體外診斷：即IVD(In Vitro Diagnosis)，是指在人體之外，通過對人體樣本(血液、體液、組織等)進行檢測而獲取臨床診斷信息，進而判斷疾病或機體功能的產(chǎn)品和服務(wù)。
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目前，臨床診斷信息的80%左右來自體外診斷，被稱為“醫(yī)生的眼睛”，是最大的醫(yī)療器械細分領(lǐng)域。體外診斷已經(jīng)成為人類疾病預(yù)防、診斷、治療日益重要的組成部分，也是保障人類健康與構(gòu)建和諧社會日益重要的組成部分。
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目前體外診斷的三種主流方式
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一：生化診斷
是指通過各種生物化學(xué)反應(yīng)或免疫反應(yīng)測定人體組織的各項指標(biāo)，其主要測試物為體內(nèi)酶類、糖類、脂類等，其測試精度不高，容易受其他指標(biāo)干擾，且其測試標(biāo)的為大分子。生化診斷由于技術(shù)成熟和較低的成本以及某些不需要，仍能占據(jù)較高市場份額，但已逐步被免疫診斷所取代，長期必然衰落。
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二：免疫診斷
是利用待測物質(zhì)與其相對應(yīng)物質(zhì)之間專一特異性反應(yīng)而建立起來的一種高選擇性診斷方法，常通過抗原抗體的免疫反應(yīng)實現(xiàn)檢測，利用各種載體放大反應(yīng)信號增強檢測的靈敏度。相比于生化診斷具有更高的精度、靈敏度、更低的誤差率。但其檢測對象主要對體內(nèi)小分子蛋白、激素、脂肪酸等物質(zhì)，而這些物質(zhì)本質(zhì)上由基因數(shù)據(jù)決定并表達，免疫診斷無法觀察其基因狀況。
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三：分子診斷
能夠觀察基因狀況，主要是指編碼與疾病相關(guān)的各種結(jié)構(gòu)蛋白、酶、抗原抗體、免疫活性分子基因的檢測，且適合高通量處理。因此，檢測精度和檢測速度方面，分子診斷高于免疫診斷，免疫診斷高于生化診斷。
根據(jù)上圖數(shù)據(jù)統(tǒng)計，目前我國生化診斷占有約占32%的份額，免疫診斷占據(jù)了35%的市場份額，是市場主流。但為了追求更高的檢測精度和更快的檢測速度，體外診斷必然走向分子診斷。分子診斷雖然目前市場份額較低，僅有5%，但分子診斷目前還處在行業(yè)技術(shù)的起步階段，未來將有巨大的發(fā)展空間，取代免疫診斷和生化診斷，成為未來主流。
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體外診斷設(shè)備分類和場景應(yīng)用
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診斷設(shè)備分為常規(guī)設(shè)備和POCT設(shè)備，前者體積龐大，需要眾多配套設(shè)備，使用環(huán)境苛刻，只能用于大型醫(yī)院中心實驗室。且檢測時間長，使用成本高，需要處理大批量檢測品才能攤低成本，不能零售型使用，但其優(yōu)點是檢測精度高，檢測范圍廣，能大批量處理檢測物。POCT設(shè)備則正好相反，攜帶方便，檢測時間短，使用成本低，且隨著技術(shù)進步，其檢測精度不斷提高，檢測范圍不斷拓寬，可以滿足大部分的診斷需求。
（圖片來源：廣發(fā)研報）
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在應(yīng)用場景方面，體外診斷產(chǎn)品為了追求在野外、社區(qū)醫(yī)院、家庭，門診科室等更廣泛的場景應(yīng)用，決定了體外診斷產(chǎn)品必須小型化、輕便化，即成為POCT產(chǎn)品。在美國，70%的臨床檢測均由POCT完成，以小于1%的檢測費用影響了超過70%的臨床決策，年產(chǎn)值超過百億美元。而在中國，這一比例不到10%，發(fā)展?jié)摿O為巨大。
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現(xiàn)有的POCT產(chǎn)品中，多數(shù)采用層析法或滲濾法定性等檢測方式，其測試精度有待提高，且其應(yīng)用主要集中在血糖、心肌標(biāo)志物等少數(shù)領(lǐng)域，而微流控技術(shù)將有效提高檢測精度、范圍和速度。在此背景下，微流控+分子診斷型設(shè)備將是體外診斷行業(yè)發(fā)展方向，具有極大市場潛力。
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分子診斷的優(yōu)勢
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分子診斷是應(yīng)用分子生物學(xué)方法檢測患者體內(nèi)遺傳物質(zhì)的結(jié)構(gòu)或表達水平的變化而做出診斷的技術(shù)，檢測標(biāo)的為DNA和RNA，其核心是基因診斷技術(shù)，主要是指編碼與疾病相關(guān)的各種結(jié)構(gòu)蛋白、酶、抗原抗體、免疫活性分子基因的檢測，顯然，從基因?qū)哟畏矫娓苡^察到患者病變的本質(zhì)原因。因此在檢測精度方面，分子診斷與較傳統(tǒng)的生化與免疫診斷更為先進。
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檢測速度方面則有單通道快速檢測和高通量檢測。分子診斷中的基因測序、基因芯片等檢測方式比生化診斷、免疫診斷更加適合做高通量檢驗。因此，分子診斷技術(shù)才是體外診斷行業(yè)的未來發(fā)展方向。
（分子診斷示意圖）
分子診斷目前存在的問題主要是技術(shù)不成熟，客戶接受度低，成本偏高等因素。但是隨著技術(shù)的進步，成本將會逐步降低，分子診斷在檢測精度和檢測速度方面的優(yōu)勢將會被客戶接受，目前分子診斷的市場份額才5%，且日后將逐步取代生化診斷和免疫診斷的市場份額，這將是一個巨大的市場。
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微流控技術(shù)的優(yōu)勢
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微流控（Microfluidics）指的是使用微管道（尺寸為數(shù)十到數(shù)百微米）處理或操縱微小流體（體積為納升到阿升）的系統(tǒng)所涉及的科學(xué)和技術(shù)，是一門涉及化學(xué)、流體物理、微電子、新材料、生物學(xué)和生物醫(yī)學(xué)工程的新興交叉學(xué)科。相比于傳統(tǒng)體外診斷產(chǎn)品，微流控設(shè)備具有以下五個優(yōu)勢：
1：集成小型化與自動化
微流控技術(shù)能夠把樣本檢測的多個步驟集中在一張小小的芯片上，通過流道的尺寸和曲度、微閥門、腔體設(shè)計的搭配組合來集成這些操作步驟，最終使整個檢測集成小型化和自動化。
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2：高通量
由于微流控可以設(shè)計成為多流道，通過微流道網(wǎng)絡(luò)可以同時將待檢測樣本分流到多個反應(yīng)單位，同時反應(yīng)單元之間相互隔離，使各個反應(yīng)互不相干擾，因此可以根據(jù)需要對同一個樣本平行進行多個項目的檢測。與常規(guī)逐個項目檢測相比，大大縮短了檢測的時間，提高了檢測效率，具有高通量的特點。
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3：檢測試劑消耗少
由于集成檢測的小型化，使微流控芯片上的反應(yīng)單元腔體非常小，雖然試劑配方的濃度可能有一定比例的提高，但是試劑使用量遠遠低于常規(guī)試劑，大大降低了試劑的消耗量。
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4：樣本量需求少
由于只在小小的芯片上完成檢測，因此需要被檢測的樣本量需求非常少，往往只需要微升甚至納升級別。此外還可以直接用全血進行檢測，對于嬰兒、老人、殘疾人這些血量少、靜脈采集困難的人群，使其檢測更加方便；或者是非常珍貴稀少的樣本，使其多項指標(biāo)檢測成為可能。
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5：污染少
由于微流控芯片的集成功能，原先在實驗室里需要人工完成的各項操作全部集成到芯片上自動完成，使人工操作時樣本對環(huán)境的污染降低到最低程度。例如在分子核酸類檢測中，無論是樣本本身，還是制備后準(zhǔn)備用于檢測的核酸，均會對實驗室造成污染，氣溶膠的擴散使得后續(xù)樣本檢測容易出現(xiàn)假陽性。這也是為什么常規(guī)分子核酸類檢測需要至少在3個房間分別進行不同的操作。微流控技術(shù)的使用很好的解決了這一問題。
（微流控診斷設(shè)備及芯片）
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微流控存在的問題也是技術(shù)不成熟，成本偏高，未找到殺手級應(yīng)用等。但是可以預(yù)計，隨著各方面技術(shù)進步和社會配套設(shè)施完善，這些問題都將逐步解決。微流控集成小型自動化，高通量，檢測試劑消耗少，樣本量需求少，污染少的自身優(yōu)勢將會成為成為市場需求的主流。
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微流控和分子診斷的結(jié)合
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1：微流控和分子診斷在高通量方面能夠相得益彰，生物芯片能夠在短時間內(nèi)同時分析大量的生物分子，快速準(zhǔn)確地獲取樣品中的生物信息，效率是傳統(tǒng)檢測手段的成千上百倍。
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2：微流控也可以彌補現(xiàn)階段分子診斷設(shè)備的缺陷。比如在自動化方面，生化診斷和免疫診斷發(fā)展較為成熟，相關(guān)設(shè)備已經(jīng)完成自動化設(shè)計，但分子診斷設(shè)備并未完成自動化設(shè)計，而微流控設(shè)備恰好是高度自動化，可以彌補分子診斷設(shè)備的自動化短板。
微流控和分子診斷均屬于醫(yī)學(xué)前沿技術(shù)，從技術(shù)理論上較傳統(tǒng)方法具有多項優(yōu)勢，微流控和分子診斷的結(jié)合相當(dāng)于優(yōu)劣互補，強強聯(lián)手，未來前景將非常廣闊。
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來源：前海金誠
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