生化診斷是通過對生物體內化學物質(如血液、尿液、腦脊液等)的分析,以檢測和評估機體的生理和病理狀態的一種醫學檢驗手段。
生化診斷是IVD細分領域中發展最早、最成熟的,在化學發光興起前,曾經相當長一段時間,都是占比最大的。如今的生化診斷市場雖然處于下行趨勢,但了解生化診斷發展史對IVD從業者依然具有重大意義。
一部生化診斷發展史,就像是半部體外診斷進化史,它不僅蘊含了行業發展的寶貴經驗,更能通過歷史的脈絡,為我們提供IVD未來發展的指引。在正式開啟這段歷史前,小編想感謝三個人。
第一個是宋海波會長,他曾經留下的很多行業文字,如今已成為小編了解這段歷史最寶貴的資料。宋會長的文字,充盈著情懷與溫度,就像是體外診斷行業矗立的一座豐碑,這是一代人知識和經驗的精華。
第二個是崔相華總,他那份132頁的PPT,幫很多從業者系統了解了臨床生化領域,包括小編。他無私地分享過包括生化、發光、質譜等在內的很多行業知識,他在各大IVD新媒體平臺的直播,照亮過無數IVD人。
第三個是小編自己,這是小編第三次寫生化診斷發展史了,對于小編這種習慣了每天創作新內容的媒體人,超越曾經的自己,可能才是最難的。
19世紀初,國際上開始使用最原始的手工方法對樣本完成極少量生化指標檢測。
在這一階段,樣本、試劑等液體的吸收方法,主要是使用移液管,通過人工調節吸液量,其工作效率極低且誤差較大。
1828年,德國化學家Friedrich W?hler用無機物合成了尿素,證明有機化學過程可以通過化學反應來解釋。
這一發現開創了生物化學的先河,類似的研究使得生物體內的化學過程逐漸被理解,為生化診斷行業提供了理論基礎。
19世紀,科學家們開始探索生物體內化學物質的測量及其與健康狀況之間的聯系,逐漸認識到體內化學物質的變化與疾病狀態密切相關。
1847年,Carl Schmidt和Johannes Müller通過分析尿液成分來診斷疾病,這是生化診斷在臨床上的早期應用之一。
19世紀下半葉,隨著化學分析技術的進步,開始更廣泛地研究和應用血液、尿液等生物體液中的化學物質。
這些早期研究主要側重于識別和測量這些液體中的特定化學物質,如葡萄糖、蛋白質和電解質,逐步揭示了它們與健康狀況之間的關系。
19世紀末,生化實驗室技術開始應用于疾病的診斷,主要集中在尿液和血液樣本的分析。從這個時候開始,科學家們逐漸發現了許多與疾病相關的生物標志物。
這一時期主要利用基本化學反應和物理現象,如沉淀、顏色變化來診斷某些疾病。尿液分析是早期生化診斷的主要形式,準確性和可靠性較低,主要依賴醫生的經驗判斷。
20世紀初期,生化診斷作為一個獨立的醫學領域開始發展。最早的生化實驗室主要側重于基礎的生物化學研究。這一時期,生化診斷學的發展與化學技術的進步緊密相關。
1904年,Otto Folin采用目視比色法測定肌酐,標志著化學分析技術的進步,尤其是在生化分析中的應用。
此后的生化分析技術,主要依賴于簡單的化學反應和目視比色法,主要用于學術研究和少量的臨床應用。
1930年代,光電比色計法出現,大大提高了生化診斷中定量分析的精確性和靈敏度。這種技術的應用擴大了生化檢測的范圍,使其在臨床診斷中的應用逐漸增多。
隨著技術的進步,生化檢測的標準化逐漸形成,各種酶和底物的檢測開始普及,用于評估肝功能、腎功能、心臟功能等。
1950年2月11日,電化生研株式會社成立于日本東京,常規生化檢測試劑、生化免疫檢測試劑,是其主營業務之一。
1950年代,美國生物化學家Leonard T. Skeggs首次介紹了一種自動化的臨床生化分析儀原理。
這種設備被稱為“連續流動分析儀”,Skeggs發明的這一系統大大提高了臨床實驗室的分析效率,標志著現代自動化臨床化學分析的開始。
同期,隨著自動稀釋器的出現,液體的吸取實現了自動化或半自動化,并陸續應用半自動比色計,通過采用固定的流動式比色杯完成樣本的比色測定。
1957年,美國泰克尼康(Technicon)根據Skeggs教授的設計方案,制造了世界上第一臺自動生化儀AutoAnalyzcio。
此后,該類儀器發展十分迅速,出現了單通道、雙通道、多通道儀器,并且成為50年代到70年代末,世界市場上銷售量最大的儀器。
1950年代,尿液分析試劑帶出現,給尿液分析帶來方便,離心、層析、電泳、免疫分析、光譜分析、電化學發光等分析技術,也紛紛出現。
生化檢驗的方法得到了極大地豐富,還提高了分析的靈敏度、準確性和效率。此時,我國生化診斷主要采用自行配制的簡單試劑,實驗室技術人員主要依靠手動技術進行樣本分析。
也是這個時候,我國組合生化試劑開始走向市場。使用組合試劑可以減少實驗室操作的復雜性,降低試劑配制中的人為誤差,確保分析的標準化和結果的可比性。
1965年,分立式自動分析儀面世,它是一種開敞式的儀器,工作原理與手工操作相似,樣品各在彼此分立的反應杯中進行化學反應。
1968年,日本第一臺全自動生化分析儀,日立400型全自動生化分析儀問世,可同時檢測6個項目,最大處理能力360T/H。
1969年,離心式生化分析儀開始發展起來,由Anderson設計,其特點是化學反應器裝在離心機的轉子位置。
先將樣品和試劑分別置于轉頭內,當離心機開動后,圓盤內的樣品和試劑受離心力的作用而相互混合發生反應,之后流入圓盤外圈的比色槽內,通過比色計進行檢測。
1960年代,奧林巴斯開始生產自動生化分析儀,生化分析檢測進入自動化時代,各家產品百花齊放。此時,我國生化診斷采用組合生化試劑,也日趨成熟。
1970年,Eastman Kodak(柯達)開始了Ektachem干片分析技術的研發,目標是開發一種能用10微升生物液體(如血清、血漿、全血等)進行定量分析的干片薄層技術。
1971年,奧林巴斯(原AU系列生化分析系統生產商)研發上市了第一臺生化分析儀ACA-III,開始涉足生化臨床分析領域。
十年間,奧林巴斯ACA-III、ACA 201、ACA-V、ACA 6000等機型相繼上市,ACA-V是當時日本第一臺帶速率法的生化分析儀。
1972年,意大利駐華大使館贈送給北京協和醫院一臺連續流動式自動生化分析儀,這是我國引進第一臺自動生化分析儀。此后,自動生化分析儀的推廣應用,步伐不斷加快。
1974年,上海湖南化劑室成立,前身是一個紙盒組。
1975年,天津醫大二院引進了意大利CarlouErba二通道連續流動式自動生化分析儀。
北京生化儀器廠在研究了這兩臺儀器的基礎上,推出了三通道連續流動式自動生化分析儀,并獲得全國科技大會獎,但遺憾的是未見市場效應。
1977年,佳能首款全自動生化分析儀面市。
1978年,Eastman Kodak(柯達)幾項比色測試被轉換為薄膜格式,這標志著干式試劑片的正式誕生。
同年,上奧林巴斯ACA6000上市,分析速度達4800測試/小時,一步邁入高速生化分析領域。
1970年代,和干化學試劑相配套的反射光分析儀的發展,開辟了自動分析儀的另一分支,提高了生化分析的準確性、精密性、多功能性和分析速度。
也是在這個時期,我國開展了放射免疫分析,建立了甲胎蛋白、人絨毛膜促性腺激素、胰島素的放免測定技術。
1980年代初,美國Technicon發明了任選式測定方式儀器,可克服樣本之間交叉污染,將自動生化分析儀的水平上升到一個新高度。
此后,相繼有很多任選式的儀器推出,它可替代多通道的功能,而且多種項目可以任選,做到化驗項目的個體化。
1980年,Eastman Kodak(柯達)首批五個干式試劑片測試項目通過FDA認證,并在多個實驗室進行市場試驗,反響熱烈。
許多技術概念被納入了Kodak Ektachem分析儀的商業化產品線,其中Kodak首款干片式生化分析儀Ektachem 400也于1980年推出,提供12種分析選項。
Kodak以其精湛的化學工藝,造出了測定血清中血糖、尿素、蛋白質、膽固醇等的干式試劑片。當加上定量的血清后,在干片的前面產生顏色反應,用反射光度計檢測即可進行定量。這類方法完全革除了液體試劑,故稱干化學法。
薄膜試劑格式的離散性和優異的穩定性,以及隨機存取的儀器設計,為當時普遍采用的順序多通道分析系統提供了靈活的替代方案。
同年,日立705型全自動生化分析儀問世,這是全新一代可連續比色生化分析儀。可對反應全過程測光(速率分析),可同時檢測19個項目,儀器更加小型化。
1981年,科華生物成立,生產凝血酶原時間測定試劑、乙肝血球等產品。
1982年,衛生部臨床檢驗中心成立,隨后各省市臨床檢驗中心也相繼成立。
同年,奧林巴斯AU500上市,這是AU系列第一次出現了帶ISE單元的生化分析儀。
1983年,上海湖南化劑室職工增加到20名,是當時生產生化試劑的專業單位,當時80%的職工是青年,文化程度最高的是兩個高中生。
在當時沒有技術、資料、設備、資金的情況下,他們通過各種方法和途徑開發新產品,從無到有,逐步增加到20個品種,主要生產類風濕膠乳和蛋白電泳用麗春紅染液。
1985年,奧林巴斯AU700上市,具備自動隨機測試功能。
1986年前后,荷蘭Vital公司引進的MicroLab半自動生化分析儀,引進數量達數千臺。
為了使國內臨床實驗室的自動化進程與國際發達國家的差距縮小,研制全自動生化分析儀成為了當時國內檢驗醫學的首選課題。
1988年3月1日,北京中生生物工程高技術公司(中生北控前身)成立,是中國科學院生物物理研究所的所辦企業,以蛋白質產業為主業,主要從事IVD行業。
1989年,復星長征成立。之后復興實業通過股份轉讓,將復星長征納入復星大家庭,新冠期間,復星長征正式更名為“復興診斷”。
1980年代,PCR將生物化學檢驗與分子生物學檢驗向前推進了一大步。
單克隆抗體制備技術的廣泛應用,免疫濁度法、酶免疫等檢測技術迅速發展,臨床化學、免疫學學科與技術之間的交叉和相互滲透,使越來越多的臨床化學檢驗采用了免疫學技術。
這一時期,在全國范圍內,陸續出現了一些作坊式的、非主營的體外診斷試劑生產企業。放射性同位素標記法,在國內風光無限,并獨領風騷直至九十年代末。
1980年代未,尿沉渣自動分析儀研制成功,實現了尿液分析的定量,提高了尿液分析的敏感性和特異性。采用固相酶、離子特異電極和多層膜片的干化學分析儀,也研制成功。
1990年代初,奧林巴斯上市了AU560、AU5200和AU1000三款機型,AU系列分立式生化分析儀逐漸發展成熟。
1990年代,佳能開始陸續向中國市場引進生化設備,日本東芝(TOSHIBA)代設計生產的一系列全自動生化分析儀TBA-FR系列上市,日立進入中國市場。
一大批IVD生產企業和進口代理企業,如雨后春筍,生化試劑行業異常活躍。生化生產線日益豐富成熟的同時,各企業也朝著生化儀器、免疫試劑等多方面進行擴張。
全自動尿液分析儀和尿沉渣分析儀相繼問市,三分群血液分析儀開始廣泛應用,血細胞自動涂片、分類儀器問世,我國生化診斷開始采用全液體型生化試劑,生物芯片技術飛速發展。
1992年,迪瑞醫療成立,主營尿液分析、尿有形成分分析、生化分析、血細胞分析、便潛血分析等系列產品及相關配套的試紙試劑,也是后來的國產“尿檢之王”。
1992年,長春匯力生物技術有限公司成立研究所,是東北三省也是全國成立最早、最專業的體外診斷試劑廠之一。
1992年,長春塞諾邁德醫學技術有限責任公司成立。
1993年,普朗集團創立,總部設在北京,集團旗下有十一個實體。
1993年10月,浙江夸克生物科技有限公司成立。
1994年,奧林巴斯AU系列進口生化分析儀開始進入中國市場。
1994年,邁克生物創立,最初通過代理國際生化診斷產品起家。隨后,公司逐漸轉變為代理產品與自主產品協同發展的模式。
1994年,中生北控研發的半自動生化分析儀獲得中國科學院科技進步三等獎。
1995年,迪瑞研發出國內首個尿10項尿液分析試紙,后續開始涉足診斷儀器研發,先后研發出全自動尿液分析儀H-800、全自動800速生化分析儀CS-800等產品。
1995年,上海執誠生物科技有限公司創立。
1996年,北京松上技術有限公司成立。
1997年,日立于蘇州工業園區成立的全資子公司HIS,生產日立自動生化分析儀等產品。
同年9月30日,浙江東甌生物工程有限公司成立(目前已注銷)。11月,利德曼成立,做生化試劑起家。
1998年,全球第一臺模塊化生化分析儀,日立7600系列全自動生化分析儀上市。可根據客戶需求構建最佳系統,D模塊2400T/H,P模塊800T/H。同年,奧林巴斯AU400上市。
1999年,奧林巴斯大型全數碼化分立式任選型儀器AU640全自動生化分析儀上市,是AU600改進升級款,在市場上大受好評。隨后,奧林巴斯AU2700和AU5400相繼上市。
1990年代后期,生化分析儀器逐漸向高通量和信息化方向發展,計算機技術的結合使得數據處理和管理更加高效,全球生化檢測市場得到了廣泛發展。
在19世紀初期的手工分析到20世紀的自動化技術飛躍,生化診斷行業的全球發展歷程充滿了創新與突破。
外資企業主導了這一領域的發展,通過技術革新和產品優化推動了生化診斷的標準化和自動化進程。然而,隨著時間的推移,外資企業的主導地位開始受到挑戰,尤其是在中國市場。
接下來,我們將深入探討21世紀以來國產生化診斷企業的崛起,以及它們如何在全球競爭中逐步占據一席之地。
21世紀初,全自動5分群血液分析儀已成為各大型醫院檢驗科常規檢驗的主要儀器。
生化分析儀器逐漸向模塊化和集成化方向發展,實現自動化,提高了檢測速度和準確性。酶免疫分析和放射免疫分析技術的引入,極大提高了檢測靈敏度。
除了傳統的比色法,熒光法、化學發光法、分子生物學等新技術逐漸被引入生化檢測,進一步提高了檢測的靈敏度和特異性。
2001年,浙大醫學院第一附屬醫院引入日立PAM+7600系統,智能模塊組合設計,這是中國第一條生化流水線。
同年,羅氏MODULAR? ANALYTICS上市,東芝TBA-120FR上市。九強生物創立,生化業務起家。
2002年,東芝TBA-400FR上市。邁瑞投身于生化市場,從單機版、低通量開始做起。同年12月,由中國科學院長春光機與物理研究所研制成功我國第一臺全自動生化分析儀。
2003年,日立7180型全自動生化分析儀上市,單機速度之王。邁瑞BS-300全自動生化分析儀投入臨床應用。美康生物創立,從生化試劑起家。
2004年,科華生物在深圳中小板上市。9月22日,廣州科方生物技術股份有限公司成立。
2005年2月18日,寧波瑞源生物科技有限公司成立。同年,上海迅達醫療自主研發的8通道急診生化分析儀,是當時國內市場上唯一的國產化8通道急診生化分析儀。
2006年2月27日,中生北控港股上市。同年,羅氏cobas? 6000 analyzer series上市。
2007年1月,西門子53億美元收購拜耳診斷,生化儀有ADVIA系列。同在1月,四川新健康成、寧波普瑞柏相繼成立。
同年,電化生研株式會社研發出可直接檢測小而密低密度脂蛋白(small, dense LDL)中膽固醇的技術。科華開始上市自研的卓越(ZY)400系列生化分析儀。
2008年,迪瑞研制成功CS-800全自動生化分析儀,成為了我國第一臺800速的生化分析儀器。自此國產生化分析儀擺脫了在基層醫院應用的現狀,逐漸向中高端市場進軍。
2008年,重慶中元匯吉成立。北京九州泰康成立。這一年,全球醫學分析儀主要市場被美國、歐盟、日本占據,市場份額約72%,中國醫學分析儀市場份額約為5%。
2009年,貝克曼庫爾特以774.5億日元(約40億人民幣),收購奧林巴斯旗下生命科學部門的臨床檢驗業務。此后,日立、羅氏和貝克曼庫爾特主導了中國高端生化分析儀市場。
同年5月,羅氏生化系列cobas 4000之C311,中國最新上市。
2010年,羅氏cobas? 8000 modular analyzer series上市。
同年5月28日,科技部下發《關于下達2010年度國家有關科技計劃項目的通知》(國科發計[2010]265號),迪瑞醫療全自動生化分析儀CS-240、CS-400、CS-800被列入《2010年國家重點新產品計劃》。
2011年,東芝TBA-2000FR上市,生化:1600T/H,ISE:600T/H,65個試劑位+3個電解質, 架式進樣,壓電攪拌。
2012年2月16日,利德曼成功在深圳創業板上市。3月6日,安徽伊普諾康生物技術股份有限公司成立。同年,邁瑞推出BS-2000M。
同年12月,由張秀明、黃憲章、曾方銀、劉忠民等主編的涵蓋臨床生化檢驗所有內容的專著《臨床生化檢驗診斷學(上、下冊)》,由人民衛生出版社出版。
2007-2012年,利德曼和九強在中國生化診斷領域,有著“生化雙雄”的江湖地位。
2013年,九強生物開始與雅培合作,雅培的生化儀器與九強的生化試劑開始聯動銷售。
同年,九州泰康建立了酶化學和穩定的免疫透射比濁研發技術平臺,在靈敏度、線性方面充分發揮技術優勢。
2014年9月10日,迪瑞醫療在深交所創業板上市。9月,利德曼收購德賽診斷系統(上海)70%股權,后又收購剩余股權。10月30日,九強生物在創業板上市。
2015年,日立LABOSPECT008AS全自動生化分析儀上市,全新LABOSPECT系列2000速生化分析儀。同年5月,邁克生物上市。
2016年3月,佳能與東芝正式對外宣布,佳能以6655億日元(約合383億元人民幣)的總價收購東芝旗下的醫療設備部門。
同年12月,安圖以1.695億收購香港盛世君暉75%的股權, 盛世君暉擁有佳能(東芝)全自動化生化分析儀在中國區(港澳臺除外)的獨家代理權,10年后還打算收購剩余的25%。
安圖通過與佳能醫療的戰略合作,相繼推出多款生化檢測儀器,增強了市場競爭優勢。
同年,九強開始與羅氏合作,提供適用于cobas c701/702、cobasc 501/502、cobasc 311、Modular P等儀器的生化試劑在中國進行銷售,首批合作項目為21種產品。
2012-2016年,中國生化企業當中,寧波美康一騎絕塵,“試劑+儀器”的營銷方案使其無往而不利。
2017年5月,安圖以2.025億收購百奧泰康75%的股權,補齊了生化檢測試劑板塊,獲得119個注冊證號產品。
此后,安圖的生化診斷領域的布局完成:佳能生化儀總代理+北京安圖的試劑(百奧泰康更名)。
2017年,美康生物和日立診斷達成戰略合作,獲得華中區域的生化分析儀全線產品總代理。
美康生物配套日立008/006儀器的試劑,率先通過日立診斷的認證,成為國內最早、項目最全的國產試劑戰略合作伙伴。
2018年,日立3110型全自動生化分析儀首次迎來國產化,體積小巧,智能化。同年12月,利德曼控股股東變更為廣州高新區科技控股集團有限公司,該企業為國有獨資。
2018年以前,生化診斷還是中國IVD最大細分市場,在體外診斷試劑市場上,占比能達到36%,而化學發光只有不到15%。
2019年,我國國務院發布的《國家支持發展的重大技術裝備和產品目錄(2019年修訂)》中,全自動生化分析儀被列入鼓勵發展產業,要求到其年銷售量要大于等于1000臺。
政策的要求,以及國家對于基層醫療的支持,我國全自動生化分析儀市場規模不斷擴大,到2019年約為40億元。
不過此時,我國生化診斷市場增速5%左右,是所有IVD細分賽道中增速最低的,更大大低于整個IVD行業約16%的增速。
2019年,日立3500 & LST006全自動生化分析系統上市。美康生物生化產品線實現重大突破,推出國內首款無條件恒速2000測速全自動生化分析儀MS-2080。
同年11月,科華生物推出了Polaris(北極星)c2000,2000速全自動模塊式生化免疫分析系統。
2016-2019年,中元匯吉大放異彩,伊普諾康、普瑞柏、博源也都有不俗的表現。
2020年8月,央企華潤集團實際控股迪瑞,創始人宋勇家族出讓股份變現25.2億元,變為小股東。9月25日,NCLM期間雅培正式發布全自動生化分析儀Alinity c。
同年,九強生物加入國藥集團,國藥占股16.63%,為第一大股東。九州泰康由華大吉比愛收購控股,形成吉比愛生化試劑產線。2020年中國生化診斷行業市場規模約為161億元。
2021年,全自動生化分析系統日立3500在中國生產、銷售。九強與雅培又加深了合作,在Alinity上也進行了合作。
同年4月30日,貝克曼庫爾特和九強在上海舉行戰略合作簽約儀式,就生化檢驗項目開展深度合作。同年,邁瑞推出“十年磨一劍”的產品BS-2800M。
同年9月,亞輝龍與美康生物合作試劑,與日立合作生化免疫流水線。同年10月13日,新產業宣布與藍怡合作生化分析儀, BRS-SIB超高速生化/免疫流水線系統。
2022年2月16日,新產業與中生北控達成戰略合作關系,雙方將在生化檢測領域開啟戰略合作。10月,新產業全自動生化分析儀Biossays C8上市,亞輝龍收購波音特生物。
自此,國產“發光五虎”邁瑞、新產業、安圖、邁克、亞輝龍,紛紛完成了生化診斷的布局。
發光企業對生化企業,有一種“降維打擊”的感覺,相對而言生化企業布局發光業務,成功的案例不多。
2022年12月,由江西醫保局牽頭的23省肝功生化類檢測試劑省際聯盟集中帶量采購,這是首個聯盟類存量市場的集采行為,此次帶量采購,平均降幅68.64%。
2022年,全球生化診斷市場占比全球體外診斷市場約15%,同期,我國生化診斷市場占比全球體外診斷市場約19%。
2023年3月底,亞輝龍正式發布自主研發生化平臺iBC900系列。6月30日,日立全自動生化分析儀LABOSPECT 008 α實現蘇州產。
同年7月,佳能TBA-FX8獲批國產上市,華潤徹底接管迪瑞,邁瑞醫療9億人民幣收購DiaSys 75%的股權。
同年8月,江西對16種腎功生化試劑和13種心肌酶生化試劑集采。至此,肝功26項+腎功心肌酶29項,一共覆蓋了生化試劑的55個項目,市場體量占比達到70%以上都要參加集采。
同年10月,佳能國產高端全自動生化分析儀TBA-FX8在大連工廠正式下線并交付。
從代理國外品牌起步,到與國際品牌建立戰略合作,再到不斷深化自主研發,國產生化診斷企業經歷了從弱到強的轉變,逐步實現了國產替代的發展路徑。
然而,隨著發光等新興技術的崛起和集采的推進,生化企業的生存環境愈發艱難,昔日的生化龍頭企業紛紛被國企收購。
少數國產生化企業成功實現多元化運營,涉足分子、發光、POCT等領域,不斷尋找新的增長點,迎接更為復雜的市場挑戰。
生化診斷作為IVD行業的奠基者,曾憑借其成熟的技術和廣泛的應用占據行業主導地位。
自19世紀初手工分析尿液和血液開始,生化診斷經歷了從人工操作到自動化分析的漫長演變,推動了整個IVD行業的發展。
然而,隨著技術的不斷進步和新方法學的興起,如今的生化診斷市場正逐漸被化學發光等先進技術取代,行業整體呈現出下行趨勢。
盡管生化診斷在技術方法上不再占據優勢,全球和中國的生化診斷市場雖然逐漸縮小,但它的歷史和經驗依然對IVD從業者具有深遠的指導意義。
如今,生化診斷作為IVD細分賽道中的“沒落貴族”,仍在IVD行業發揮著余熱,同時也為新技術的應用和發展提供寶貴的經驗和借鑒。