中國體外診斷技術發(fā)展的歷史進程

邢菁華

隨著中國經(jīng)濟的快速增長，體外診斷技術也在不斷地發(fā)展與創(chuàng)新。建國后至20世紀70年代，中國的檢驗試劑基本由醫(yī)院檢驗科人員根據(jù)需要自行配制，技術上也是最簡單的細胞形態(tài)學和手動低端生化診斷。此時，中國體外診斷的技術水平極大地阻礙了體外診斷產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展道路，與世界先進水平有很大的差距。20世紀70年代末，中國進入了改革開放的新時期，國外先進設備和技術開始引入中國，同時加強和提高了自主創(chuàng)新能力，中國的體外診斷技術水平逐步得到提高，經(jīng)歷了從細胞形態(tài)學診斷、生化診斷、免疫診斷到分子診斷的發(fā)展過程。

如今，隨著國內體外診斷技術及其產(chǎn)品質量的進一步提升，部分診斷試劑和儀器替代了進口產(chǎn)品，中國已經(jīng)發(fā)展成為全球體外診斷市場增長率最快的國家之一。在這六十多年的進程中，不同時期所經(jīng)歷的技術里程碑，以及涉及的重要人物和事件均是值得記錄的，正是有了他們才構成了中國體外診斷產(chǎn)業(yè)由小到大、由弱變強的發(fā)展歷程。下面就體外診斷每個時代的特征、代表性的技術和重要開拓者進行闡述。

1 新中國成立至20世紀70年代：體外診斷原始萌芽時代

1.1 新中國成立至20世紀60年代 中國自1949年建國以來，體外診斷的發(fā)展經(jīng)歷了六十多個春秋。20世紀40年代，國內很多醫(yī)院未設立檢驗科，當時中國還沒有自己的檢驗學專業(yè)。

20世紀50年代初，我國各醫(yī)院檢驗科的臨床檢驗項目大多限于血、尿、便三大常規(guī)和一般的體液檢驗。當時的檢驗設備極其簡陋和原始，檢驗人員主要依靠顯微鏡、試管、吸管、比濁管、目光比色計，通過原始手工作坊式的操作，做最基本的形態(tài)學檢驗。當時最高級的生化檢驗項目就是轉氨酶檢測，且僅在大醫(yī)院才有此檢測項目。二氧化碳結合率測定均為手工滴定；血糖測定是用目光比色計與標準管比色計算；肝功能、腎功能指標檢測均根據(jù)反應管所顯的濁度大小或顏色深淺，直接用目光與預先配制的系列標準管比較后得出結果，試驗精密度比較差。這個時期，北京協(xié)和醫(yī)學院謝少文教授在朝鮮戰(zhàn)役中主持反細菌戰(zhàn)東北調查團的實驗室鑒定工作，受到國務院嘉獎，其也是我國醫(yī)學微生物學最早的奠基人之一［1］。蔡宏道教授建國前赴美國得克薩斯州布魯克醫(yī)學中心進修臨床檢驗學，建國后其被任命為上海同濟大學醫(yī)學院副教授兼附屬醫(yī)院檢驗科主任。在此期間，其與孔祥云等合著了《實用臨床檢驗學》，共4冊，計270萬字。這是中國臨床檢驗方法學方面最完善實用的專著，是中國第一套大型臨床檢驗參考書［2］。

20世紀50年代后期，李健齋教授潛心研究微量快速的電解質測定方法并引用血氣分析，1960年建立了結合科研與常規(guī)檢驗的國內第一個臨床生化科，并于1962年創(chuàng)辦首個臨床生化大專班，是新中國第一代臨床生化領域的開拓者［3］。1959年，北京醫(yī)院最先引進了瑞典生產(chǎn)的電子管血球計數(shù)儀用于“紅白血球”計數(shù)。1964年，上海工程師張根福通過對進口儀器的剖析，參考國外文獻并與國內科研單位協(xié)作，研制出我國第一臺電子管血球計數(shù)儀。隨后南京、濟南、遼寧均有此類國產(chǎn)、合資產(chǎn)品問世，但最終因儀器質量問題未能在國內持久應用［4］。

1966—1976年，我國臨床生化檢驗基本處于停滯階段，而這一時期國際上由于生化分離分析技術、免疫化學技術、化學發(fā)光技術以及電子計算機技術的迅猛發(fā)展，臨床生化檢驗技術突飛猛進，此時我國與國外臨床化學檢驗水平拉大了距離［5］。在這個動蕩的時代，國內很多醫(yī)學雜志被迫?？?，而國外醫(yī)學發(fā)展卻日新月異。我國著名的醫(yī)學檢驗專家，解放軍醫(yī)學科學技術委員會終身榮譽顧問朱忠勇教授卻沒有停下來，由其主編出版的《實用臨床醫(yī)學檢驗》填補了此時期醫(yī)學檢驗專著的空白［6］。

1.2 20世紀70年代 20世紀70年代免疫學已經(jīng)開始萌芽發(fā)展了，這源于中國特殊的歷史環(huán)境。20世紀70年代中國迎來生育高峰，此時人口數(shù)量劇增，但當時醫(yī)療衛(wèi)生體制缺乏科學管理，通過未經(jīng)仔細消毒的醫(yī)療器械、輸血獻血、母嬰垂直感染三個主要渠道，使得中國成為了乙型肝炎發(fā)病的大國。經(jīng)過歷史的衛(wèi)生大變革，人們開始逐漸了解病原體感染和免疫相關知識，同時在科研開拓者的推動下，以抗原抗體特異反映的免疫診斷方法應運而生。此時在中國的一南一北分別有兩位關鍵性人物在推動著中國早期免疫學的發(fā)展，他們分別是北京大學人民醫(yī)院的陶其敏教授和上海第二軍醫(yī)大學的孔憲濤教授。

陶其敏教授在1973年10月自行研制出中國第一套乙型肝炎檢測血凝法試劑盒，開啟中國病毒抗原-抗體免疫檢測時代。當時的中國不具備疫苗敏感性和安全性試驗的條件，陶其敏教授為了疫苗早日應用于人體，毅然在自己的手臂接種了第一支乙型肝炎疫苗［7］。1975年7月其又研制成功了我國第一代血源性“乙型肝炎疫苗”，并帶領團隊在中國以肝病研究為基礎的免疫學領域做出了偉大的貢獻。

孔憲濤教授也是我國臨床免疫學的開拓者，在免疫球蛋白分子病這一新領域，五年內制備了40余種新試劑，完善了球蛋白分子病的診斷技術?？讘棟淌谟?977年發(fā)現(xiàn)我國首例免疫球蛋白輕鏈病患者，并在之后的五年內連續(xù)發(fā)現(xiàn)γ重鏈病、IgA半分子病和μ重鏈病患者，是我國免疫球蛋白分子病診斷的奠基人。

1978年中國迎來了改革開放的新時代，體外診斷的發(fā)展也迎來了新高潮。在我國檢驗醫(yī)學界一批臨床診斷專家葉應嫵、陶義訓、李健齋、文慶成、楊振華、王毓山等著書立說，編寫“臨床生化檢驗”“臨床化學診斷方法大全”等生化著作，中華醫(yī)學會創(chuàng)辦了由葉應嫵主編的《中華醫(yī)學檢驗雜志》［8］，從而奠定了臨床生化檢驗的理論基礎。在葉應嫵教授和全國各地檢驗老前輩共同努力下，1979年中華醫(yī)學會第一屆檢驗分會在吉林市成立。

2 20世紀80年代：體外診斷規(guī)范標準化時代

2.1 時代特征 20世紀80年代，中國體外診斷的發(fā)展亮點就是檢驗結果質量控制進入了標準化時期，并逐步與國際接軌，1984年2月，國務院發(fā)布了《關于在我國統(tǒng)一實行法定計量單位的命令》，規(guī)定檢驗報告計量格式［9］，全國范圍內開始實施檢驗結果的質量管理、建立室內質控、室間質評，中國的體外診斷開始走向規(guī)范化、標準化的發(fā)展道路。

這個時期的檢驗設備以半自動化為主，大醫(yī)院開始引入自動化檢驗設備。血液分析的檢測方法不斷創(chuàng)新，檢測參數(shù)顯著增多，突出表現(xiàn)在白細胞分類技術的“百花齊放”。三分類血液分析儀器引進并應用于臨床，半自動干化學尿液分析儀，半自動酶標儀引入醫(yī)院，并迅速在臨床普及。高等醫(yī)學院校已開設檢驗專業(yè)大學本科教育，具有高等專業(yè)教育的檢驗醫(yī)學人才開始進入各醫(yī)院臨床檢驗科室［10］。

2.2 主要代表技術及人物 人們常說：“機會是留給有準備的人”?；仡櫄v史，經(jīng)常能從具體的案例或者事件得以驗證。1946年葉應嫵教授畢業(yè)于上海醫(yī)學院醫(yī)療系，從20世紀40年代，其即開始步入檢驗醫(yī)學領域，在原衛(wèi)生部北京醫(yī)院開始了一系列的開拓性工作。1951年朝鮮戰(zhàn)爭爆發(fā)，葉應嫵教授正好作為反細菌戰(zhàn)爭專家，奔赴朝鮮前線從事細菌檢測和鑒定工作。回國后，從1954年起她開始擔任北京醫(yī)院檢驗科主任。20世紀70年代末，隨著中國的改革開放，鑒于當時國內臨床檢驗缺乏質量控制意識的急迫狀況，在原衛(wèi)生部和世界衛(wèi)生組織的指導和支持下，選派葉應嫵教授組織籌建原衛(wèi)生部臨床檢驗中心，經(jīng)過精心籌備和艱苦的準備工作，1982年原衛(wèi)生部臨床檢驗中心正式成立，葉應嫵教授擔任中心主任［11］。她為國內外臨床檢驗質量控制方法和質量管理經(jīng)驗的交流建立了平臺，率先將國外臨床化學實驗室室間質量評價和室內質量控制的概念和方法引入國內的臨床檢驗，創(chuàng)立了符合中國實際的臨床檢驗室間質量評價的方法，使國內臨床檢驗開始走上規(guī)范化和標準化的道路。同時，她還承擔國家原衛(wèi)生部委托的任務，為原衛(wèi)生部頒布的“首批淘汰35項臨床檢驗項目方法的規(guī)定”實施全面的技術準備工作［12］。

隨后，全國各省、直轄市、自治區(qū)臨床檢驗中心相繼成立，質量控制的理念通過這些機構得以向基層醫(yī)療和采供血機構的實驗室延伸，極大地促進了我國檢驗醫(yī)學事業(yè)的規(guī)范化和標準化發(fā)展進程，提高了我國臨床檢驗的質量和水平，這在中國體外診斷的發(fā)展歷程中具有里程碑意義。

葉應嫵教授還通過世界衛(wèi)生組織，在中國舉辦有關檢驗科質量管理的培訓班。邀請國外檢驗專家來華傳授檢驗新知識、新理念，將國際上先進的質量管理的理念和方法引進到中國。至此國際的質量管理標準、自動化設備和國外先進技術開始逐步引進中國。

隨著免疫學的發(fā)展，許多免疫學檢測從實驗室研究進入臨床檢驗診斷應用階段，酶聯(lián)免疫標記技術作為實驗室檢測手段在國內迅速普及。在這方面，北京大學人民醫(yī)院陶其敏教授功不可沒，其所在的肝炎實驗室研究取得了重大突破并在國內建立和推廣“兩對半”檢測方法，率先引進并使用酶標儀，建議國家原衛(wèi)生部發(fā)文要求全國推廣酶標技術，將免疫學從反向凝集試驗推到了酶標自動化檢查，由此推動了國內半自動生化儀發(fā)展［13］。而此時，上海市醫(yī)學化驗所（現(xiàn)上海市臨床檢驗中心）的陶義訓教授在免疫診斷研究工作中也取得了較為顯著成績，其主持研究開發(fā)的化學交聯(lián)膠乳免疫凝集試驗、肝炎標志酶免疫測定、單克隆抗體妊娠試驗和膠體金膜固相免疫測定等，在國內均居先進水平［14］。

3 20世紀90年代：體外診斷大發(fā)展的孕育時代

3.1 時代特征 20世紀90年代是體外診斷大發(fā)展的前期。這個時期的體外診斷技術設備開始實現(xiàn)自動化，大量全自動化技術設備引入，臨床微生物檢測實現(xiàn)了全自動化，其中五分類血細胞分析儀引入檢驗科，中/高速生化分析儀器進入國內醫(yī)院，PCR技術開始在醫(yī)院檢驗科開展，臨床微生物檢驗設備（自動血培養(yǎng)、細菌鑒定、藥敏鑒定技術和儀器）開始在國內應用。

改革開放使得出國留學的人數(shù)增加。一些學科帶頭人對學科發(fā)展和管理知識的迫切需求，國外留學歸國和具有研究生學歷的專業(yè)人才開始進入檢驗醫(yī)學領域，并逐步實現(xiàn)國內檢驗專業(yè)研究生培養(yǎng)教育。

3.2 主要代表技術 20世紀90年代，隨著國民經(jīng)濟的快速發(fā)展，國家對衛(wèi)生事業(yè)的投入增多，各國的自動化儀器涌入中國市場，中/高速全自動生化儀、“三分群”血細胞分析儀逐步進入縣級以上醫(yī)院，“五分類”基本進入省級醫(yī)院，重大傳染病特別是中國這樣的肝炎大國對肝炎的研究進展極大地促進了免疫學檢驗的發(fā)展。從“兩對半”、核酸定量到PCR技術的發(fā)展都從肝炎指標的檢測開始著手的，隨后是酶標技術，之后又發(fā)展到發(fā)光技術。酶標技術只能做大分子檢驗，發(fā)光技術可以精確到小分子檢驗。免疫發(fā)光技術就此開始起步，并得到迅速發(fā)展。在這期間，楊振華教授在研究同工酶臨床價值的基礎上，又進一步對心肌肌鈣蛋白T作為心肌損傷指標進行了深入研究,并應用于臨床診斷,對判斷不穩(wěn)定型心絞痛的預后和缺血性心臟病的診斷與治療具有重要的臨床意義。楊振華教授向全國推薦使用臨床酶學標準化方法,為我國酶學臨床應用、標準化、規(guī)范化、質量控制和臨床應用做出了重要貢獻［15］。

此時，受國際上PCR技術推廣應用的影響，中國的分子診斷技術也得到很快發(fā)展，一些PCR技術進入大醫(yī)院實驗室。但在20世紀90年代中期，中國分子診斷技術發(fā)展出現(xiàn)了一個嚴重問題，PCR技術在臨床實驗室缺乏嚴格管理，導致大量檢測結果假陽性［16］。1998年4月原衛(wèi)生部發(fā)文〔衛(wèi)醫(yī)政發(fā)（1998）第9號〕暫停了臨床基因擴增相關檢測，后經(jīng)過相關專家組商討決議，2002年1月原衛(wèi)生部就臨床基因擴增檢測發(fā)布實驗室管理暫行辦法〔衛(wèi)醫(yī)發(fā)（2002）10號〕［17］，分子診斷技術回到了理性發(fā)展的軌道。

1998年上海和北京分別成立了南方基因中心和北方基因中心，中國人類基因組計劃在楊煥明、吳旻、強伯勤、陳竺的倡導下，于1999年9月正式參與了國際人類基因組計劃。中國承擔其中1%的任務，即人類3號染色體短臂上約3 000萬個堿基對的測序任務，成為參加這項研究計劃的唯一發(fā)展中國家［18］。分子診斷由此從關注單個基因轉向關注整個人類基因組，為21世紀的分子診斷大發(fā)展奠定了基礎。

4 21世紀初葉前十年：體外診斷現(xiàn)代化發(fā)展時代

4.1 時代特征 21世紀，體外診斷開始走向現(xiàn)代化的發(fā)展道路。智能化、自動化的檢驗流水線引入，信息化、網(wǎng)絡化和國際化：ISO15189和GB/T22586普及，臨床實驗室進入國際化標準，技術裝備向兩極化發(fā)展，即大型自動化、智能化和微型化及即時化（POCT）。人才教育上有明顯提升，檢驗專業(yè)碩士研究生和博士研究生教育普及，崗位更加專業(yè)化和專家化，在臨床醫(yī)學中占有重要地位。從“醫(yī)學檢驗”到“檢驗醫(yī)學”的理念深入普及，為學科發(fā)展奠定了巨大空間。

4.2 主要代表技術 流式技術引入到體外診斷中，流式細胞儀的出現(xiàn)加速了血液免疫技術在常規(guī)臨床實驗室的應用進程。凝血試驗自動化儀器的應用使得凝血自動化與各類血小板分析技術結合，為出凝血性疾病的診斷與治療提供了新手段，尿沉渣數(shù)字化形態(tài)分析儀的應用，推動了體液（包括胸腹腔積液、糞便等）檢測全程自動化分析。此時IT技術進入了體外診斷，實現(xiàn)了數(shù)字化和網(wǎng)絡化管理的新時代。POCT即時診斷發(fā)展方心未艾。分子診斷技術加速發(fā)展，核酸、蛋白質分析技術在檢驗科諸多臨床專業(yè)領域應用。各類免疫發(fā)光分析儀，通過現(xiàn)代免疫檢測技術的應用，提高了免疫性疾病的臨床診斷和治療水平。蛋白飛行質譜技術、分子生物學技術為臨床微生物等檢測分析提供了特異手段。

21世紀前十年發(fā)展較快的還有POCT即時診斷，可穿戴的POCT和網(wǎng)絡結合形成了智慧醫(yī)療。20世紀末基因組學打下的基礎，使得分子診斷、核酸、蛋白質等技術得到了發(fā)展。核酸檢測和大數(shù)據(jù)的結合，進而產(chǎn)生了精準醫(yī)療。同時伴隨著體外診斷產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，化學發(fā)光免疫儀器加速研發(fā)生產(chǎn)。

這個時期，中國人民解放軍總醫(yī)院的叢玉隆教授在實驗室標準化、規(guī)范化、國際化管理方面進行了深入的研究和探索，其創(chuàng)建了《醫(yī)學實驗室全面質量管理體系圖》，并在2005年5月領導中國人民解放軍總醫(yī)院臨床檢驗科率先通過了ISO15189認證［19］。叢玉隆教授推動的出血、凝血因子測定方法在實驗室檢測中得以應用，在全國迅速實現(xiàn)自動化凝血測定方法，并將自動化軟件引入了實驗室，實現(xiàn)了現(xiàn)代化的檢驗管理模式。在中國體外診斷中引入了互聯(lián)網(wǎng)+專家診斷系統(tǒng)相結合的概念，從而將IT技術帶入實驗室，引領了中國體外診斷自動化發(fā)展。叢玉隆教授為整個檢驗學科的建設做出了卓越貢獻，是中國體外診斷發(fā)展歷程中承上啟下的里程碑式人物。

5 21世紀第二個十年開始至今：體外診斷進入全新的里程碑

中國體外診斷的發(fā)展進入第四次工業(yè)革命的新里程碑。如果說前三次工業(yè)革命使得人類發(fā)展進入了空前繁榮的時代，與此同時，也造成了巨大的能源、資源消耗，付出了巨大的環(huán)境代價。第四次工業(yè)革命，推動了體外診斷向著智能化、互聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)、人工機器人、3D打印，以這些為核心的智能化技術給體外診斷產(chǎn)業(yè)帶來了新機遇、新理念，實驗室從自動化向信息化、智能化、“綠色實驗室”方向逐步發(fā)展。

其次，就是醫(yī)改對體外診斷的發(fā)展帶來新的挑戰(zhàn)。在降低成本的基礎上，加速核心技術的自主研發(fā)，實現(xiàn)進口替代才是中國體外診斷技術的核心。

再次，新概念新模式的崛起，轉化醫(yī)學帶來的精準醫(yī)療，將會改變體外診斷管理和發(fā)展模式的全新變化。運用生物信息與大數(shù)據(jù)的發(fā)展，精準醫(yī)療成為了一個新的醫(yī)療模式，這種對不同患者最終實現(xiàn)個性化的治療方案將對未來體外診斷的發(fā)展提出全新的挑戰(zhàn)。

最后，技術研發(fā)的全球競爭格局，市場已不是單方向，而是多元的、多廣度的、多維度的全新競爭格局。

6 小結

貫穿整個20世紀中期到現(xiàn)在，中國的體外診斷技術從細胞形態(tài)學發(fā)展到今天的POCT即時診斷、精準醫(yī)療的大數(shù)據(jù)時代。學科理念從“醫(yī)學檢驗”向“檢驗醫(yī)學”觀念的轉變。在這六十多年的歷史進程中，醫(yī)學者能真切地感受到老一輩科研工作者在檢驗醫(yī)學、教學和科研工作中付出的巨大貢獻。不同時代所賦予的不同特征下，新科學技術的應用極大推動了中國體外診斷產(chǎn)業(yè)化發(fā)展道路，并改變著今天人們與健康和疾病的關系。體外診斷技術正迎來歷史發(fā)展的新機遇，并將繼續(xù)改變著醫(yī)學的現(xiàn)在和未來。

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