放射免疫分析發(fā)展歷史和建議

王丁泉

(中國(guó)同輻股份有限公司，北京 100045)

榮獲1977年諾貝爾生理學(xué)和醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)的美國(guó)核物理學(xué)家Yalow和Berson早在1959年，就將放射性核素測(cè)量的高靈敏度與抗原抗體的高特異性完美地結(jié)合起來(lái)，創(chuàng)立了一種新的分析方法——放射免疫分析(radioimmuoassay, RIA)。它可以測(cè)出低濃度的物質(zhì)，由于方法簡(jiǎn)便易行，很快得到臨床應(yīng)用。標(biāo)記的原理是放射性核素取代分子中酪氨酸或酪胺殘基及組胺殘基上的氫原子。RIA經(jīng)過(guò)一個(gè)甲子的發(fā)展，特別是1968年Miles和Hales建立了免疫放射分析技術(shù)(immunoradiometric assay, IRMA)和1975年分子生物學(xué)家G.J.F.克勒和C.米爾斯坦創(chuàng)立的雜交瘤技術(shù)之后，使RIA快速發(fā)展，可以檢測(cè)數(shù)百甚至上千種物質(zhì)，包括腫瘤相關(guān)抗原、激素、維生素、藥物、抗體、病毒等。RIA是推動(dòng)醫(yī)學(xué)、生命科學(xué)發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)，它為許多疑難疾病的診斷和醫(yī)治提供了重要依據(jù)，為醫(yī)學(xué)科學(xué)的進(jìn)一步發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。隨后，各國(guó)學(xué)者在RIA技術(shù)的基礎(chǔ)上先后發(fā)展了酶免疫分析(EIA)、時(shí)間分辨熒光(TRFIA)和化學(xué)發(fā)光(CLIA)等非放射性同位素標(biāo)記免疫分析技術(shù)。在今天，RIA在臨床免疫分析仍占有一席之地，發(fā)揮重要作用。本文著重介紹RIA及產(chǎn)業(yè)的發(fā)展歷史、現(xiàn)狀、存在問(wèn)題和建議措施。

1 國(guó)內(nèi)發(fā)展歷史

1.1 起步期：1958—1988年

最早在1956 年，“原子能科學(xué)技術(shù)”被列為我國(guó)制定的“科學(xué)技術(shù)十二年遠(yuǎn)景規(guī)劃”中的重要發(fā)展項(xiàng)目，其中，“放射性同位素技術(shù)與應(yīng)用”是該項(xiàng)目一項(xiàng)主要內(nèi)容[1]。這孕育了后來(lái)我國(guó)RIA技術(shù)的蓬勃發(fā)展。在前蘇聯(lián)援助下，我國(guó)第一座重水反應(yīng)堆于1958 年投入運(yùn)行，并首次研制成功33 種堆照放射性同位素。為RIA和產(chǎn)業(yè)的發(fā)展打下了良好物質(zhì)基礎(chǔ)。

我國(guó)RIA 起步于1962年，同美國(guó)一樣，首先是建立了胰島素的RIA并應(yīng)用于臨床。之后，RIA藥盒的生產(chǎn)、測(cè)量?jī)x器的研制以其在科研和臨床應(yīng)用方面都逐漸發(fā)展起來(lái)。到上世紀(jì)八十年代我國(guó)各地的大、中醫(yī)院及部分基層醫(yī)院都建立了RIA實(shí)驗(yàn)室，可進(jìn)行肽類、激素、病毒、抗體等近三百項(xiàng)生物活性物質(zhì)的檢測(cè)，每年檢測(cè)數(shù)量數(shù)千萬(wàn)人次[2]。

我國(guó)RIA產(chǎn)業(yè)始于20世紀(jì)70年代。1982年，中國(guó)原子能科學(xué)研究院建成放免藥盒、標(biāo)記化合物研制生產(chǎn)設(shè)施[1]，成為我國(guó)最早的RIA生產(chǎn)設(shè)施之一。不可忘記的是從事RIA相關(guān)研究的許多大學(xué)、科研院所和醫(yī)院為我國(guó)RIA及產(chǎn)業(yè)發(fā)展做出了巨大貢獻(xiàn)。

1.2 發(fā)展期：1988—2018年

1.2.1技術(shù)發(fā)展

RIA是建立在標(biāo)記抗原和非標(biāo)記抗原或待測(cè)物,與限量特異性抗體的競(jìng)爭(zhēng)結(jié)合基礎(chǔ)上,有靈敏度高、特異性強(qiáng)、重現(xiàn)性好、樣品用量少等優(yōu)點(diǎn)。

RIA主要技術(shù)包括抗原的標(biāo)記純化、抗體制備和RIA藥盒分離技術(shù)。在這期間，抗原的標(biāo)記純化由早期的紙層析、薄板層析、離心分離、柱層析逐漸發(fā)展為高效液相色譜分離，使標(biāo)記物純度、制作效率大大提高。抗體制備由初期的簡(jiǎn)單抗體免疫到現(xiàn)在單克隆抗體的大范圍應(yīng)用，甚至應(yīng)用了基因工程技術(shù)，而且抗體品種大大增加。RIA藥盒分離技術(shù)由過(guò)去的電泳、活性炭、硫酸銨、PEG等分離方法，發(fā)展為現(xiàn)在的固相包被管、PEG加二抗預(yù)沉淀法兩種主要分離方法并存，分離效率、效果大大提高。另外，可供臨床應(yīng)用的具有國(guó)藥準(zhǔn)字號(hào)的品種也由初期的幾十種，發(fā)展到近百種。

1.2.2產(chǎn)業(yè)發(fā)展

在上世紀(jì)八十年代末、九十年代初期，RIA產(chǎn)業(yè)進(jìn)入黃金發(fā)展期，平均年增長(zhǎng)率和利潤(rùn)都在25%左右。1989年，中國(guó)原子能科學(xué)研究院同位素所的甲狀腺素放免藥盒、北京北方生物技術(shù)研究所的三碘甲狀腺原氨酸放免藥盒獲得國(guó)家醫(yī)療衛(wèi)生博覽會(huì)銀獎(jiǎng)(金獎(jiǎng)空缺)。這期間，也產(chǎn)生了首家生產(chǎn)放免藥盒的中美合資公司——天津德普。

比較公認(rèn)的是，在上世紀(jì)九十年代，我國(guó)RIA產(chǎn)業(yè)進(jìn)入了高速發(fā)展期，一大批RIA生產(chǎn)企業(yè)和進(jìn)口代理企業(yè)如雨后春筍般的不斷涌現(xiàn)。那時(shí)全國(guó)有近三十家放免藥盒研發(fā)生產(chǎn)單位，生產(chǎn)供應(yīng)近百種成系列藥盒。我國(guó)有三千余家衛(wèi)生醫(yī)療單位開(kāi)展RIA檢測(cè)。在中國(guó)原子能科學(xué)研究院同位素所，放免藥盒曾一度持續(xù)數(shù)年高過(guò)體內(nèi)放射性藥物的收入和利潤(rùn)。

2000年之后，RIA產(chǎn)業(yè)增速減緩，2005年之后，進(jìn)入零增長(zhǎng)或負(fù)增長(zhǎng)階段。目前國(guó)內(nèi)放免藥盒生產(chǎn)單位不足十家。

Witherpoon 1983年就在《免疫分析——將來(lái)核醫(yī)學(xué)的地位會(huì)存在嗎》中預(yù)言RIA很有可能是被其他先進(jìn)的自動(dòng)化技術(shù)所取代[3]。今天全自動(dòng)化學(xué)發(fā)光免疫技術(shù)在臨床的壟斷地位證明了Witherpoon預(yù)言的準(zhǔn)確性。

據(jù)2018年全國(guó)核醫(yī)學(xué)現(xiàn)狀普查結(jié)果簡(jiǎn)報(bào)：2017 年全國(guó)有216 個(gè)科室開(kāi)展放射免疫分析檢測(cè)(占23.3%)，330個(gè)科室開(kāi)展化學(xué)發(fā)光分析檢測(cè)(占35.6%)。 全年放射免疫共檢測(cè)973.42 萬(wàn)個(gè)標(biāo)本，較2015年(1216.28萬(wàn)個(gè))下降20.0%；非放射免疫檢測(cè)標(biāo)本8772.78 萬(wàn)個(gè)標(biāo)本，較2015 年(5865.04 萬(wàn)個(gè))增加49.6%[4]。核醫(yī)學(xué)現(xiàn)狀普查每?jī)赡臧l(fā)一次簡(jiǎn)報(bào)，從2018年簡(jiǎn)報(bào)發(fā)現(xiàn)，在全國(guó)最先做RIA的核醫(yī)學(xué)科檢測(cè)總樣品量在增加，但RIA檢測(cè)標(biāo)本卻在下降，醫(yī)院里做RIA的其他科室則更少。

1.2.3政策法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)

國(guó)家醫(yī)藥管理局于1988年重屬國(guó)務(wù)院直屬機(jī)構(gòu)。同年成立全國(guó)醫(yī)用臨床檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)室和體外診斷交流標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)，促進(jìn)了RIA產(chǎn)業(yè)的進(jìn)步和產(chǎn)品質(zhì)量的提高。

1995年12 月衛(wèi)生部藥政局發(fā)布了《放射免疫分析藥盒通則》，規(guī)范了 RIA產(chǎn)品的質(zhì)量控制和標(biāo)準(zhǔn)化工作。

在我國(guó)，RIA藥盒按放射性藥品管理。2000年前后，國(guó)家藥監(jiān)局在放射性藥品行業(yè)推行1998版《藥品生產(chǎn)質(zhì)量管理規(guī)范》(簡(jiǎn)稱：GMP)，要求在2005年前，完成 GMP 改造，并通過(guò)認(rèn)證。這一決定保證了RIA藥盒的生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)安全可控。

十余年后，國(guó)家藥監(jiān)局又在放射性藥品行業(yè)推行2010版GMP，使RIA藥盒的研制生產(chǎn)更加規(guī)范。

針對(duì)衛(wèi)生醫(yī)療部門等相關(guān)應(yīng)用單位反映，為了方便應(yīng)用，環(huán)保部發(fā)布2013年74號(hào)公告：“對(duì)放免藥盒的最大日使用量不超過(guò)106Bq(1.48×105Bq規(guī)格的7盒)的醫(yī)院及專業(yè)體檢機(jī)構(gòu)實(shí)行豁免管理。上述單位使用、轉(zhuǎn)讓放免藥盒，不需辦理輻射安全許可證和放射性同位素轉(zhuǎn)讓審批，也不再逐一向當(dāng)?shù)丨h(huán)境保護(hù)部門辦理豁免手續(xù)。”這一公告大大減輕了因使用放免藥盒產(chǎn)生的繁雜行政手續(xù)，方便了應(yīng)用。朱旭的安全評(píng)價(jià)報(bào)告證明了公告的科學(xué)性和必要性[5]。

根據(jù)《國(guó)家FDA 2015【53號(hào)】公告》，RIA藥盒產(chǎn)品首次注冊(cè)費(fèi)增長(zhǎng)了數(shù)十倍，已有產(chǎn)品重新注冊(cè)也需十多萬(wàn)元，大大高于按醫(yī)療器械管理的非放產(chǎn)品首次注冊(cè)費(fèi)和重新注冊(cè)費(fèi)。使放免廠家的注冊(cè)成本急劇上升。

2 近十年發(fā)展現(xiàn)狀

2.1 國(guó)外發(fā)展現(xiàn)狀

國(guó)外在上世紀(jì)八十年代末，九十年代初，RIA技術(shù)達(dá)到頂峰。檢測(cè)項(xiàng)目的70%實(shí)現(xiàn)了固相包被管分離。臨床檢測(cè)項(xiàng)目高達(dá)二百多項(xiàng)。自此之后，RIA所占體外檢測(cè)份額開(kāi)始逐年下降[6]。

歸結(jié)為以下兩點(diǎn)：一是RIA檢測(cè)品種多，報(bào)道的品種達(dá)近千種；二是在臨床應(yīng)用中多種方法并存,相互競(jìng)爭(zhēng),相互補(bǔ)充。

2.2 國(guó)內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀

RIA由臨床應(yīng)用和醫(yī)學(xué)研究擴(kuò)展到食品安全、藥物成癮、環(huán)境以及農(nóng)業(yè)等諸多方面的應(yīng)用上。已開(kāi)發(fā)成系列化產(chǎn)品如甲狀腺、腫瘤、性腺、糖尿病、心血管、肝纖維化、骨代謝、肝炎等系列產(chǎn)品RIA藥盒[7]。

據(jù)報(bào)道[8]，我國(guó)有近三千家的醫(yī)療機(jī)構(gòu)仍在應(yīng)用RIA檢測(cè)，所用放免儀保有量為5 000～7 000臺(tái)。這說(shuō)明在我國(guó)有相當(dāng)?shù)腞IA應(yīng)用基礎(chǔ)，加之它準(zhǔn)確性高、價(jià)格低、穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)，仍是今后的臨床免疫檢測(cè)方法之一。

我國(guó)自主研制生產(chǎn)并完成注冊(cè)的、供臨床使用的有近百余種RIA藥盒，每年仍有近三千萬(wàn)患者接受RIA檢查。

3 存在問(wèn)題

(1) 在原創(chuàng)和自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)上與先進(jìn)國(guó)家相比稍顯羸弱，在體外診斷之“芯”——上游原材料上還受制于人，我們?cè)诒O(jiān)管機(jī)制和制度上尚須不斷的完善和進(jìn)步。

(2) 產(chǎn)品分離方法落后，是難于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化檢測(cè)的關(guān)鍵。

目前，國(guó)內(nèi)50%以上的品種采用液相離心法分離，操作較繁瑣，難以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，難以與其他非放射性方法競(jìng)爭(zhēng)，阻礙了臨床應(yīng)用與推廣，制約RIA發(fā)展[9-10]。另一方面，全自動(dòng)放免儀依賴進(jìn)口，價(jià)格較貴，也影響了推廣普及。

上世紀(jì)九十年代后期，我國(guó)RIA產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)固相包被管分離的產(chǎn)品不到10%，而那時(shí)國(guó)外已達(dá)到70%。跨國(guó)公司化學(xué)發(fā)光產(chǎn)品進(jìn)入中國(guó)，采用儀器投放政策，多數(shù)三甲醫(yī)院放棄了RIA技術(shù)。使RIA產(chǎn)品還沒(méi)充分發(fā)展，達(dá)到國(guó)外水平，就進(jìn)入發(fā)展瓶頸期。這也是今天為什么同樣面臨化學(xué)發(fā)光產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)，而相鄰的日本、韓國(guó)RIA占體外診斷比例[11]遠(yuǎn)高于我國(guó)的原因之一。

(3) 檢測(cè)品種少。品種少，則應(yīng)用面窄，影響力小。

4 措施和建議

4.1 加強(qiáng)抗原抗體的研發(fā)

在免疫分析中，抗原、抗體是關(guān)鍵原料，是免疫分析的“芯片”。“芯片”的質(zhì)量決定分析試劑(包括RIA產(chǎn)品)的質(zhì)量。關(guān)鍵原料是免疫分析的源頭。建議加強(qiáng)單克隆抗體、基因工程抗體、基因工程等新技術(shù)、新材料和新工藝的應(yīng)用，解決體外診斷“芯片”難題。

4.2 推動(dòng)RIA分析的自動(dòng)化

通過(guò)技術(shù)攻關(guān)使已有RIA品種實(shí)現(xiàn)固相包被管分離，進(jìn)而推動(dòng)RIA分析的自動(dòng)化。目前國(guó)內(nèi)RIA產(chǎn)品，50%以上采用液相離心分離，操作較為繁瑣，應(yīng)用不方便。與目前國(guó)外90%以上品種采用固相包被管分離形成較大反差。

免疫分析自動(dòng)化的優(yōu)勢(shì)在于分析快速，便于及時(shí)將各種信息向臨床反饋；可節(jié)約大量的人力物力；結(jié)果判斷更加準(zhǔn)確、干擾因素少，也便于進(jìn)行質(zhì)量控制；利于大批量樣品的測(cè)定，是RIA的發(fā)展方向。

4.3 擴(kuò)大檢測(cè)品種

增加和保持RIA的影響力。并建議開(kāi)拓新的RIA應(yīng)用領(lǐng)域，尤其是在食品安全、藥物檢測(cè)和環(huán)境方面的品種研發(fā)。建議藥品監(jiān)管部門，降低放射免疫分析藥盒注冊(cè)費(fèi)，或者與體外免疫分析試劑盒的注冊(cè)費(fèi)持平。以利于RIA產(chǎn)品上市。

充分利用RIA技術(shù)成熟、儀器開(kāi)放的特點(diǎn)，將RIA拓展應(yīng)用到獨(dú)立醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)室自建檢測(cè)方法領(lǐng)域。

4.4 加強(qiáng)RIA從業(yè)人員培訓(xùn)與交流

一是加強(qiáng)國(guó)內(nèi)外研究生產(chǎn)單位的交流與合作。二是對(duì)用戶的培訓(xùn)，保持和增加RIA技術(shù)操作人員總量。

4.5 加強(qiáng)質(zhì)量控制

注重從研發(fā)、生產(chǎn)到檢驗(yàn)以及臨床應(yīng)用的分析前、分析中、分析后的全面質(zhì)量控制與管理。預(yù)計(jì)未來(lái)RIA技術(shù)隨著其他相關(guān)技術(shù)的發(fā)展會(huì)不斷發(fā)展。5G智能化、自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展必將推動(dòng)高效、快速的RIA全自動(dòng)分析系統(tǒng)的發(fā)展和成熟；RIA品種會(huì)不斷擴(kuò)大；以及隨著醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)室自建項(xiàng)目(LDT)實(shí)施和完善,RIA將會(huì)迎來(lái)一個(gè)新的發(fā)展、新的春天。