫院急診部

前言：

       急診醫學面對感染症診療時，傳統微生物培養方法雖然是診斷黃金標準，但往往需數天的時間才能獲得結果，影響臨床決策及病患預後。近年來，分子快速診斷技術發展迅速，使醫師能夠在數十分鐘內取得感染病原體的精確資訊，提升診斷效率並優化治療決策。本文將對目前應用於急診感染症診療的常見分子快速檢測技術與應用進行探討，比較其原理、優勢、侷限性及臨床應用場景，以協助急診醫師選擇最適合的診斷工具。其他耗時過久、不符合快速診斷定義的檢測技術則不在本篇的討論主軸。此外專門關於新冠病毒檢測的深入討論，可參閱本會診斷科技推動小組之前發表於急診通訊雜誌與台灣醫界的專文。

台灣現有微生物分子快速診斷技術（參見表一）：

1. 抗原快篩（Rapid Antigen Test、RAT）

原理：利用抗原與抗體特異性結合的原理，檢測樣本中的蛋白質抗原，通常以側向流動免疫層析法呈現結果。

優勢：

• 操作簡單，無需專業設備，適合當做家用快篩或急診床邊檢測（Point-of-Care Testing、POCT）。

• 檢測時間短（15-30分鐘），如A型與B型流感和新冠快篩。

• 成本低廉、例如流感和新冠病毒健保給付為150點、登革熱NS1抗原快篩300點。

侷限性：

• 流感診斷靈敏度較低（50-70%），易出現偽陰性，特別在感染初期病毒量少、蛋白質抗原量低時。

• 新冠病毒雖靈敏度較流感高（70~95%），但仍有相當程度的偽陰性。

• 僅限於單項或兩三項特定病原體（如流感、新冠、呼吸道融合病毒、腺病毒），無法鑑定多重感染。

應用場景：

適用於疫情大規模流行時的家用快篩，或流感季節時診所與急診的快速篩檢，但需結合臨床判斷，若陰性結果與症狀不符，則有賴急診醫師進一步參酌臨床狀況決定治療方向。

2.分子快篩／核酸快速分子檢測（Rapid Molecular Test）

分子快篩和抗原快篩的差異，在於抗原快篩的檢測物是病毒或細菌的蛋白質（抗原），分子快篩則是偵測RNA或DNA。分子快篩可以說是結合了抗原快篩與PCR（Polymerase Chain Reaction、聚合酶鏈式反應）兩者優點的綜合產物，適用於急診床邊檢驗（POCT），同時達到快速且準確度高的優勢。分子快篩根據其核酸擴增的方式可以分為兩大類：（1）即時定量PCR、（2）等溫核酸擴增技術。

（1）即時定量PCR（Real-Time PCR、qPCR）

Real-Time PCR 通常縮寫為qPCR（quantitative PCR），而不縮寫為RT-PCR，主要是為了避免與Reverse Transcription PCR（逆轉錄 PCR）混淆。PCR本身只能直接擴增和檢測DNA，如果要檢測RNA病毒，則需要先將RNA轉換為cDNA（互補DNA，complementary DNA），這時就會用到RT-PCR。傳統PCR因其所花費的時間較長（約2-4小時），較不適用於急診即時診斷。

qPCR的原理，是在PCR過程中以螢光標記的探針偵測每次（即時）PCR循環後產物總量（定量）的方法，實現目標核酸的定量分析。它的靈敏度與特異性極高（>95%），為分子診斷黃金標準。qPCR同時可提供Ct（threshold cycle）值，Ct值代表DNA可以被偵測到時的複製次數。原本的qPCR需專業實驗室儀器與技術人員，需耗時2個小時，不適合急診現場床邊應用，嚴格說起來並不能算是分子快篩，但隨著技術的進步與整合，使用快速加熱與降溫的機型和搭配高速DNA聚合酶，部份產品已能在20至30分鐘完成檢驗，因此可以稱為分子快篩並適用于急診。

代表產品：Roche（羅氏）cobas Liat、Cepheid Xpert。

（2）等溫核酸擴增技術（Isothermal Amplification Technologies）

等溫核酸擴增技術是多個技術的總稱（參見表二），它們不同於傳統PCR和qPCR，不需要經歷反覆的高低溫循環。其原理是在近似室溫的恆溫條件下，透過特定的酵素組合（如DNA重組酶、聚合酶或切口酶）快速擴增目標DNA或RNA序列，縮短檢測時間，適合臨床快速診斷。

代表產品：

Abbott（亞培）ID NOW，可檢測流感、新冠、RSV、A群鏈球菌。是目前已知速度最快（13分鐘）的檢驗機台。

TwistDx，可用於檢測流感、登革熱與結核菌。

分子快篩的優勢：

•分子快篩因為省略了傳統PCR必須在實驗室利用大台熱循環儀的加熱過程，設備需求低，小型的機台可以擺在急診護理站直接進行POCT床邊檢驗，此外在嚴重流行病如伊波拉病毒等疫情爆發時，更可以將輕便的機台攜帶至疫區醫療站進行快篩。

•檢測時間快速（十幾至數十分鐘）。

•靈敏度與特異性高。

侷限性：

•多重檢測能力有限，大部份機台僅針對特定病原體。

•若醫師需要Ct值來評估病毒載量，應選擇qPCR而非等溫技術。

•價格相對抗原快篩較高：健保給付點值分別為DNA檢測1000點（如結核菌、A群鏈球菌、B型肝炎DNA病毒）、RNA檢測1200點（如流感、新冠、RSV、登革熱、C型肝炎等RNA病毒）。

急診應用場景：對於臨床懷疑可能是流感或新冠感染的重症或免疫低下，但抗原快篩卻陰性的病患。此外如新冠疫情流行期間，對於所有住院病患的普篩，為了避免假陽性可使用分子快篩。

3. 巢式複合式聚合酶鏈鎖反應（Nested Multiplex PCR、nmPCR）

原理：使用了兩輪PCR熱循環進行核酸擴增。第一輪（外部擴增）使用多對引子進行多重PCR（Multiplex PCR），擴增較長的片段。第二輪（內部擴增）使用內部引子對第一輪產物進行單一目標擴增，提高檢測靈敏度和特異性。

優勢：

•靈敏度與特異性極高，適合低病毒量樣本。能有效降低非特異性擴增的風險，提高診斷準確性。

•可同時檢測數十種多種病原。

•檢測時間快速，約45-60分鐘。它雖然使用傳統PCR熱循環，但因為採用了微流體技術（Microfluidics），在微小晶片與試劑匣中自動完成樣本處理、核酸萃取、擴增與偵測，而使檢測時間大輻縮減。

侷限性：

•單次只可檢測一份樣本。

•只能檢測預設的病原體，無法識別其他的細菌、病毒或真菌。若病患感染的是Panel未包含的病原體（如罕見或新興病原體），可能需要進一步採用「總基因組次世代定序」或傳統培養法來確定感染來源。

•血液病原體的檢測需先經過傳統血液培養，當培養結果呈陽性（即培養瓶顯示細菌生長），才能使用nmPCR進行快速鑑定。

•價格高，如腦(膜)炎病原體多標的核酸檢測健保點值9689點。呼吸道感染檢驗雖然可檢驗20幾種病原體，但可申報健保的只有8種，合計約8800點，且限於重症病患經抗生素治療3日未好轉且無明確病因者，因此在急診極易遭到核刪，自費價格約在8000至18000元之間。

應用場景：適用於疑似多重病原感染或困難重症的疾病診斷。

代表產品：BioFire FilmArray上呼吸道、下呼吸道、腦脊髓液、消化道（糞便）、血液病原體多標的核酸檢測。

4. 分析液相芯片技術（Liquid-Phase Microarray Technology）

原理：結合多重PCR與「液相」微珠陣列技術，擴增後的核酸產物與標記微珠雜交，通過流式細胞儀或專用設備檢測。在實際應用中，這種技術常被稱為NxTAG（Nucleotide anti-tag sequence），由Luminex公司開發並商標化。

優勢：

•高通量一次可檢測96個檢體。

•一次可檢測20種以上病原。

•靈敏度與特異性高，接近qPCR。

侷限性：

•操作複雜，不適合床邊使用。

•價格高，和Nested Multiplex PCR費用相近。

•血液檢驗需以細菌培養已經陽性的樣本為起點。

•檢測時間約4至6小時。

應用場景：和Nested Multiplex PCR（FilmArray）相比，NxTAG因為高通量適用於大規模篩檢，例如大型醫療機構的實驗室、公共衛生單位進行疫情監測、一次處理多個病人樣本的情境，但不適合急診室或ICU快速診斷個別病人。

代表產品：Luminex Assay呼吸道、消化道（糞便）、腦脊髓液、血液病原體多標的核酸檢測。

5. 基質輔助雷射脫附游離/飛行時間質譜法（Matrix-assisted laser desorption/ionization/ Time of Flight Mass Spectrometry、MALDI-TOF MS）

原理：利用基質輔助雷射脫附離子化飛行時間質譜儀，分析微生物蛋白質指紋鑑定病原。傳統血液培養陽性後，約需要1至2天的時間在培養基上培養形成單一菌落，再利用質譜儀進行菌種鑑定，而基質輔助雷射脫附離子化飛行時間質譜儀從血液培養陽性的樣本中，利用試劑直接從血液培養瓶分離出微生物，萃取蛋白質後直接利用質譜儀鑑定病原體，可在30-60 分鐘完成菌種鑑定，靈敏度>90%，特異度近100%。

優勢：快速，廣譜鑑定多種病原。省略傳統菌種鑑定的亞培養時間，可提早24-48小時快速判定菌血症的血液培養菌種。

侷限性：

•需以血液細菌培養陽性為起點，對低濃度樣本無能為力。

應用場景：快速鑑定菌血症感染病原，提供抗生素選擇指引。

代表產品：Bruker Daltonics Sepsityper kit。

6. 總基因體（宏基因體）次世代定序（Metagenomic Next-Generation Sequencing、mNGS）

原理：將檢體中所有的核酸定序後，過濾病患本身的背景基因片段，找出可能致病的微生物。目前此技術因設備要求與價格昂貴，多是在或醫學中心用於研究，或疾管署對於困難傳染病做最終診斷的武器。它可以從患者的血液中直接檢測細菌、病毒、真菌和寄生蟲，並透過生物資訊分析進行比對，找出可能的感染源。隨著人工智慧的進步協助分析解讀基因資訊，使得病原體的辨視診斷更加快速。

優勢：

•廣泛檢測範圍，不限於特定病原體，能識別超過上萬種微生物，包括罕見或難以培養的病原體。

•不依賴傳統血液培養，直接檢測血液中的微生物核酸，特別適用於血液培養陰性的敗血症患者。

•快速，結果通常在24-48小時內提供，較傳統血液培養（可能需數天）更快。

侷限性：

•成本高： 技術複雜且費用昂貴達數萬元、未能在急診廣泛應用。

•特異性不高：可能檢測到非致病性微生物的DNA或RNA，需結合臨床背景解讀結果，避免假陽性。

應用場景：罕見不明感染的檢測。

結語：

        在急診感染症診療中，選擇分子診斷技術應根據臨床需求，在速度、準確性與健保資源三者之間取得平衡。蛋白質抗原快篩適用於新冠、流感等呼吸道病毒的快速初篩；DNA或RNA分子快篩則適合重症患者，特別是懷疑假陰性的個案，作為第二層把關的確認工具；多標的核酸檢測則適用於複雜感染的診斷，但成本相對較高。急診醫師應根據病患狀況與醫院現有檢驗設備，靈活搭配這些技術，以提升診療效率並改善病患預後。

        於健保給付限制之下，醫師在安排相對昂貴的分子檢驗時，需同時考量其臨床價值。雖然分子快速檢驗能即時揭示病原體的資訊，但若檢驗結果並沒有改變治療的方式，高昂的檢測費用將可能成為不必要的醫療支出。以細菌培養為例，若醫師從病患的臨床症狀，已正確推估是革蘭氏陰性菌感染並給予合適抗生素，則提早知道菌種可能並不會改變所使用的藥物。又例如原本懷疑腦膜炎的病患，後續從腦脊髓液的鏡檢與生化數值等資訊，綜合判斷沒有感染跡象，此時若又同時申報腦膜炎病原體多標的核酸檢測（健保點值9689點），則很有可能遭到核刪。

        現有的文獻顯示，精準的分子診斷能減少不必要的抗生素使用和縮短住院天數，另外相對於常見的病毒與細菌感染，多重病原體分子診斷技術可以提早發現少見的真菌類感染，進而改善病患的預後。未來分子診斷將更趨向快速化與床邊化，急診醫師應持續關注新技術發展，以因應新興傳染症的挑戰。例如總基因體次世代定序已經在部份醫學中心用於基礎與臨床研究，並於診斷罕見微生物的感染展現潛力。未來，這類技術有望成為急診第一線檢測工具，進一步提升診療品質與效率。然而如何快速檢驗提早確診，同時又不造成醫療的浪費，將是當前與未來急診醫師執業的重要課題。

表一、台灣現有可供急診應用之微生物分子快速檢驗產品列表。

表二、等溫核酸擴增技術（Isothermal Amplification Technologies）分類與代表產品。

參考閱讀：

1.後COVID-19時代的急診實驗室檢驗：台灣急診醫學會共識（上）台灣急診醫學會診斷科技推動小組。《臺灣醫界》 67卷8期 (2024/08) P. 14-19。https：//lawdata.com.tw/tw/detail.aspx?no=527924

2. 後COVID-19時代的急診實驗室檢驗：台灣急診醫學會共識（下）台灣急診醫學會診斷科技推動小組。《臺灣醫界》 67卷9期 (2024/09) P28-31。

https：//lawdata.com.tw/tw/detail.aspx?no=525409

3. 台灣急診醫學會診斷科技小組COVID-19急診實驗室檢驗共識。《台灣急診醫學通訊》。第四卷第六期。2021/12/30。https：//www.sem.org.tw/EJournal/Detail/361

4. 衛生福利部疾病管制署 112 年委託研究計畫：重要傳染病原次世代定序檢測方法之發展及應用。https：//www.cdc.gov.tw/En/File/Get?q=8WuVM0eNDWdgVwB5E9JbuafzuRMiDWqoaHXCy-P81nsg1FaB4_S10eP-I8lYpZVEw9lOwIQVagRRDYR1CUUNT4p3r3131LIJVC3NEE7wuJNT4cK4fkJuBGyxtR5TaRjC