【編者按】現(xiàn)代醫(yī)學(xué)的進步、醫(yī)療水平的提高,在治療技術(shù)和藥物研發(fā)力不斷提升的同時,也越來越依賴于醫(yī)學(xué)檢測技術(shù)進步。醫(yī)學(xué)檢測技術(shù)發(fā)展涉及生物學(xué)、化學(xué)、電子學(xué)、機械學(xué)、光學(xué)、人工智能等多學(xué)科的交叉發(fā)展。隨著各領(lǐng)域醫(yī)學(xué)檢測技術(shù)的發(fā)展,新型檢測技術(shù)不斷涌現(xiàn)。分子診斷POCT、基因芯片、液體活檢和質(zhì)譜檢測等新技術(shù)的應(yīng)用極大推動了現(xiàn)在醫(yī)療技術(shù)的提升。
本文發(fā)于新醫(yī)界,作者趙淳;經(jīng)億歐大健康編輯,供行業(yè)人士參考。
分子診斷POCT
分子診斷是目前體外診斷技術(shù)含量最高的領(lǐng)域,其精準度高、靈敏度高,是精準檢測的重要組成部分,其核心是基因檢測。POCT(即時檢驗),是指在病人旁邊進行的臨床檢測及床邊檢測,是當前體外診斷發(fā)展的熱門方向,具有樣本用量少、操作簡便、檢測快速的特點。特別是微流控芯片技術(shù)的發(fā)展為POCT的發(fā)展提供了更好的發(fā)展空間。
隨著檢測技術(shù)的進步和檢測需求的提高,特別是精準醫(yī)學(xué)的發(fā)展,分子診斷與POCT的結(jié)合成為未來的發(fā)展趨勢。通過一體化平臺,能夠便捷的采樣和及時的檢測,在2個小時內(nèi)完成樣本的處理和分析,使基因檢測也擁有即使檢驗的特點,實現(xiàn)精準快速的基因檢測。
由于分子診斷POCT技術(shù)難度高,布局該領(lǐng)域的公司數(shù)量有限,國外主要有丹納赫、羅氏、生物梅里埃和雅培,國內(nèi)則有萬孚生物、海爾生物等則通過投資有相關(guān)技術(shù)的企業(yè)進行布局。隨著微流控等前沿技術(shù)的發(fā)展,并結(jié)合精準醫(yī)學(xué)和分級診療的發(fā)展,分子診斷POCT類產(chǎn)品的市場潛力將會逐步釋放。
基因芯片
基因芯片是將序列已知的靶核苷酸探針固定于載體上,通過雜交測序獲得靶核酸序列的技術(shù)。基因芯片自動化程度高,檢測效率高,檢測通量也在不斷提高,只是成本相對偏高。與蛋白芯片相同,基因芯片也有固相芯片和液相芯片。
1、固相芯片
固相芯片是應(yīng)用的主流技術(shù),是將基因探針有序列的固定于硅片、玻片等支持物上,形成二維核酸陣列,代表公司有昂飛(Affymetrix,已被Thermo Fisher收購)、珀金埃爾默(PerkinElmer)、博奧、博得基因等。
2、液相芯片
液相芯片應(yīng)用較少,主要是將基因探針固定于熒光編碼的聚苯乙烯等高分子微球,熒光編碼不同的微球來實現(xiàn)指標分類,進而實現(xiàn)高通量分析,代表的公司主要是Luminex,最多可以有500種微球,國內(nèi)雖然也有廠家在開發(fā),但進度較慢。
隨著醫(yī)院接診量的不斷加大,檢驗自動化要求加大的同時,高通量檢測的需求也在不斷加大,基因芯片所提供的高通量檢測,既能提供高精度的檢測,又能同時檢測多項指標,還減少了樣本的用量,大大減輕了檢驗的工作量。通過合理配置不同的檢驗指標組合,來滿足大量的檢測需求,將來必將成為檢驗的大勢所趨。
液體活檢
液體活檢是近些年來發(fā)展起來的新技術(shù),通過檢測血液及體液中含有的腫瘤等相關(guān)疾病信息,來實現(xiàn)疾病的鑒定。
由于血液中含有脫落的腫瘤細胞和腫瘤細胞死亡后釋放的核酸以及其他分子,液體活檢主要利用細胞檢測和基因測序技術(shù)來檢測循環(huán)腫瘤細胞(CTCs)、循環(huán)腫瘤DNA(ctDNA)、外泌體、蛋白標記物及循環(huán)RNA等。主要應(yīng)用于腫瘤的早期篩查、預(yù)后、個性化治療、疾病檢測、用藥指導(dǎo)和無創(chuàng)產(chǎn)前檢測等。
與傳統(tǒng)組織活檢相比,液體活檢創(chuàng)傷小、可重復(fù)、精確度高。液體活檢的取樣為血液和體液等,收集到的樣本信息不局限于發(fā)病部位,還包括其他可能發(fā)生轉(zhuǎn)移的位點,獲得的疾病信息更全面,從而提供更詳細的疾病分子圖譜。而且取樣簡便、檢測風(fēng)險很小。
但由于檢測成本依然不低,而且不同公司的樣本處理和檢測方法不同,會對數(shù)據(jù)產(chǎn)生影響,導(dǎo)致檢測結(jié)果不同;而且受不同疾病類型、發(fā)展時期等因素的影響,樣本信息含量會有不同,以及假陰性假陽性結(jié)果的發(fā)生都對液體活檢的發(fā)展產(chǎn)生了一定的影響。
雖然有諸多的問題,不過從長遠來看,隨著技術(shù)的日漸成熟,檢測技術(shù)標準化、多基因聯(lián)合檢測的發(fā)展,液體活檢在臨床的應(yīng)用將越來越多的替代組織活檢。目前有一百多家企業(yè)開展相關(guān)業(yè)務(wù),其中有多家公司已經(jīng)上市。
質(zhì)譜檢測
質(zhì)譜發(fā)展至今已有百年歷史,由原來的分析化學(xué)領(lǐng)域不斷向其他領(lǐng)域拓展,近些年來在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣泛。應(yīng)用范圍涉及生化檢驗、微生物檢驗、分子生物學(xué)檢驗、免疫學(xué)檢驗、術(shù)中檢測、檢驗標準化的應(yīng)用等。
質(zhì)譜具有高特異性、高靈敏度、檢測樣品用量少、高通量、高效、快速等特點,許多檢測項目的檢測濃度可以達到pg/ml,能同時對同一樣本進行多指標測定,在癌癥等重大疾病檢測等方面有獨特的優(yōu)勢。并可對血液、痰液、尿液、腦脊液和胸腹腔積液等多種樣本。
美國等發(fā)達國家已經(jīng)廣泛應(yīng)用于醫(yī)學(xué)檢驗,臨床檢測項目已有數(shù)百項,我國處于起步階段,約有70多項。目前的質(zhì)譜檢測機構(gòu),國外的有美國Quest、Labcorp,國內(nèi)的有金域醫(yī)學(xué)、迪安診斷(凱萊譜)。
質(zhì)譜技術(shù)的進步得益于質(zhì)譜儀的不斷發(fā)展,能進行生物檢測的質(zhì)譜儀有:基質(zhì)輔助激光解吸電離飛行時間質(zhì)譜(MALDI-TOFMS)、電噴霧離子化質(zhì)譜(ESI-MS)、串聯(lián)質(zhì)譜(MS-MS),以及最新面世的電噴霧一四極桿飛行時間串聯(lián)質(zhì)譜儀(ESI-QTOF)。
雖然質(zhì)譜技術(shù)也存在自動化程度不高和假陽性檢出等局限性,但隨著相關(guān)技術(shù)和新應(yīng)用的不斷發(fā)展完善,特別是全自動前處理器、智能化檢測平臺的建成,基礎(chǔ)和臨床轉(zhuǎn)化研究的逐步深入,質(zhì)譜技術(shù)或?qū)獒t(yī)學(xué)檢驗領(lǐng)域帶來新的變革,在疾病早期預(yù)防性檢測中將發(fā)揮更廣的應(yīng)用。
小結(jié)
綜上所述,醫(yī)學(xué)檢驗技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展應(yīng)用極大地提高了疾病的檢測、預(yù)防和治療能力,推動了精準醫(yī)學(xué)的發(fā)展。除了以上幾種,伴隨人工智能和大數(shù)據(jù)的發(fā)展,智能照護平臺、AI對腦部掃描分析等應(yīng)用逐漸涌現(xiàn),未來將進一步促進醫(yī)學(xué)檢驗技術(shù)及醫(yī)學(xué)發(fā)展。
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