深度解讀體外診斷技術的研究現狀

體外診斷技術(In Vitro Diagnosis，IVD)，是指在人體之外，通過對機體種包括血液、尿液等體液樣本進行檢測而獲取相關臨床診斷信息，從而幫助判斷個體疾病或機體機能的服務和技術等。

我國體外診斷（IVD）發展起步較晚，1985年科學家們才研制了我國第一批國產生化診斷試劑；未來，傳染病檢測、慢性疾病檢測和早期診斷等領域將是帶動體外診斷市場發展的主要領域。而我國體外診斷市場5年后將增長10%，規模將超過100億美元。

如今，全球科學家們在體外診斷研究領域取得了突破性的研究成果。近日，一項發表在國際雜志PNAS上的研究報告中（DOI： 10.1073/pnas.1618088114），來自普渡大學的研究人員通過研究在個體血漿中鑒別出了一系列蛋白質，當這些蛋白水平升高時就意味著個體會患癌癥。未來科學家們或有望利用簡單的血液檢測手段來診斷和監測癌癥患者，從而就能夠降低或消除一些侵入性手段的使用。去年9月份，來自澳洲國立大學和法國的研究人員通過聯合研究開發出了一種新型的血液檢測技術，研究者通過檢查患者血液中特定的同位素C-13和C-15的比例來幫助診斷乳腺癌，相比其它檢測方法，比如活組織檢查而言，這種新型的癌癥診斷技術侵入性較低，而且價格低廉。

此前，發表在Nature Communication雜志上的一篇研究報告中（doi：10.1038/ncomms11906），來自加拿大多倫多大學的研究人員通過研究成功利用非侵入性的液體活檢方法發現了前列腺癌的生物標記物，這種新型的體外診斷技術就能夠在患者手術前幫助科學家們鑒別出侵襲性的前列腺癌。2016年12月份，斯坦福大學醫學院的研究人員表示，對來自患者血液樣本中肺癌細胞的基因進行特性分析或許是一種能夠幫助醫生選擇準確合適療法的廉價非侵入性手段（doi：10.1073/pnas.1608461113）。

為了發現可以用于胰腺癌檢測的生物標記物，來自日本的研究人員決定對已經報道過在胰腺癌組織中高表達的基因進行分析，隨著研究的深入，研究者利用兩種類型的蛋白質組學方法檢測了大量的臨床樣本，通過分析候選基因表達的蛋白在胰腺癌病人和健康人血液中的變化情況，最終研究者在130個候選蛋白中找到23個變化顯著的蛋白質。而這些在血液中發現了的蛋白能夠加強對胰腺癌的檢測，當同傳統的生物標記物進行結合后，其就能夠幫助實現對早期胰腺癌的快速診斷（DOI：10.1371/journal.pone.0161009 ）。有研究人員認為，進行血液檢測或許能夠幫助肺癌病人快速選擇最佳的治療手段，研究人員通過研究發現，基于血液樣本進行的基因組和蛋白組學檢測對于肺癌病人的診斷有著非常重要的意義（DOI：10.1016/j.chest.2016.08.816 ）。

當然，研究人員還能夠基于血液檢測幫助診斷或改善其它多種疾病的治療，基于血液來診斷阿爾茲海默氏癥的研究非常具有前景，但研究者或許還需要再進行深入的研究，對攜帶多種特殊標志物的大規模人群進行調查研究，并且鞏固他們的研究發現，從而開發出新型的診斷芯片。此前，澳大利亞的科學家們就開發出了一種能夠檢測帕金森癥的新型血液檢測方法，該檢測方法的準確率高達95%；這種新型檢測方法的工作機制是通過篩選血液中一種關鍵的生物標記物，從而幫助醫生們在患者患病早期進行及時的診斷與治療。2015年，刊登在國際雜志Science Translational Medicine上的一篇研究報告中（DOI：10.1126/scitranslmed.aac7551），科學家們就開發出一種具有高靈敏度的血液檢測方法，其可以確定乳腺癌何時對標準激素治療法產生抵抗，同時研究者們還發現這種檢測方法能夠指導病人如何進行進一步治療。

此前，研究人員開發出了一種名為液體活檢的新型檢測方法，該方法可以捕獲到腫瘤脫落進入血液的腫瘤細胞或DNA，從而替代了從腫瘤本身提取組織。當然關于這些檢測方法的價值，現在還有很多不清楚的地方，但許多醫生認為，這些檢測方法是一個很大的進步，其或許能夠幫助實現更多的病人的個體化治療。

科學家們除了利用血液檢測技術來幫助診斷多種人類疾病外，他們還開發出了多種基于尿液的新型檢測技術，今年4月份，近日，在美國奧蘭多舉辦的第99屆內分泌學會會議上，來自杜克大學醫學院的研究人員表示，他們在患糖尿病、肥胖的黑人青少年機體的尿液中發現了一種特殊的代謝標記物，這種新型標記物或有望幫助研究人員與有效預測青少年患2型糖尿病的風險。醫學博士Pinar Gumus Balikcioglu表示，在進行了詳細的代謝分析后，我們發現，相比非糖尿病的肥胖青少年而言，肥胖的2型糖尿病青少年機體中一種名為血清素的主要代謝產物水平發生了明顯降低，同時，相比非糖尿病青少年而言，糖尿病青少年機體中多種其它代謝產物的水平上升了。

2017年3月份，發表在ACS Nano雜志上的一篇研究報告中（DOI：10.1021/acsnano.6b06131），來自韓國蔚山國家科學技術研究所的研究人員通過研究開發出了一種新技術，該技術能夠有效在尿液或血液中有效鑒別出促進癌癥發生的物質，文章中，研究人員開發出了一種集成的離心微流體平臺（Exodisc），這種設備能夠對尿液中的胞外膜泡(extracellular vesicles，EVs)進行分離。目前研究人員需要進行后期深入的研究來確定是否能夠通過分析所收集的納米顆粒就能夠對包括癌癥在內的多種疾病進行確定，我們希望本文中所開發的設備能夠幫助推進當前腫瘤生物學相關的研究，并且加速利用基于胞外膜泡的液體活檢技術來進行個體化療法的開發。

此前，來自帝國理工學院等機構的研究人員通過研究開發了一種新型的尿液檢測技術（doi：10.1016/S2213-8587(16)30419-3），或能幫助測定機體飲食的健康狀況，研究者指出，利用五分鐘的測試就能夠對個體尿液中的生物學標記物進行測定，而這些生物學標記物是由個體攝入的食物破碎所產生的，比如紅肉、雞肉、魚肉、水果和蔬菜等。研究者Gary Frost教授指出，所有營養和飲食研究中的主要缺點就是我們往往沒有準確可靠的方法來測定人們對飲食的攝入情況，我們往往會僅憑個體給出的飲食記錄來進行研究，但實際上研究表明，大約60%的人群都會在一定程度上錯誤報告其飲食的情況，本文研究中我們開發的新型檢測手段或許就能夠準確測定個體真正的飲食狀況。

2016年，刊登在The Lancet雜志上的一篇研究報告中（doi：10.1016/S0140-6736(15)01092-2），來自南非開普敦大學等多家研究機構的研究人員在撒哈拉以南非洲地區的10家醫院開展了一項研究，他們發現，利用簡單的尿液結核測試就能夠降低HIV病人的死亡率；論文通信作者Keertan Dheda教授解釋道，“這是TB診斷性測試的首次臨床試驗，它證實死亡人數顯著下降。這種死亡率下降可能是因為尿液測試與常規測試聯合使用，從而導至更多的病人較早地開始接受TB治療。”

世界上大約有170萬女性患乳腺癌，同時乳腺癌有是女性常見的癌癥之一，該病每年會造成超過52萬人死亡，然而截止到目前研究人員一般是通過乳房x線攝影術或超聲檢查來進行乳腺組織癌癥的檢查診斷，但由于乳腺組織射線照射的暴露通常也會使得很多患者的疾病復發。來自弗萊堡大學的研究人員通過研究開發了一種新技術，其可以通過分析尿液樣本來幫助檢測乳腺癌，這種方法可以確定調節細胞代謝的分子microRNAs的水平，而通常在癌細胞中microRNAs的水平會失調；通過確定尿液中microRNAs的組成，研究人員就可以使得該技術診斷乳腺癌的成功率達到91%（doi：10.1186/s12885-015-1190-4）。

此前，科學家們表示，進行尿液分析或能幫助預測肥胖及相關的代謝疾病，研究人員對來自美國和英國對超過2000名志愿者的尿液樣本進行了分析，他們發現29種不同代謝產物在尿液中的含量與個體體重指數具有相關性，并且這些差異性代謝產物相互之間可形成一個復雜網絡將身體不同部位聯系在一起。根據這些代謝標記物在不同人群中的含量可以預測肥胖及相關代謝性疾病的發生風險，研究者或能制定出個體化的干預策略。

近年來，科學家們利用機體的血液和尿液等樣本開展了大量的研究，在體外診斷研究領域取得了多項重磅級研究成果，未來他們還將通過更為深入的研究和創新，開發出更多新型的體外診斷技術，幫助改善人類的健康，并且推動多種疾病新型個體化療法的開發。

體外診斷技術近年來已成為醫療健康產業熱門領域之一，在醫療行業中，IVD是市場較大、發展較快的重要細分領域。受醫保控費影響，國內醫療機構藥品加成逐步取消，診斷等醫療項目迎來新的發展空間。在這一背景下，IVD行業有望受益于醫改的大趨勢，保持較快的成長速度。質譜，先進測序技術、PCR、基因芯片等前沿IVD技術更是大有可為。雖然相對于國外的成熟市場，國內IVD市場呈現出基數小、增速快的特點，但是企業普遍規模小、品種少。前沿IVD技術在國內的發展仍然面臨著較高門檻，如何突破技術瓶頸，拓寬臨床應用空間等挑戰始終嚴峻。與此同時，臨床與獨立檢測實驗室如何實現資源的有效整合與對接，在醫改的大背景下顯得更為重要。IVD行業的最新政策法規趨勢與投資方向等議題也受到多方聚焦。由此，面臨以上挑戰與熱議，第三屆中國先進體外診斷技術與應用論壇將從廣受關注的IVD行業政策與戰略發展、醫學實驗室發展探索、前沿體外診斷技術臨床應用聚焦等角度著手，為相關人士提供技術與應用的廣闊交流平臺。此論壇是生博會上眾多論壇之一，同期還有其他10余個論壇。