摘  要 / Abstract

實驗室自制試劑（laboratory-developed test，LDT）是指由實驗室內部開發使用、不需要經過商業注冊的體外診斷試劑（in vitro diagnostic medical devices，IVDs）。自制試劑涉及技術廣泛，如高通量測序技術、質譜技術、流式細胞分析技術等，能夠結合基因組學、轉錄組學、蛋白質組學、代謝組學等多種組學技術，成為研究遺傳病生理病理機制的重要技術方法。中日友好醫院被指定為我國10 家自行研制使用體外診斷試劑的試點醫療機構之一，率先開展多組學自制試劑實驗室建設。本文對醫療機構建設多組學自制試劑實驗室的必要性、建設實踐和運行風險等進行闡述。

Objective: Laboratory-developed test (LDT) refers to in vitro diagnostic medical devices (IVDs) developed and used internally within the laboratory, requiring no commercial registration. LDTs involve a wide range of technologies such as highthroughput sequencing, mass spectrometry, flow cytometry, and bring together various omics technologies such as genomics, transcriptomics, proteomics, and metabolomics. They have become an important technical approach for understanding the pathophysiological mechanisms of genetic diseases. China-Japan Friendship Hospital, designated as one of the ten pilot medical institutions for LDTs in China, has taken the lead in constructing a laboratory for multi-omics LDTs. This article elaborates on the necessity, practices, and operational risks of building a laboratory for multi-omics LDTs in a medical institution.

關 鍵 詞 / Key words

醫療機構；多組學；實驗室自制試劑；體外診斷試劑；監管

medical institution; multi-omics; laboratory-developed test; in vitro diagnostic medical devices; regulation

歐美等國家和地區的醫學中心或臨床實驗室將實驗室自制試劑（laboratory-developed test，LDT）作為商業注冊試劑（CE-certified IVDs，CE-IVDs）的補充，用于解決臨床緊急需求， 對醫療的發展具有重要意義。在我國，根據新修訂《醫療器械監督管理條例》第五十三條， 支持有條件的醫療機構自行研制使用體外診斷試劑（ 以下簡稱自制試劑）實踐[1]。由于我國自制試劑的制備、應用及其監管體系與國外現行體系存在差異， 國家藥品監督管理局會同國家衛生健康委員會發布《關于開展醫療機構自行研制使用體外診斷試劑試點工作的通知》，將中日友好醫院等10 家醫療機構定為試點單位， 以探索我國自制試劑的應用和管理模式。中日友好醫院結合學科發展特點率先開展多組學自制試劑實驗室建設， 為監管部門和其他醫療機構提供“先行先試”經驗。本文對醫療機構建設多組學自制試劑實驗室的必要性、建設實踐和運行風險進行闡述。

1、醫療機構建立多組學自制試劑實驗室的必要性

1.1 自制試劑的定義

國際上，一般使用美國食品藥品監督管理局（FDA）對于自制試劑的定義：醫學檢驗實驗室自行研發、驗證和使用的檢測方法，僅在研發實驗室內部使用，不作為商品出售的IVDs[2]。歐美等國家和地區的實驗室檢測通常同時使用CE-IVDs、科研試劑（research use only，RUO）和實驗室內部試劑（in-house IVDs，IH-IVDs）。一般認為IH-IVDs 等同于實驗室自制試劑，但是也有部分國家和地區將實驗過程中對CE-IVDs 進行重大改變或將RUO 應用于臨床檢測歸屬于自制試劑范疇[2-3]。

1.2 國內外自制試劑開展情況

國內外自制試劑的開展情況不一致。調查顯示，歐盟95% 的實驗室檢測通過CE-IVDs 完成,剩余部分則需要通過自制試劑完成[4]。在美國，從臨床實驗室出現伊始，自制試劑就開始應用[1]。據統計，美國LabCorp 檢測機構開展的自制試劑項目達5000 多項[5]，形成了FDA 與醫療保險和醫療補助服務中心（CMS）的“放”和“管”監管體系[6]。歐洲和日本的實驗室也開展了自制試劑項目，但是沒有明確的監管定義和與此相關聯的醫療費用支付報銷制度。其中，日本大約有40 個自制試劑的檢測費用可以由醫保支付[7] ；德國SYNLAB 檢測機構開展的自制試劑項目多達5000 多項[5]。

我國在2021 年之前，由于支持自制試劑發展的相關政策尚未出臺， 該領域相較于歐美等國家和地區起步較晚。文獻統計顯示， 我國三級甲等醫院開展的自制試劑項目在500 項左右， 無論是數量還是種類都與歐美等國家和地區相距甚遠，且大多僅用于臨床研究， 無法滿足臨床診療日趨增長的個體化與精準化需求[5,7]。

1.3 自制試劑監管

在美國， 只有通過美國《臨床實驗室改進修正案》（Clinical Laboratory Improvement Amendments，CLIA） 認證的實驗室才可以進行自制試劑檢測，并且這些實驗室必須擁有符合標準的質量保障體系、設備設施并配備相應資質的人員等。CMS負責監管自制試劑業務，并制定了臨床實驗室人員專業性、質控能力、產品驗證和實驗記錄等方面的相關標準。然而，在當前的標準下，自制試劑的準確性沒有得到充分監督，這可能會導致巨大的安全隱患，特別是對于高風險的檢測，其結果的準確性將影響臨床決策，甚至可能危及患者安全。因此，需要加強自制試劑監管框架，從而確保臨床檢測安全有效進行。自2020 年起，美國《驗證準確的前沿體外臨床檢測發展法案》（Verifying Accurate Leading-edge IVCT Development Act，VALID）多次被提案至美國國會，旨在授予FDA 審查和批準體外臨床檢測的權力，但均被否決。2023 年9 月， 美國FDA發布的監管新規征求意見稿指出，即便檢測試劑是實驗室生產的，也將被按照IVDs 進行監管。此外，FDA 計劃逐步取消對自制試劑項目的寬限，對其采用與其他IVDs相同的監管方案。由此可見，對于自制試劑項目的開展，尤其是高風險項目，需要更加嚴格的監管措施，以保證患者安全。目前，我國自制試劑仍處于起步階段，相關監管措施還在探索中。

1.4 醫療機構建設多組學自制試劑實驗室的必要性和可行性

自制試劑作為沒有注冊許可的IVDs 有著非常重要的臨床意義。在美國，以下情況迫使一些醫學中心或臨床實驗室通過自制試劑來應對臨床緊急需求[4] ：臨床有緊急需求的檢測項目， 但是市場上沒有經過FDA 批準的CE-IVDs ；某些專業檢測項目的市場份額太小，無法吸引商業參與；罕見病或孤兒病的檢測由于相關試劑開發費用過于昂貴，只能依靠RUO ；經濟效益有限的CE-IVDs 從市場上消失等。自制試劑主要集中在傳染病檢測、腫瘤學檢測、人類基因檢測、毒物和微量元素分析、罕見病或孤兒病檢測等領域。

利用單一組學技術不能完全解讀人類疾病的復雜性，基因組學、轉錄組學、蛋白質組學、代謝組學等多種組學數據相結合的多組學技術已成為一種應用日益廣泛的用于理解遺傳病生理病理機制的技術方法[8]。自制試劑覆蓋范圍很廣，通常應用高通量測序技術、質譜技術、流式細胞分析等，對遺傳性或獲得性疾病相關基因型和表型、基因突變進行檢測，用來評估高風險疾病和相對常見疾病[9]。在醫療機構建設多組學自制試劑實驗室，不僅有助于彌補CE-IVDs 不足的困境，滿足精準醫學診療需求，還能通過多維組學技術組合對患者進行綜合分析[10]，從而更透徹地了解疾病病因，如分析更多的基因組，尋找和評估更佳的生物標記物和藥物作用靶點，開發新的分子診斷工具，加快新療法的應用，以及建立可靠的臨床前實驗模型，協助選擇更為有利的精準治療方式[11]。試點醫療機構具備完善的檢驗檢測平臺、專業的技術人員、完備的診療科目、高水平執業醫生以及齊備的研究中心或科研職能部門，能夠滿足自制試劑從實驗室檢測到臨床應用以及科研轉化的全鏈條需求，推動多組學數據整合。

2、醫療機構多組學自制試劑實驗室的建設實踐

2.1 組織結構

2.1.1 成立專項工作組

多組學自制試劑實驗室存在以下特點：使用自制試劑而非注冊試劑，多個檢測組在同一個實驗平臺工作，承擔實驗研究、臨床檢測和科研轉化工作，需要醫療機構整盤管理和推動。中日友好醫院成立自制試劑專項工作組，由主管院領導牽頭，醫務處、醫學工程處、藥學部、科技中心等相關職能部門參與其中。工作組整體統籌實驗室建設籌備工作，在項目啟動前進行評估和調研，提出人力、設備和場所需求；統籌人員和物資的調度，指導項目推進；制訂實驗室建設和運行方案，指導實驗室的臨床檢測和科研工作。

2.1.2 建立自制試劑中心

自制試劑中心設立有檢測部、質控部、科研與大數據部。檢測部下設準入委員會和5 個檢測組（感染性疾病檢測組、個體化精準用藥檢測組、腫瘤液態活檢檢測組、質譜檢測組、分子病理檢測組），負責項目準入和臨床檢測工作。質控部下設質控專家組，負責監督和指導室內質控、室間質評和實驗室間比對工作，同時負責項目退出。科研與大數據部下設生信團隊和倫理委員會，負責生信分析、項目倫理審核和科研轉化。

2.2 實驗室和信息系統設計

2.2.1 實驗室設計

依據《臨床分子病理實驗室二代基因測序檢測專家共識》[12]相關要求，建設一個多組學的自制試劑實驗室。實驗室分區包括：試劑儲存區、樣本前處理區、試劑準備區、樣本制備和提取區、文庫制備區、雜交捕獲區、多重PCR 區域( 第一擴增區)、文庫擴增區、文庫檢測與質控區( 第二擴增區)、測序區、數據存儲區。實驗室不同組學實驗平臺依據檢測樣本和方法的差異進行有機整合，在前處理和建庫時嚴格區分微生物樣本、血液樣本與組織樣本；將測序實驗室、基因芯片掃描室和質譜室分區設置；將數據存儲和生信分析設在清潔區域。實驗室建筑設計見圖1。

2.2.2 信息系統設計

多組學自制試劑實驗室作為新型實驗室業務建設，其信息系統包括檢測系統和生信系統。檢測系統用于保證信息流的暢通，并且與院內現有系統高度集成，覆蓋醫囑申請、條碼打印、標本送檢、標本簽收、標本檢測、測序平臺對接、報告審核、結果查看和報告打印等環節。生信系統是基于測序數據庫的數據分析平臺，能夠幫助自制試劑實驗室高效存儲、管理和分析大量測序數據，從而提高實驗室的研究效率和科研成果產出速度。信息系統具體流程見圖2。

2.3 試劑制備和科研轉化

自制試劑內部研發完成后，可以在醫療機構內部的生產車間進行制備，也可以委托具備條件的生產廠家進行制備。由于試劑制備車間有嚴格的分區管理和潔凈度要求，醫療機構內部一般很難達到相關要求，通常以委托制備的方式進行。具體而言，醫療機構與有資質的生產廠家簽訂委托生產協議，并形成自制試劑委托生產管理制度，制定相關程序文件對委托制備廠家進行質量控制。試劑委托制備廠家資質審核和生產環節受藥品監管部門的監督和管理。自制試劑中心的科研轉化主要集中在將自制試劑轉化為CE-IVDs，因此在項目準入時，自制試劑中心的科研與大數據部和醫院的科技中心提前介入，協同完成學術和倫理審核，推進成果轉化。

2.4 項目管理

2.4.1 項目準入

自制試劑中心的準入委員會負責新項目的準入評價，準入委員會由檢驗專家和臨床專家組成。對于準入項目，由檢測組提供項目的臨床前確認文件，準入委員會依據項目的安全性、有效性、準確性和臨床必要性等進行準入前評價[11]，尤其要考慮項目的臨床價值與臨床可用性。獲得實驗室內部準入許可的項目通過學術委員會、倫理委員會和醫療委員會審批后，被呈報至上級藥品監管部門備案審批。

2.4.2 項目質控

檢測組嚴格按照樣本處理、文庫建立、上機測序、測序產物分析等相關流程開展檢測工作，嚴格進行室內質控，以保障檢測質量。自制試劑中心質控部指導室內質控、室間質評和實驗室間比對。鑒于自制試劑的特殊性，大部分項目很難進行室間質評，可以通過比對不同實驗室之間的相同項目積累項目質控經驗。

2.4.3 項目退出

自制試劑項目開展的主要目的是解決緊急的臨床問題，在臨床應用過程中，可能出現安全性、準確性和有效性方面的問題。此時，由自制試劑中心質控專家組負責項目退出。出現以下情況之一的項目應退出：自制試劑被成功轉化為CE-IVDs， 可以在不同實驗室間推廣使用；出現確定的質量問題等。此外，實驗室間比對出現數據偏差的項目由質控專家進行分析。

3、對醫療機構多組學自制試劑實驗室建設的建議與思考

3.1 實驗室污染風險管控方案

多組學自制試劑實驗室將微生物樣本、血液樣本和組織樣本放在同一個實驗室平臺，進行第二代測序、病原微生物宏基因組測序、基因芯片掃描和質譜檢測等復雜操作。在操作過程中，需要經過樣本制備、提取、擴增、建庫和測序等相關環節，容易出現樣本間相互污染的情況。因此在實驗室設計過程中，前處理和建庫時微生物樣本、血液樣本與組織樣本應嚴格分開；測序實驗室、基因芯片掃描室和質譜室應分區設置；操作過程應嚴格按照單一動線走向；實驗室內應安裝紫外線燈、水浴箱等去污滅活設備。

3.2 項目風險管控方案

自制試劑為實驗室自行研發、內部使用、自行制備或需要委托制備的試劑，在使用、知識產權保護等方面存在一定的風險。開展自制試劑項目的醫療機構需要制定嚴格的項目準入、自制試劑制備、實驗室質控、項目退出和知識產權保護相關管理制度。自制試劑中心內部設準入委員會、質控專家組和倫理委員會等進行項目審核和風險排查；醫療機構通過學術委員會、醫學工程處和科技中心指導自制試劑委托生產和科研轉化。藥品監管部門對相關項目進行備案審批，對自制試劑生產環節進行監管；衛生行政部門對實驗室資質進行審核，并對檢測環節進行監管。

3.3 信息風險管控方案

人類基因信息受法律保護，實驗室測序信息只能控制在實驗室內部。因此，在搭建實驗室信息平臺時，應當高度重視信息保護，只能使用院內系統。對于生信分析，在實驗室建設前期，可能會使用其他公司的數據庫，處理數據庫信息時必須嚴格使用單機版系統。

自制試劑的產生是為了解決緊急醫療需求和注冊試劑不匹配的矛盾，對于醫學的進步和發展有非常重要的意義。自制試劑的發展和多組學技術的廣泛應用，在為精準醫學帶來發展機遇的同時也帶來了風險和挑戰。我國自制試劑發展相對滯后，2021 年實施的新修訂《醫療器械監督管理條例》允許符合條件的醫療機構開展自制試劑后，如何在發展自制試劑的同時有效防控風險是監管部門關注的重點。國家藥品監督管理局會同國家衛生健康委員會將中日友好醫院等10 家高水平醫療機構定為試點單位，以期提供“先行先試”經驗。目前，中日友好醫院已完成組織管理架構、實驗室建設、信息系統建設、院內項目管理制度等前期試點工作。由于項目備案審批尚未完成，醫院研發項目尚未投入臨床運行，以上經驗僅供其他醫療機構在自制試劑實驗室建設初期借鑒。

引用本文

鄔巧玲,趙建康,賈紅兵,陳皇,高芃,張瑞蘋,郗雅琪,楊瑞,陽玥,崔勇*.醫療機構多組學自制試劑實驗室的建設實踐與思考[J].中國食品藥品監管,2024(3):28-33.