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从实验到临床:诊断技术的“精于心,简于形”

2007-08-30 10:04 飞利浦研究实验室 飞利浦 阅读 0
核心摘要: 本文探讨了从实验到临床的体外诊断技术发展,重点介绍了飞利浦研究实验室在生物标记物检测和床边快速诊断方面的创新。文章阐述了分子层面疾病诊断的重要性,以及新一代诊断试验如何通过微型化、自动化技术实现快速、精准的检测,覆盖从预防到慢性病管理的全护理周期。同时,介绍了飞利浦在磁生物传感器、DNA放大等核心技术上的突破,以及通过合作伙伴关系推动诊断技术商业化的策略。

过去十年间,生物学和医学的飞速发展揭示了一个核心事实:几乎所有疾病都源于人体内的分子变化。这些变化的连锁反应导致疾病症状,并引发患者的不适。因此,及早检测出致病分子或分子失衡状态——即所谓的“生物标记物”——成为一种极为有效的疾病诊断方法。这种方法不仅能在患者出现症状前诊断疾病,还能用于评估治疗进展和效果。

医学领域当前面临的重大挑战之一,是在分子层面理解疾病的发展过程,并将这一知识与相应的生物标记物检测技术相结合。飞利浦研究所正在研发一系列新型诊断试验,这些试验不仅能在医院实验室中进行,还能在患者床边完成。此外,新试验有望加快诊断速度、提高疗效,并降低医疗服务成本。

体外诊断技术

无论患者患有何种疾病或损伤,尽早诊断至关重要,因为只有及时诊断才能进行有效治疗。对于事故处理和急救部门而言,这往往意味着生与死的区别。医生们经常需要在极短时间内做出关键决策,但实验室检测结果耗时过长,无法提供及时依据。因此,医生们不得不依赖经验和知识进行猜测,而非确凿证据。快速诊断还能显著缓解患者的压力和焦虑。

为加快诊断速度、提供更多依据,我们需要一种能在患者床旁进行体外诊断试验的方法,以便及时诊断和治疗,而非将样本送往中心实验室。

床边试验

体外诊断试验目前只能在实验室中进行的原因之一是生物标记物浓度极低,一滴血中可能仅含几百个分子。目前,专业人员必须使用复杂设备才能放大和检测生物标记物,通常需要数小时甚至数天才能得出结果。

飞利浦研究实验室坚信,通过实现体外诊断试验的“精于心,简于形”,非专业人士也能在患者床边或医生办公室进行试验,并在几分钟内获得结果。为此,科学家团队正致力于开发一系列新型生物标记物检测技术,这些技术不仅比传统方法快得多,还能缩小设备尺寸,适合床边使用。此外,这些技术自动化程度高,便于非专业人士操作。

这种床边快速诊断理念与飞利浦在急症护理中生命体征监测等市场领先业务相符,也与其医疗IT解决方案、医疗成像解决方案及临床决策支持系统的开发相契合。

飞利浦研究实验室高级副总裁Henk van Houten表示:“传统实验室技术与新一代体外诊断技术之间存在巨大差异,后者基于基因组学、蛋白质组学和细胞生物学的最新成果,以及各种微型自动化测量平台和临床IT技术。”

在所需地点(如患者床边)快速完成诊断并非飞利浦唯一的体外诊断细分市场。飞利浦研究实验室正携手业内和学术伙伴积极开展生物标记物研究,有望开发出全新的基因组和蛋白质组实验室技术,对医疗实践产生重大影响。

从基因层面看,新一代诊断试验将能进行DNA鉴定,检测某些疾病的基因倾向性、与癌症早期相关的基因变异或由细菌/病毒输入的外来DNA,这些都是新兴分子诊断学(MDx)的具体应用。在蛋白质和代谢物检测中,这些试验将能测定免疫系统对疾病的反应,例如患者是否将患心脏病或代谢紊乱症。从细胞和组织层面看,未来创新技术将包括细胞分选、全血细胞计数以及采用先进光学显微技术、图像处理及分析技术的自动化设备。

护理周期全程

从常规检查到治疗及慢性病管理,新一代诊断试验的广泛应用将有利于在整个护理周期的每个阶段做出更佳决策。

在疾病预防和早期诊断方面,这些试验有助于识别出现先兆症状的高危人群。在某些情况下,可促使人群改变生活方式(如饮食习惯),以最大程度降低患病风险,甚至无需进入临床护理阶段。

对于已患病者,新一代诊断试验有助于迅速找出病因,帮助临床医生根据患者基因描述确定最佳治疗方案。治疗开始后,这些试验能及时反馈疗效,并提供疾病进展的定量数据,有助于慢性病长期管理。

通常情况下,为提供临床决策支持和数据存储,用于集中式(实验室)和分散式(床边)体外诊断试验的设备将通过有线或无线网络连接到多个医疗信息系统。

此外,快速体外诊断试验还能将大量试验从医院拓展至社区,让普通医务人员检测病原体并开具相应抗生素;让救护人员精确诊断心脏病或识别MRSA(耐甲氧西林金黄色葡萄球菌)感染者并迅速隔离。消费者甚至可从柜台直接购买诊断试剂盒,用于测试普通感冒或更严重疾病。

坚实的技术基础

为开发下一代诊断解决方案,飞利浦研究实验室的科学家团队利用了飞利浦在设备物理学、光学、磁学、电子学、流体力学和材料学领域的世界级专业知识。他们已演示了一款适用于快速诊断传染病的DNA放大及检测平台原型,通过采用最初为光盘驱动器开发的技术,制造出手持式蛋白质检测平台,能迅速检测血浆中特定蛋白质。此外,通过完善计算机硬盘驱动器磁头技术,制造出多款生物传感器,可检测附着于特定生物标记物蛋白质的纳米级磁性颗粒。

在某些情况下,这些诊断解决方案采用的技术与医院实验室技术并无不同。最大区别在于,飞利浦研究实验室还应用了系统微型化专业知识,将整个流程集成在一块仅几平方厘米的玻璃上。目的是降低这些一次性“玻璃片上解决方案”的生产成本,便于推广使用,从而通过快速体外诊断试验提升各护理阶段的护理质量。

通过建立合作伙伴关系共创成功

开发新一代诊断试验除了需要专业技术知识外,还需要丰富的人体生物学和医学知识。因此,飞利浦在开发体外诊断技术时采用了“建设与合作”方式,将其技术、商务和财务资源与各专业领域合作伙伴(如体外诊断法规及赔偿、生物样本准备、化验技术开发领域)的资源相结合。此外,飞利浦正与多家临床中心密切合作,共同研发多种疾病的诊断和治疗技术。

Henk van Houten表示:“我们的策略是通过有选择地建立合作伙伴关系扩充自身研发实力,为诊断解决方案增添价值。”

在商务领域,飞利浦的强大实力之一是其在分散式患者安置和远程患者监测系统领域积累的丰富经验。在技术领域,飞利浦研究实验室正凭借其在诊断成像和患者监测领域的专业知识,全力打造分子生物学、生物信息学和分子诊断学方面的必备能力。最明显的例子是,飞利浦在荷兰爱因霍芬高科技园新成立了一个专门致力于生物分子生命科学研究的设备。

Henk称:“我们所施行的与生物技术企业和临床专家进行开放式创新研究的策略,加上飞利浦研究实验室坚实的技术基础以及飞利浦医疗系统在患者监测和临床IT解决方案方面的丰富知识,使我们能够成为快速体外诊断试验市场的主要参与者。”

药品滥用试验

越来越多的政府机构认为,应扩大酒后驾车的适用范围,包含服用休闲药物后驾车的情况。因此,路旁的大麻、可卡因等药物滥用试验可能变得与酒精检测同等重要。

飞利浦医疗与医疗诊断公司Cozart plc(英国,阿宾顿)签署了一项商业化协议。作为协议的一部分,飞利浦医疗在其最新研制的一款革命性手持分析仪中采用了磁生物传感器技术。该分析仪能在一分钟内从一个唾液样本中检测出8种滥用的药物。此项合作的技术对大麻、可卡因、海洛因、苯化重氮、甲基苯丙胺、安非他明等药物十分灵敏。

除了为警察提供快速、便利的路旁检测方法外,该技术还可应用于经常需要快速检测药物使用情况的场所,如救护车、急诊室、戒毒所和其他工作场所。

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