检验医学与个性化医疗（四）— 个体化医学实验室建设

个体化医学（personalized  medicine）通俗顾讲，就是疾病的治疗“因人而异”的医学，确切地说，是根据每个患者的个体特征制定相应的治疗策略的医学，但并不意味着对每个病人都准备一套药物或设立一套治疗设备，而是根据患者对特定疾病的易感性以及对特定治疗的应答程度进行分类治疗，使得预防或治疗性的干预措施能集中于确定会受益的人群，从而为那些不会受益的人群节省医疗开支并减少药物的副反应。

个体化医学检测则是为疾病的个体化治疗决策服务的，也就是通过实验室检测，确定患者是否会对特定的治疗产生有效的应答。2003年人类基因组计划基本完成后，进入到后基因组时代，功能基因组的研究，揭示了占人类基因组约1%的单核苷酸多态性（SNPs）不但决定个体的“高矮胖瘦”等外在特征，也决定了个体对外在刺激应对能力以及进入机体的化学物质如药物等的代谢能力，于是产生了药物基因组学。各种细胞信号传导通路的深入基出研究，产生了疾病的靶向治疗概念，各种靶向治疗药物研发的跟进，使得靶向治疗成为现实，但靶向治疗的有效性又与相应基因结构的改变、表达以及代谢密切相关。因此，进行相应基因及结构改变以及基因表达等的检测是相关检测的基础，在分子水平上做出临床诊断，从而增加诊断的准确性并根据患者的遗传特征选择合适的治疗方法，这就是个体化医学检测，其意义通俗地讲，就是决定特定的治疗药物或方法是否能用或用多用少。

个体化医学检测目前国内既有经国家食品药品监督管理总局（CFDA）批准的商品试剂，也有实验室自建试剂方法（laboratory developed tests，LDTs），但实验室对LDTs 、性能验证（verification）和性能确认（validation）等概念通常比较模糊，如何去做性能验证和性能确认，以及在什么情况下做，性能验证的合格判决断标准等，有待加强。

近几年来，国内医疗机构临床实验室已开展了一些涉及肿瘤靶向治疗基因突变和药物代谢基因多态性检测等个体化医学检测项目，并呈快速增加之势，有以下几个方面的特点。 

1. 采用的技术平台多

以聚合酶链反应（PCR）为基础的技术为主，如实时荧光PCR方法（包括扩增阻碍突变系统法[Amplification Refractory Mutation System，ARMS]、PCR-高分辨溶点曲线分析[HRM]等）、PCR-杂交法（如膜上、芯片[基因芯片] 、乳胶颗粒[Luminex]）、PCR-质谱、PCR-Sanger测序、PCR-焦磷酸测序、PCR-新一代高通量测序等，其它较为常用的还有荧光原位杂交（FISH）和免疫组化等。

2. 涉及的临床科室多

目前国内开展个体化医学检测的临床实验室所涉及的科室非常多，因为个体化药物治疗研究进展日新月异，可考虑采用基因检测来决定药物使用的药物名单越拉越长，几乎涉及所有临床科室，只要相应科室的主任有相应知识和意识，也有实验室，就有可能去开展相关检验项目。因此，国内目前开展个体化医学检测项目的实验室大部分在非检验科的其它科室或临床科室的研究实验室，如病理科、药剂科、妇产科、肿瘤科、心胸外科、眼科、耳鼻喉科、转化医学中心、中心实验室、 医疗机构研究所和医学检验所等。

3. 自配试剂多

个体化医学检测尽管已有一些国家食品药品监督管理总局（CFDA）批准的检测试剂，涉及约30余个检验项目，但仍有许多实验室所使用的试剂为自配试剂或方法为自建方法，即LDTs，如几乎所有PCR-Sanger测序、PCR-限制性长度片段多态性分析（RFLP）、PCR-质谱和PCR-高通量测序等。此外，有许多实验室对商品试剂盒的组份及操作进行了改变，一旦出现这种改变，所用试剂即应被视为LDTs。还有，如果使用无证商品试剂，也属于LDTs。所以LDTs目前应可以分为三类：

（1）实验室通过购买试剂盒原材料如引物、探针、扩增缓冲液、酶等，配制的自用试剂。

（2）实验室购买的是经过批准的商品试剂，但对试剂盒组份或操作过程进行了改变。

（3）实验室购买的是未经过批准的无证商品试剂。

在北美和欧洲，涉及人类基因的个体化医学检测，极少有经过批准的商品试剂盒或检测系数统，绝大部分都是由医疗机构通过使用LDTs来完成的。在美国，1976年的联邦食品、药品和化妆品医学产品法案修正案（The 1976 Medical Device Amendments to the Federal Food，Drug and Cosmetic Act，FD&CA)授权美国食品药品监督管理局（FDA）监管包括体外诊断产品（in vitro diagnostic devices，IVDs）在内的医学产品。IVDs定义为用于疾病诊断或包括为治疗或预防疾病确定患者健康状态的其它目的的试剂、仪器和系统，为作为商品销售。根据其对患者的风险评估分为三类，I类为低风险，用于患者前，不需要评估或批准；Ⅱ类为中度风险，而进行一般和特定的控制，常需通过进入市场前的告知方式或者510（K）过程由FDA进行评估；Ⅲ类为高风险，则需要进入市场前的批准（premarket approval，PMA）程序。一般的药物遗传检测属于Ⅱ类。加拿大则将IVDs的风险分为四级，遗传检测归为Ⅲ类，即对公众健康有中等风险或对个体有高风险。欧盟则制定了“体外诊断医学产品指令”（the In Vitro Diagnostic Medical Devices Directive[Council Directive 98/79/EC]），作为欧盟的IVDs监管的要求，设定了最低安全、质量和性能标准，但具体评价由成员国的监管机构进行，一旦通过一个国家的批准，则全欧盟成员国通行有效。在国内，IVDs的监管由国家食品药品监督管理总局（CFDA）负责，管理法规是以国务院令形式发布《医疗器械监督管理条例》，同样，IVDs按低、中和高风险分为三类，第一类实行产品备案管理，第二类、第三类实行产品注册管理。二类由省级药监部门负责注册，三类由CFDA负责注册。

相对于IVDs，临床实验室为疾病诊断和治疗进行实验室检测及报告结果，在美国应遵循1988年的临床实验室改进修正案（the Clinical Laboratory Improvement Amendments of 1988，CLIA)，具体由美国医疗保险和医疗补助中心（the Centers for Medicare& Medicaid Services，CMS）监管，遵循CLIA要求对实验室检查、认证和认可由CMS或独立的授权机构如病理学家协会（the College of American Pathologists，CAP）负责。CLIA关注的是检测过程的准确性和可靠性，以及质量控制、室间质量评价（能力验证）、实验室检测人员的证书、报告结果的要求和标准操作程序（SOP）文件，实验室负责人起着核心作用。作为CLIA的一部分，FDA将实验室检测根据其复杂程度分为豁免、中度和高度复杂三类，CLIA再针对这三类检测提出不同的管理要求。CLIA允许临床实验室修改FDA批准的诊断产品以及研发其自己实验室的检测，亦即LDTs。在CLIA规则下的定期检查确保LDTs遵循必要的程序，并且LDTs检测只能是在执业医生、实验室科学家、遗传学家和分子病理学家等实验室专家的指导下进行。在美国绝大部分的基因遗传相关检测均采用LDTs，欧洲亦如此，但欧洲LDTs只适用于政府的公共医疗机构实验室，可免于IVD Directive监管，只能在自己实验室使用，如要提供给其它机构实验室，则需要走监管程序。国内针对LDTs在2000年发布的《医疗器械监督管理条例》（国务院令第276号）中的第十条规定，医疗机构根据本单位的临床需要，可以研制医疗器械，在执业医师指导下在本单位使用。2014年新发布的《医疗器械监督管理条例》（国务院令第650号）删去了这一条，但并没有规定不允许自制医疗器械。

近些年来，在美国一些商业实验室开展了直接针对消费者的检测项目（direct to consumer，DTC），主要是一些疾病风险预测的项目，均为LDTs。因为其意义的不明确和结果解读的问题，对被检者有可能造成不可预知的困惑或伤害。例如，美国好莱坞著名女演员茱莉2013年5月14日在美国《纽约时报》发表了“My Medical Choice（我的医疗选择）”一文，她表示自己由于携带乳腺癌1号基因（BRCA1），已经接受预防性的双侧乳腺切除手术，以降低罹癌风险。据茱莉介绍，自己的母亲曾经与癌症作斗争了近十年，于56岁时去世。由于妈妈给她遗传了BRCA1基因，因此患乳腺癌和卵巢癌的几率比较高，分别是87%和50%。因此，美国FDA试图对LDTs进行有限的监管，2014年7月再次向美国国会提交议案，在这份提案中FDA计划按照LDT类型分为I级低风险；II级中度风险，III级高风险，分别对应告知（reporting）、注册（registration）、510(k)认证等监管要求。对于罕见疾病，以及有巨大的临床需求，且安全性被证实的诊断技术，FDA把它划为I级低风险，仍然由CMS监管。但也有众多学者反对，提出FDA是管诊断产品的，而临床实验室研发LDTs提供的只是一种医学服务，并非产品。但强调LDTs在临床应用前，应有严格的性能确认程序，使用中有严格的质量控制和使用情况监控。国内LDTs如何能有效地为临床服务，如何进行管控是值得业界思考的一个问题。

 为保证检验质量，临床实验室在正式开展日常检测之前，应对其检测试剂方法或系统进行性能验证（verification）或性能确认（validation）。性能验证在广义上的概念是指通过提供客观证据证明特定的要求得到满足。而美国的CLIA中的性能验证术语特指使用某特定检测试剂或系统的实验室按照所提供的试剂盒或检测系统说明书使用时，能复现生产厂家所宣称的检测性能。说明性能验证特指针对经批准的商品试剂或检测系统，其所要验证的是在特定的实验室条件（环境、人员、标准操作程序）下的检测性能指标是否与试剂盒说明书上所标示的是一致的。因此，对各项检测性能指标如精密度、准确度、分析敏感性等的验证是否合格的判断标准应以试剂盒说明书为准，如何进行性能验证也可按试剂盒说明书中相应性能指标确立时的方法进行，但可以适当简化。而性能确认（validation），美国FDA和国际标准化组织（ISO）均将其定义为，通过检查和提供客观证据证明，对一特定预期用途（intended use）的要求始终能得到满足。性能验证和性能确认在美国FDA和ISO术语相似，差异在后者的“预期用途”。比如说，某实验室自制了一个表皮生长因子受体（epithelial growth factor receptor，EGFR）18~21号外显子基因突变检测试剂，也就是其预期用途是检测上述基因突变，性能确认就是通过实验所提供的客观证据证明该试剂是否能正确的且可重复地检测到相应基因突变。世界卫生组织（WHO）则将“性能确认”定义为，证明所使用的一个程序、过程、系统设备或方法能按预期进行工作以及取得预期结果的活动（或过程）。因此，“性能确认”可用来指在测定方法研发时，建立的分析性能特征。由上述可见，“性能验证”要验证的是商品试剂盒说明书中所列出的性能验指标如精密度（重复性）、准确度、测定范围、线性范围（定量）、分析敏感性、分析特异性、抗干扰能力等是否在特定实验室条件下是否可以复现。而“性能确认”为LDTs建立上述性能指标，从而证明其能满足相应的应用