
(一)生化診斷試劑概述
臨床生化是在人體正常生物化學的基礎上,研究病理狀態(tài)下生物化學的改變,通過分析相關(guān)代謝物的變化,尋找特征性標志物,建立相應的檢測方法,為疾病預防、診斷、治療和預后提供生物化學信息和決策依據(jù)。
生化診斷是指利用Lamber-Beer定律,通過各種生物化學反應在體外測定各種無機元素、蛋白和非蛋白氮以及酶、糖、脂等生化指標的體外診斷方法,我們常用的肝功能、腎功能、血糖、血脂等檢查項目就屬于生化診斷。
臨床生化診斷試劑與生化分析儀結(jié)合起來使用,應用化學、酶學、免疫學等相關(guān)技術(shù)原理,診斷人體相關(guān)的臨床生化指標。通過試劑與相關(guān)待測物的特異反應,給出特定的光學信號,由生化儀記錄,與校準品進行比較給出相關(guān)待測物的水平。生化診斷是目前最常用的體外診斷方法之一,也是國內(nèi)外發(fā)展最早、最成熟的IVD細分領(lǐng)域。
(二)生化診斷試劑技術(shù)
臨床生物化學方法的進展主要源于生物化學、分析化學等基礎研究及電子計算機等高新技術(shù)的發(fā)展。臨床生物化學已從過去的手工滴定、化合物顏色反應進入一個全新的自動化微量分析時代。主要使用的生化試劑技術(shù)有:
1.生化分離與分析技術(shù)
近20年來生化分析發(fā)展快速。光譜技術(shù)已從單一的比色法發(fā)展為分光光度法、透射比濁法、原子吸收和火焰發(fā)射光譜法、分子熒光光譜法。分離技術(shù)除了一般的離心和超離心技術(shù)外,在層析和電泳技術(shù)方面有更廣泛的發(fā)展和應用。層析技術(shù)如薄層層析、凝膠層析、離心交換層析、親和層析、氣相層析、高效液相色譜(HPLC)等應用也越來越廣泛,特別是HPLC以其快速、高分辨率在微量代謝物、藥物檢測方面更勝一籌。電泳技術(shù)中紙電泳、醋酸纖維膜電泳的應用已明顯減少,瓊脂糖電泳和聚丙烯酰胺凝膠電泳(PAG)在蛋白質(zhì)分離方面的應用增多。等電聚膠電泳、毛細管電泳也在某些臨床化學實驗室開展。
2.自動分析與酶法分析
30年前,我國臨床主要采用固定時間測定酶活性,而近20年我國臨床生化檢測跨越了國外采用分光光度法連續(xù)監(jiān)測酶活性的手工階段,而一步到位引進自動生化分析儀采用動力學法連續(xù)監(jiān)測酶活性。新方法的采用,使可分析的酶范圍擴大,測定準確度和精密度提高,為臨床提供更廣泛的信息;同時自動化分析促進了酶法對代謝物測定的研究與應用,許多體內(nèi)的生化反應被模擬,過去采用強堿、強酸、火焰等比較激烈的化學反應被摒棄,代之以溫和、快捷、無污染的代謝物酶法測定。離子選擇電極的應用日益增多,并作為模塊組合參與自動化分析。干化學分析由于具有簡便、快捷、準確的優(yōu)點,也在國內(nèi)的許多實驗室,特別是急診室廣泛采用。
3.免疫化學分析
我國70年代開展了放射免疫分析,建立了甲胎蛋白、人絨毛膜促性腺激素、胰島素的放免測定技術(shù)。近20年來,隨著免疫學研究的進展,特別是80年代單克隆抗體制備技術(shù)的廣泛應用,免疫濁度法、酶免疫等檢測技術(shù)迅速發(fā)展,臨床化學、免疫學學科與技術(shù)之間的交叉和相互滲透,使越來越多的臨床化學檢驗采用了免疫學技術(shù),如ApoAI,ApoB等載脂蛋白,脂蛋白(a)、磷酸肌酸激酶同工酶、肌紅蛋白、肌鈣蛋白、微量白蛋白、前白蛋白、轉(zhuǎn)鐵蛋白、α1-微球蛋白、銅藍蛋白等特種蛋白的測定,多種激素和治療藥物的測定也可采用免疫化學方法。
(三)生化診斷試劑分類
生化診斷是最早實現(xiàn)自動化的檢測手段,也是目前最常用的體外診斷方法之一,常用臨床生化試劑有以下幾種分類方式:
1.按臨床性質(zhì)分類
(1)肝功能檢測項目:丙氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶(ALT)、天門冬氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶(AST)、堿性磷酸酶(ALP)、γ-谷氨酰轉(zhuǎn)移酶(γ-GT)、膽堿脂酶(CHE)、總膽紅素(TBIL)、直接膽紅素(DBIL)、總膽汁酸(TBA)、谷氨酸脫氫酶(GLDH)、腺苷脫氨酶(ADA)、5’-核苷酸酶(5’-NT)、α-L-巖藻糖苷酶(AFU)、前白蛋白(PA)等。
(2)腎功能檢測項目:尿素(Urea)、尿酸(UA)、肌酐(CREA)、胱抑素C(CYCS)、α1-微球蛋白(α1-MG)、β2-微球蛋白(β2-MG)、視黃醇結(jié)合蛋白(RBP)、尿總蛋白(UTP)、尿轉(zhuǎn)鐵蛋白(UTRF)、尿微量白蛋白(MALB)等。
(3)糖代謝檢測項目:葡萄糖(Glu)、糖化血紅蛋白(HbA1c)、糖化白蛋白(GA)、果糖胺(FMN)等。
(4)血脂檢測項目:膽固醇(TC)、甘油三酯(TG)、高密度脂蛋白膽固醇(HDL-C)、低密度脂蛋白膽固醇(LDL-C)、載脂蛋白A1(ApoAⅠ)、載脂蛋白B(ApoB)、脂蛋白(a)(Lp(a))、載脂蛋白E(APOE)等。
(5)心血管疾病檢測項目:肌酸激酶(CK)、肌酸激酶同工酶(CKMB)、肌紅蛋白(Mb)、肌鈣蛋白(cTnI)、同型半胱氨酸(Hcy)等。
(6)胰腺疾病檢測項目:α-淀粉酶(AMY)、胰淀粉酶(PAMY)、脂肪酶(LPS)等。
(7)微量元素:鈣(Ca)、氯(Cl)、鎂(Mg)、無機磷(P)、二氧化碳(CO2)、鋅(Zn)、鐵(Fe)等。
(8)免疫性檢測項目:免疫球蛋白G(IgG)、免疫球蛋白A(IgA)、免疫球蛋白M(IgM)、補體C3(C3)、補體C4(C4)、免疫球蛋白D(IgD)、C反應蛋白(CRP)、超敏C反應蛋白(HS-CRP)、免疫球蛋白E(IgE)等。
(9)其他檢測項目:乳酸(LA)、卡馬西平(CRA)、乙醇(ALC)等。
2.按化學性質(zhì)分類
(1)酶類:丙氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶(ALT)、天門冬氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶(AST)、堿性磷酸酶(ALP)、γ-谷氨酰轉(zhuǎn)移酶(γ-GT)、膽堿脂酶(CHE)、谷氨酸脫氫酶(GLDH)、腺苷脫氨酶(ADA)、5-核苷酸酶(5’-NT)、α-L-巖藻糖苷酶(AFU)、肌酸激酶(CK)、肌酸激酶MB同工酶(CKMB)、α-淀粉酶(AMY)、胰淀粉酶(PAMY)、脂肪酶(LPS)等。
(2)底物代謝類:膽固醇(TC)、甘油三酯(TG)、高密度脂蛋白膽固醇(HDL-C)、低密度脂蛋白膽固醇(LDL-C)、尿酸(UA)、葡萄糖(Glu)、總蛋白(TP)、總膽紅素(TBIL)、直接膽紅素(DBIL)、二氧化碳(CO2)等。
(3)無機離子類:鈣(Ca)、氯(Cl)、鎂(Mg)、無機磷(P)、鋅(Zn)、鐵(Fe)等。
(4)特種蛋白類:免疫球蛋白G(IgG)、免疫球蛋白A(IgA)、免疫球蛋白M(IgM)、補體C3(C3)、補體C4(C4)、免疫球蛋白D(IgD)、載脂蛋白A1(ApoAⅠ)、載脂蛋白B(ApoB)等。
(四)生化診斷試劑發(fā)展歷程
截止至今,臨床生化試劑的研發(fā)與生產(chǎn)大致經(jīng)歷了四個階段:
20世紀40/50年代——自行配制的簡單試劑;
20世紀50/60年代——組合生化試劑;
20世紀70/80年代——干粉型生化試劑;
20世紀90年代以后的全液體型生化試劑。
中國生化試劑診斷產(chǎn)業(yè)真正開始發(fā)展于20世紀70、80年代,經(jīng)歷30多年的發(fā)展,從無到有,從弱到強,現(xiàn)已具備產(chǎn)業(yè)規(guī)模發(fā)展條件并進入高速發(fā)展階段。
1.發(fā)展初期
中國的體外診斷事業(yè)始于70年代末。當時,我國的體外診斷產(chǎn)業(yè)基礎幾乎為“零”,產(chǎn)品方面:僅有用于“三大常規(guī)”的簡單稀釋液和染液及用于肝功能項目中“比濁管”(方法已淘汰)的生產(chǎn)。當時的生產(chǎn)單位只有為數(shù)不多的幾家醫(yī)化所和試劑站,如上海醫(yī)化所是最早自包被“二對半”供應商;江蘇金壇衛(wèi)校試劑站的主要產(chǎn)品為瑞氏染液、白細胞稀釋液、肝功能比濁管、黃疸比濁管及簡單的常規(guī)手工試劑;安徽宿州市醫(yī)學檢驗中心生產(chǎn)的醫(yī)學檢驗箱內(nèi)配顯微鏡、白細胞稀釋液、血小板稀釋液等。當時檢驗科開展的全部項目幾乎全是實驗室自配。
2.開始起步
1978年黨的第十一屆三中全會后,正式確立了對內(nèi)改革、對外開放的政策,生化試劑行業(yè)也開始走向春天。進入80年代后,在全國范圍內(nèi),陸續(xù)出現(xiàn)了一些作坊式的、非主營的體外診斷試劑生產(chǎn)企業(yè),如:上海湖南化劑室是1974年成立的,前身是一個紙盒組,到1983年職工增加到20名,是當時生產(chǎn)生化試劑的專業(yè)單位,當時80%的職工是青年,文化程度最高的是兩個高中生。在當時沒有技術(shù)、資料、設備、資金的情況下,他們通過各種方法和途徑開發(fā)新產(chǎn)品,從無到有,逐步增加到20個品種,主要生產(chǎn)類風濕膠乳和蛋白電泳用麗春紅染液。有些產(chǎn)品是全國獨家生產(chǎn)的,填補了國內(nèi)空白。
生產(chǎn)手工化學法常規(guī)試劑盒的廠家有北京化工廠試劑分廠、武漢傳染病院、北京肝炎中心、湖北生物工程研究所、江蘇金壇試劑站等,全國生產(chǎn)、經(jīng)營體外診斷產(chǎn)品的單位僅幾十家,臨床檢驗所需試劑僅有極少數(shù)的部分商品化試劑,且生產(chǎn)規(guī)模小,產(chǎn)品單一。
雖然80年代初期的體外診斷生產(chǎn)企業(yè)和經(jīng)營單位規(guī)模較小,但部分專家學者和企業(yè)家們已經(jīng)意識到體外診斷產(chǎn)業(yè)發(fā)展的廣闊未來。1982年衛(wèi)生部臨床檢驗中心成立,隨后,各省市臨床檢驗中心也相繼成立。各地臨檢中心的成立為全國體外診斷產(chǎn)業(yè)的形成和發(fā)展起到了極大地推動促進作用。在各地臨檢中心相繼成立的同時,我國的體外診斷產(chǎn)品研制與引進也在快速起步。
3.蓬勃發(fā)展
進入90年代,一大批體外診斷生產(chǎn)企業(yè)和進口代理企業(yè)如雨后春筍般的不斷涌現(xiàn)。伴隨著生產(chǎn)企業(yè)增加和臨床檢驗對商品化試劑需求的猛烈增長,體外診斷經(jīng)營企業(yè)也得到了高速發(fā)展的時代機遇。生化試劑行業(yè)也開始變得異;钴S,很多企業(yè)成長起來并得到快速發(fā)展。生化生產(chǎn)線日益豐富成熟的同時,各企業(yè)也朝著多方面(生化儀器、免疫試劑等)進行擴張。
1998年3月國家藥品監(jiān)督管理局正式成立,其后我國的體外診斷產(chǎn)業(yè)(生產(chǎn)、經(jīng)營)逐漸步入法制化的發(fā)展軌道,體外診斷產(chǎn)業(yè)已在業(yè)界獲得廣泛共識。
1999年4月由宋海波同志撰寫的首篇涉及商品化體外診斷試劑管理的論文《臨床檢驗質(zhì)控管理及批批檢試劑使用評價》的論文在《中華醫(yī)院管理》雜志第15卷第四期發(fā)表,標志著我國商品化的體外診斷試劑已經(jīng)步入正規(guī)化、法制化的國家管理層面。
4.走向成熟
走進21世紀,我國生化診斷產(chǎn)業(yè)進入成熟階段,在如今的生化試劑生產(chǎn)企業(yè)中,涌現(xiàn)出一大批民族的、優(yōu)秀的可與國際知名廠商比擬的企業(yè),如:北京九強、北京利德曼、上海科華、寧波美康等。幾十年來我國生化診斷產(chǎn)業(yè)從零起步,在不斷成長、進步,目前已走出國門走向世界。
(五)生化診斷試劑市場容量
生化診斷試劑是我國體外診斷試劑的主要類別之一,占據(jù)生化市場份額可達到70%左右。
國內(nèi)市場生化診斷試劑國產(chǎn)化已相對成熟。經(jīng)過多年發(fā)展,我國在生化診斷試劑領(lǐng)域的自主創(chuàng)新能力已顯著提升,整體技術(shù)水平已基本達到國際同期水平,目前約三分之二的市場份額已由國產(chǎn)品牌占據(jù),同時涌現(xiàn)出了一些具備與國際巨頭競爭的企業(yè),主要有美康生物、利德曼、中生北控、北京九強、科華生物、四川邁克等。但由于國內(nèi)一線城市三級醫(yī)院配置進口高速生化分析儀較多,且進口產(chǎn)品在技術(shù)和質(zhì)量方面仍具備一定優(yōu)勢,因此目前在一線城市三級醫(yī)院等高端市場國外企業(yè),如羅氏、貝克曼等仍占主導優(yōu)勢,國際品牌日立、貝克曼、羅氏、西門子四個廠家占據(jù)了全國生化產(chǎn)品30%以上的市場份額。由于生化試劑技術(shù)門檻相對較低以及生化分析儀的開放性,國產(chǎn)生化診斷產(chǎn)品逐步完成進口產(chǎn)品的替代。
生化試劑領(lǐng)域貝克曼、羅氏市場較穩(wěn)定,其它生化試劑生產(chǎn)企業(yè)如寧波美康、九強、利德曼、中生北控等傳統(tǒng)業(yè)務增長乏力,寧波美康、九強生物等企業(yè)采用并購、共建實驗室等方式積極拓展業(yè)務,增加銷售手段。
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