放射免疫分析發(fā)展歷史和建議

王丁泉

(中國同輻股份有限公司，北京 100045)

榮獲1977年諾貝爾生理學和醫(yī)學獎的美國核物理學家Yalow和Berson早在1959年，就將放射性核素測量的高靈敏度與抗原抗體的高特異性完美地結(jié)合起來，創(chuàng)立了一種新的分析方法——放射免疫分析(radioimmuoassay, RIA)。它可以測出低濃度的物質(zhì)，由于方法簡便易行，很快得到臨床應用。標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)過一個甲子的發(fā)展，特別是1968年Miles和Hales建立了免疫放射分析技術(immunoradiometric assay, IRMA)和1975年分子生物學家G.J.F.克勒和C.米爾斯坦創(chuàng)立的雜交瘤技術之后，使RIA快速發(fā)展，可以檢測數(shù)百甚至上千種物質(zhì)，包括腫瘤相關抗原、激素、維生素、藥物、抗體、病毒等。RIA是推動醫(yī)學、生命科學發(fā)展的關鍵技術，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)學科學的進一步發(fā)展奠定了基礎。隨后，各國學者在RIA技術的基礎上先后發(fā)展了酶免疫分析(EIA)、時間分辨熒光(TRFIA)和化學發(fā)光(CLIA)等非放射性同位素標記免疫分析技術。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、存在問題和建議措施。

1 國內(nèi)發(fā)展歷史

1.1 起步期：1958—1988年

最早在1956 年，“原子能科學技術”被列為我國制定的“科學技術十二年遠景規(guī)劃”中的重要發(fā)展項目，其中，“放射性同位素技術與應用”是該項目一項主要內(nèi)容[1]。這孕育了后來我國RIA技術的蓬勃發(fā)展。在前蘇聯(lián)援助下，我國第一座重水反應堆于1958 年投入運行，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。

我國RIA 起步于1962年，同美國一樣，首先是建立了胰島素的RIA并應用于臨床。之后，RIA藥盒的生產(chǎn)、測量儀器的研制以其在科研和臨床應用方面都逐漸發(fā)展起來。到上世紀八十年代我國各地的大、中醫(yī)院及部分基層醫(yī)院都建立了RIA實驗室，可進行肽類、激素、病毒、抗體等近三百項生物活性物質(zhì)的檢測，每年檢測數(shù)量數(shù)千萬人次[2]。

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

1.2 發(fā)展期：1988—2018年

1.2.1技術發(fā)展

RIA是建立在標記抗原和非標記抗原或待測物,與限量特異性抗體的競爭結(jié)合基礎上,有靈敏度高、特異性強、重現(xiàn)性好、樣品用量少等優(yōu)點。

RIA主要技術包括抗原的標記純化、抗體制備和RIA藥盒分離技術。在這期間，抗原的標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，使標記物純度、制作效率大大提高。抗體制備由初期的簡單抗體免疫到現(xiàn)在單克隆抗體的大范圍應用，甚至應用了基因工程技術，而且抗體品種大大增加。RIA藥盒分離技術由過去的電泳、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，可供臨床應用的具有國藥準字號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

在上世紀八十年代末、九十年代初期，RIA產(chǎn)業(yè)進入黃金發(fā)展期，平均年增長率和利潤都在25%左右。1989年，中國原子能科學研究院同位素所的甲狀腺素放免藥盒、北京北方生物技術研究所的三碘甲狀腺原氨酸放免藥盒獲得國家醫(yī)療衛(wèi)生博覽會銀獎(金獎空缺)。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。

比較公認的是，在上世紀九十年代，我國RIA產(chǎn)業(yè)進入了高速發(fā)展期，一大批RIA生產(chǎn)企業(yè)和進口代理企業(yè)如雨后春筍般的不斷涌現(xiàn)。那時全國有近三十家放免藥盒研發(fā)生產(chǎn)單位，生產(chǎn)供應近百種成系列藥盒。我國有三千余家衛(wèi)生醫(yī)療單位開展RIA檢測。在中國原子能科學研究院同位素所，放免藥盒曾一度持續(xù)數(shù)年高過體內(nèi)放射性藥物的收入和利潤。

2000年之后，RIA產(chǎn)業(yè)增速減緩，2005年之后，進入零增長或負增長階段。目前國內(nèi)放免藥盒生產(chǎn)單位不足十家。

Witherpoon 1983年就在《免疫分析——將來核醫(yī)學的地位會存在嗎》中預言RIA很有可能是被其他先進的自動化技術所取代[3]。今天全自動化學發(fā)光免疫技術在臨床的壟斷地位證明了Witherpoon預言的準確性。

據(jù)2018年全國核醫(yī)學現(xiàn)狀普查結(jié)果簡報：2017 年全國有216 個科室開展放射免疫分析檢測(占23.3%)，330個科室開展化學發(fā)光分析檢測(占35.6%)。 全年放射免疫共檢測973.42 萬個標本，較2015年(1216.28萬個)下降20.0%；非放射免疫檢測標本8772.78 萬個標本，較2015 年(5865.04 萬個)增加49.6%[4]。核醫(yī)學現(xiàn)狀普查每兩年發(fā)一次簡報，從2018年簡報發(fā)現(xiàn)，在全國最先做RIA的核醫(yī)學科檢測總樣品量在增加，但RIA檢測標本卻在下降，醫(yī)院里做RIA的其他科室則更少。

1.2.3政策法規(guī)和標準

國家醫(yī)藥管理局于1988年重屬國務院直屬機構。同年成立全國醫(yī)用臨床檢驗實驗室和體外診斷交流標準化技術委員會，促進了RIA產(chǎn)業(yè)的進步和產(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)量控制和標準化工作。

在我國，RIA藥盒按放射性藥品管理。2000年前后，國家藥監(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》(簡稱：GMP)，要求在2005年前，完成 GMP 改造，并通過認證。這一決定保證了RIA藥盒的生產(chǎn)經(jīng)營安全可控。

十余年后，國家藥監(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。

針對衛(wèi)生醫(yī)療部門等相關應用單位反映，為了方便應用，環(huán)保部發(fā)布2013年74號公告：“對放免藥盒的最大日使用量不超過106Bq(1.48×105Bq規(guī)格的7盒)的醫(yī)院及專業(yè)體檢機構實行豁免管理。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?shù)丨h(huán)境保護部門辦理豁免手續(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)，方便了應用。朱旭的安全評價報告證明了公告的科學性和必要性[5]。

根據(jù)《國家FDA 2015【53號】公告》，RIA藥盒產(chǎn)品首次注冊費增長了數(shù)十倍，已有產(chǎn)品重新注冊也需十多萬元，大大高于按醫(yī)療器械管理的非放產(chǎn)品首次注冊費和重新注冊費。使放免廠家的注冊成本急劇上升。

2 近十年發(fā)展現(xiàn)狀

2.1 國外發(fā)展現(xiàn)狀

國外在上世紀八十年代末，九十年代初，RIA技術達到頂峰。檢測項目的70%實現(xiàn)了固相包被管分離。臨床檢測項目高達二百多項。自此之后，RIA所占體外檢測份額開始逐年下降[6]。

歸結(jié)為以下兩點：一是RIA檢測品種多，報道的品種達近千種；二是在臨床應用中多種方法并存,相互競爭,相互補充。

2.2 國內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀

RIA由臨床應用和醫(yī)學研究擴展到食品安全、藥物成癮、環(huán)境以及農(nóng)業(yè)等諸多方面的應用上。已開發(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)報道[8]，我國有近三千家的醫(yī)療機構仍在應用RIA檢測，所用放免儀保有量為5 000～7 000臺。這說明在我國有相當?shù)腞IA應用基礎，加之它準確性高、價格低、穩(wěn)定性好等優(yōu)點，仍是今后的臨床免疫檢測方法之一。

我國自主研制生產(chǎn)并完成注冊的、供臨床使用的有近百余種RIA藥盒，每年仍有近三千萬患者接受RIA檢查。

3 存在問題

(1) 在原創(chuàng)和自主知識產(chǎn)權上與先進國家相比稍顯羸弱，在體外診斷之“芯”——上游原材料上還受制于人，我們在監(jiān)管機制和制度上尚須不斷的完善和進步。

(2) 產(chǎn)品分離方法落后，是難于實現(xiàn)自動化檢測的關鍵。

目前，國內(nèi)50%以上的品種采用液相離心法分離，操作較繁瑣，難以實現(xiàn)自動化，難以與其他非放射性方法競爭，阻礙了臨床應用與推廣，制約RIA發(fā)展[9-10]。另一方面，全自動放免儀依賴進口，價格較貴，也影響了推廣普及。

上世紀九十年代后期，我國RIA產(chǎn)品實現(xiàn)固相包被管分離的產(chǎn)品不到10%，而那時國外已達到70%。跨國公司化學發(fā)光產(chǎn)品進入中國，采用儀器投放政策，多數(shù)三甲醫(yī)院放棄了RIA技術。使RIA產(chǎn)品還沒充分發(fā)展，達到國外水平，就進入發(fā)展瓶頸期。這也是今天為什么同樣面臨化學發(fā)光產(chǎn)品競爭，而相鄰的日本、韓國RIA占體外診斷比例[11]遠高于我國的原因之一。

(3) 檢測品種少。品種少，則應用面窄，影響力小。

4 措施和建議

4.1 加強抗原抗體的研發(fā)

在免疫分析中，抗原、抗體是關鍵原料，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。關鍵原料是免疫分析的源頭。建議加強單克隆抗體、基因工程抗體、基因工程等新技術、新材料和新工藝的應用，解決體外診斷“芯片”難題。

4.2 推動RIA分析的自動化

通過技術攻關使已有RIA品種實現(xiàn)固相包被管分離，進而推動RIA分析的自動化。目前國內(nèi)RIA產(chǎn)品，50%以上采用液相離心分離，操作較為繁瑣，應用不方便。與目前國外90%以上品種采用固相包被管分離形成較大反差。

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

4.3 擴大檢測品種

增加和保持RIA的影響力。并建議開拓新的RIA應用領域，尤其是在食品安全、藥物檢測和環(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費，或者與體外免疫分析試劑盒的注冊費持平。以利于RIA產(chǎn)品上市。

充分利用RIA技術成熟、儀器開放的特點，將RIA拓展應用到獨立醫(yī)學實驗室自建檢測方法領域。

4.4 加強RIA從業(yè)人員培訓與交流

一是加強國內(nèi)外研究生產(chǎn)單位的交流與合作。二是對用戶的培訓，保持和增加RIA技術操作人員總量。

4.5 加強質(zhì)量控制

注重從研發(fā)、生產(chǎn)到檢驗以及臨床應用的分析前、分析中、分析后的全面質(zhì)量控制與管理。預計未來RIA技術隨著其他相關技術的發(fā)展會不斷發(fā)展。5G智能化、自動化技術的發(fā)展必將推動高效、快速的RIA全自動分析系統(tǒng)的發(fā)展和成熟；RIA品種會不斷擴大；以及隨著醫(yī)學實驗室自建項目(LDT)實施和完善,RIA將會迎來一個新的發(fā)展、新的春天。