体外诊断（IVD）一文入门

体外诊断（IVD）一文入门

什么是体外诊断？

体外诊断，也就是我们常听到的IVD（in vitro diagnostics）。不知道你是否常听到，但是小编作为一个生物行业的人，反正是听烂了……

专业定义：是指将血液、体液、组织等标本从人体中取出，使用体外检测试剂、试剂盒、标准品、质控品、仪器等对标本进行检测与校验，用于疾病的预防、诊断、治疗监测、预后判断、预测和健康评价的学科。

翻译成白话：从人体提取出样本（例如最常见的血液、唾液），在体外用定性或定量的产品进行检测，从而得一个结果，这个结果可以帮助我们自行判断某项身体指标，也可以帮助临床医生作出诊断或治疗方案。是的，前几年我们在家里捅捅鼻子就能自测的covid-19抗原检测试剂盒，就属于典型的IVD产品。

一些额外小知识：体外诊断行业起步比国外晚，但是发展速度很快。此外，在定义和分类上，和国际也有所区别。欧美的IVD产品属于医疗器械的一个分支，包含了体外诊断试剂、仪器或者系统。而中国的IVD产品一般特指体外诊断试剂，除了几种特殊的试剂归属于药品管理，其他的IVD试剂都按照医疗器械管理。这就决定了一款IVD产品注册与上市需要遵守国家的哪些注册管理规定。

体外诊断产品都有哪些类别？

在检测标本的过程中，所用到的仪器、试剂和耗材等组成了体外诊断系统，其中汇集的技术多样而复杂，包括了生物、医学、机械、光学、电子学、计算机、工程学、工程设计与制造等。这意味着什么呢？IVD是个多学科交叉、技术高度密集的行业。因此从检测原理或检测方法分类，就能把IVD产品分为八大类：

生化诊断产品、免疫诊断产品、分子诊断产品、微生物诊断产品、尿液诊断产品、凝血类诊断产品、血液学和流式细胞诊断产品、即时诊断产品。

如加粗所示，国内的诊断产品主要是生化、免疫、分子和即时诊断产品这四类。

1. 生化诊断产品——检测化学物质

生化诊断产品在国内起步较早，成本低、速度快，是发展最成熟的IVD分支。

人体在正常状态下，体内各种生化指标有一个稳定的参考区间，比如酶类、特种蛋白、底物代谢和无机离子等物质，它们的表达量会在某个特定范围内浮动。通常，生化诊断产品会检测我们血液或尿液中的生化物质浓度，了解重要器官的功能状况以及身体的内环境是否处于一个稳定的状态。

大多数人熟悉的肝功能、肾功能检查，就属于生化诊断项目。除此之外，和生化诊断相关的临床检测项目还包括糖代谢血脂、心血管疾病、胰腺疾病、微量元素、免疫性检测等等。

肝功能检测报告单示例

那么我们常做的血常规属不属于生化诊断呢？no no no，这是不一样的。

血常规主要检测血液的颜色、透明度等状态和血细胞的含量，包括红细胞、白细胞和血小板，以及其他血细胞相关指标；而血生化是检测血液中化学物质的成分，包括电解质、酶类、蛋白质、糖类、脂质等。血常规需要采集的血量较大，只需经过细胞计数，一个小时内就能拿到结果，通常用来监测血液相关的疾病；而血生化采集的血量少，但需要更多化学分析步骤，处理时间长，可检测的范围也较广，可用来评估多个器官系统的功能。

血常规报告单示例

大生化报告单示例

2. 免疫诊断产品——检测抗原/抗体

了解免疫诊断，就必须先搞清楚两个概念：抗体和抗原。

从经典的体液免疫角度来理解：抗原是病原物入侵机体免疫系统后暴露出来的大分子物质（比如蛋白质和多糖），能够触发机体产生免疫应答。而抗体就是机体被抗原触发而产生的对抗性武器，它能够和抗原特异性地结合，从而帮助免疫细胞进一步吞噬病原物。

体液免疫示意图

所以免疫诊断的基本原理就是，用特异性的抗体/抗原去捕获样品中的抗原/抗体，从而达到检测的目的。但问题来了，我们用什么来监测抗体和抗原的结合？这就要感谢交叉学科的助力。科学家在特异性的抗体/抗原上标记上示踪物，再去和样本中的抗原/抗体反应，这样反应生成的抗原-抗体结合物就会同时带上示踪物。示踪物的作用就是将抗原-抗体结合这件我们原本观测不到的事件转化成用肉眼或者仪器能看到的信号。

示踪物生成信号的原理，可以是显色反应（反应产物发生了颜色变化，可以通过肉眼观察），也可以是荧光（需要借助仪器发射激发光，并检测反应物发出的荧光），或者是化学发光（通过化学反应激发物质本身发光，通过仪器检测并定量）等等。不同的示踪物，决定了免疫诊断产品的类别，包括了酶联免疫、荧光免疫、化学发光、胶体金等等，这些就偏专业了，感兴趣的朋友可以根据关键词搜索相关原理。

免疫诊断主要应用于肝炎、性病、肿瘤、早孕等检测，国内医院以化学发光和酶联免疫（酶标记的抗原-抗体结合物和特定底物反应发生颜色变化）这两种体系并存。化学发光的整个检测过程都在化学发光仪内完成，因此具有较高的自动化程度，但是仪器试剂的成本相对就上来了。而酶联免疫虽然成本低，但检测过程涉及到移液器、水浴箱、洗板机和酶标仪等多个辅助设备，需要专业技术人员操作，容易受到外界因素影响。

某品牌全自动化学发光免疫分析仪

3. 分子诊断产品——检测DNA和RNA

分子诊断技术，是从基因水平去检测样品的，也就是通过核酸（DNA或RNA）的碱基互补配对原则去定性或定量样品中的核酸。如果说免疫诊断是用一种蛋白去检测它的特异性配对蛋白，那分子诊断就可以理解为用一条核酸链去检测另一条它的特异性互补链。

分子诊断产品主要有聚合酶链式反应（PCR）、原位杂交（ISH）和基因芯片三大类，技术要求都比较高，目前还属于“潜力股”。其实大家曾经非常熟悉的“核酸检测”，就属于分子诊断之列。

4. 即时诊断产品

即时诊断（point of care testing, POCT），也叫现场快速诊断或床旁诊断，顾名思义就是在采样现场立即进行快速诊断，主打一个便携和快捷，且不依赖于固定的实验室和复杂的专业操作。严格来说，这个分类的存在不是因为检测原理和其他类别不同，它可以是基于免疫诊断，也可以基于分子诊断原理。之所以有POCT这个类别，是因为人们对“现场快速诊断”的需求——操作便捷、成本可控、易于判读。

老百姓比较熟悉的POCT产品，就包括验孕棒和之前的covid-19抗原检测试剂盒——这些在家就能用的自测试剂盒。除此之外，POCT的应用场景还可包括事故现场、病房、门诊、急诊、监护室、手术室，甚至海关、社区保健站、私人诊所等场所。目前，POCT主要应用在心血管疾病、糖尿病和感染性疾病的检测上。

好啦，以上就是小编周末两天的学习内容，借用萌侃前期文章中介绍的费曼学习法，跟大家做一个浅浅的分享。希望能够在去专业化的同时能够保留基本的专业性，欢迎生物大佬来评论区批评指正~

参考资料：《体外诊断产业技术》《中国体外诊断产业发展蓝皮书》