深度解读体外诊断技术的研究现状

体外诊断技术(In Vitro Diagnosis，IVD)，是指在人体之外，通过对机体种包括血液、尿液等体液样本进行检测而获取相关临床诊断信息，从而帮助判断个体疾病或机体机能的服务和技术等。

我国体外诊断（IVD）发展起步较晚，1985年科学家们才研制了我国第一批国产生化诊断试剂；未来，传染病检测、慢性疾病检测和早期诊断等领域将是带动体外诊断市场发展的主要领域。而我国体外诊断市场5年后将增长10%，规模将超过100亿美元。

如今，全球科学家们在体外诊断研究领域取得了突破性的研究成果。近日，一项发表在国际杂志PNAS上的研究报告中（DOI： 10.1073/pnas.1618088114），来自普渡大学的研究人员通过研究在个体血浆中鉴别出了一系列蛋白质，当这些蛋白水平升高时就意味着个体会患癌症。未来科学家们或有望利用简单的血液检测手段来诊断和监测癌症患者，从而就能够降低或消除一些侵入性手段的使用。去年9月份，来自澳洲国立大学和法国的研究人员通过联合研究开发出了一种新型的血液检测技术，研究者通过检查患者血液中特定的同位素C-13和C-15的比例来帮助诊断乳腺癌，相比其它检测方法，比如活组织检查而言，这种新型的癌症诊断技术侵入性较低，而且价格低廉。

此前，发表在Nature Communication杂志上的一篇研究报告中（doi：10.1038/ncomms11906），来自加拿大多伦多大学的研究人员通过研究成功利用非侵入性的液体活检方法发现了前列腺癌的生物标记物，这种新型的体外诊断技术就能够在患者手术前帮助科学家们鉴别出侵袭性的前列腺癌。2016年12月份，斯坦福大学医学院的研究人员表示，对来自患者血液样本中肺癌细胞的基因进行特性分析或许是一种能够帮助医生选择准确合适疗法的廉价非侵入性手段（doi：10.1073/pnas.1608461113）。

为了发现可以用于胰腺癌检测的生物标记物，来自日本的研究人员决定对已经报道过在胰腺癌组织中高表达的基因进行分析，随着研究的深入，研究者利用两种类型的蛋白质组学方法检测了大量的临床样本，通过分析候选基因表达的蛋白在胰腺癌病人和健康人血液中的变化情况，最终研究者在130个候选蛋白中找到23个变化显着的蛋白质。而这些在血液中发现了的蛋白能够加强对胰腺癌的检测，当同传统的生物标记物进行结合后，其就能够帮助实现对早期胰腺癌的快速诊断（DOI：10.1371/journal.pone.0161009 ）。有研究人员认为，进行血液检测或许能够帮助肺癌病人快速选择最佳的治疗手段，研究人员通过研究发现，基于血液样本进行的基因组和蛋白组学检测对于肺癌病人的诊断有着非常重要的意义（DOI：10.1016/j.chest.2016.08.816 ）。

当然，研究人员还能够基于血液检测帮助诊断或改善其它多种疾病的治疗，基于血液来诊断阿尔兹海默氏症的研究非常具有前景，但研究者或许还需要再进行深入的研究，对携带多种特殊标志物的大规模人群进行调查研究，并且巩固他们的研究发现，从而开发出新型的诊断芯片。此前，澳大利亚的科学家们就开发出了一种能够检测帕金森症的新型血液检测方法，该检测方法的准确率高达95%；这种新型检测方法的工作机制是通过筛选血液中一种关键的生物标记物，从而帮助医生们在患者患病早期进行及时的诊断与治疗。2015年，刊登在国际杂志Science Translational Medicine上的一篇研究报告中（DOI：10.1126/scitranslmed.aac7551），科学家们就开发出一种具有高灵敏度的血液检测方法，其可以确定乳腺癌何时对标准激素治疗法产生抵抗，同时研究者们还发现这种检测方法能够指导病人如何进行进一步治疗。

此前，研究人员开发出了一种名为液体活检的新型检测方法，该方法可以捕获到肿瘤脱落进入血液的肿瘤细胞或DNA，从而替代了从肿瘤本身提取组织。当然关于这些检测方法的价值，现在还有很多不清楚的地方，但许多医生认为，这些检测方法是一个很大的进步，其或许能够帮助实现更多的病人的个体化治疗。

科学家们除了利用血液检测技术来帮助诊断多种人类疾病外，他们还开发出了多种基于尿液的新型检测技术，今年4月份，近日，在美国奥兰多举办的第99届内分泌学会会议上，来自杜克大学医学院的研究人员表示，他们在患糖尿病、肥胖的黑人青少年机体的尿液中发现了一种特殊的代谢标记物，这种新型标记物或有望帮助研究人员与有效预测青少年患2型糖尿病的风险。医学博士Pinar Gumus Balikcioglu表示，在进行了详细的代谢分析后，我们发现，相比非糖尿病的肥胖青少年而言，肥胖的2型糖尿病青少年机体中一种名为血清素的主要代谢产物水平发生了明显降低，同时，相比非糖尿病青少年而言，糖尿病青少年机体中多种其它代谢产物的水平上升了。

2017年3月份，发表在ACS Nano杂志上的一篇研究报告中（DOI：10.1021/acsnano.6b06131），来自韩国蔚山国家科学技术研究所的研究人员通过研究开发出了一种新技术，该技术能够有效在尿液或血液中有效鉴别出促进癌症发生的物质，文章中，研究人员开发出了一种集成的离心微流体平台（Exodisc），这种设备能够对尿液中的胞外膜泡(extracellular vesicles，EVs)进行分离。目前研究人员需要进行后期深入的研究来确定是否能够通过分析所收集的纳米颗粒就能够对包括癌症在内的多种疾病进行确定，我们希望本文中所开发的设备能够帮助推进当前肿瘤生物学相关的研究，并且加速利用基于胞外膜泡的液体活检技术来进行个体化疗法的开发。

此前，来自帝国理工学院等机构的研究人员通过研究开发了一种新型的尿液检测技术（doi：10.1016/S2213-8587(16)30419-3），或能帮助测定机体饮食的健康状况，研究者指出，利用五分钟的测试就能够对个体尿液中的生物学标记物进行测定，而这些生物学标记物是由个体摄入的食物破碎所产生的，比如红肉、鸡肉、鱼肉、水果和蔬菜等。研究者Gary Frost教授指出，所有营养和饮食研究中的主要缺点就是我们往往没有准确可靠的方法来测定人们对饮食的摄入情况，我们往往会仅凭个体给出的饮食记录来进行研究，但实际上研究表明，大约60%的人群都会在一定程度上错误报告其饮食的情况，本文研究中我们开发的新型检测手段或许就能够准确测定个体真正的饮食状况。

2016年，刊登在The Lancet杂志上的一篇研究报告中（doi：10.1016/S0140-6736(15)01092-2），来自南非开普敦大学等多家研究机构的研究人员在撒哈拉以南非洲地区的10家医院开展了一项研究，他们发现，利用简单的尿液结核测试就能够降低HIV病人的死亡率；论文通信作者Keertan Dheda教授解释道，“这是TB诊断性测试的首次临床试验，它证实死亡人数显着下降。这种死亡率下降可能是因为尿液测试与常规测试联合使用，从而导至更多的病人较早地开始接受TB治疗。”

世界上大约有170万女性患乳腺癌，同时乳腺癌有是女性常见的癌症之一，该病每年会造成超过52万人死亡，然而截止到目前研究人员一般是通过乳房x线摄影术或超声检查来进行乳腺组织癌症的检查诊断，但由于乳腺组织射线照射的暴露通常也会使得很多患者的疾病复发。来自弗莱堡大学的研究人员通过研究开发了一种新技术，其可以通过分析尿液样本来帮助检测乳腺癌，这种方法可以确定调节细胞代谢的分子microRNAs的水平，而通常在癌细胞中microRNAs的水平会失调；通过确定尿液中microRNAs的组成，研究人员就可以使得该技术诊断乳腺癌的成功率达到91%（doi：10.1186/s12885-015-1190-4）。

此前，科学家们表示，进行尿液分析或能帮助预测肥胖及相关的代谢疾病，研究人员对来自美国和英国对超过2000名志愿者的尿液样本进行了分析，他们发现29种不同代谢产物在尿液中的含量与个体体重指数具有相关性，并且这些差异性代谢产物相互之间可形成一个复杂网络将身体不同部位联系在一起。根据这些代谢标记物在不同人群中的含量可以预测肥胖及相关代谢性疾病的发生风险，研究者或能制定出个体化的干预策略。

近年来，科学家们利用机体的血液和尿液等样本开展了大量的研究，在体外诊断研究领域取得了多项重磅级研究成果，未来他们还将通过更为深入的研究和创新，开发出更多新型的体外诊断技术，帮助改善人类的健康，并且推动多种疾病新型个体化疗法的开发。

体外诊断技术近年来已成为医疗健康产业热门领域之一，在医疗行业中，IVD是市场较大、发展较快的重要细分领域。受医保控费影响，国内医疗机构药品加成逐步取消，诊断等医疗项目迎来新的发展空间。在这一背景下，IVD行业有望受益于医改的大趋势，保持较快的成长速度。质谱，先进测序技术、PCR、基因芯片等前沿IVD技术更是大有可为。虽然相对于国外的成熟市场，国内IVD市场呈现出基数小、增速快的特点，但是企业普遍规模小、品种少。前沿IVD技术在国内的发展仍然面临着较高门槛，如何突破技术瓶颈，拓宽临床应用空间等挑战始终严峻。与此同时，临床与独立检测实验室如何实现资源的有效整合与对接，在医改的大背景下显得更为重要。IVD行业的最新政策法规趋势与投资方向等议题也受到多方聚焦。由此，面临以上挑战与热议，第三届中国先进体外诊断技术与应用论坛将从广受关注的IVD行业政策与战略发展、医学实验室发展探索、前沿体外诊断技术临床应用聚焦等角度着手，为相关人士提供技术与应用的广阔交流平台。此论坛是生博会上众多论坛之一，同期还有其他10余个论坛。