【分享】IVD原料在產品性能評估中發揮了70%的作用

在體外診斷試劑產品性能評估，原料占70%，工藝占20%，思路占10%。按《體外診斷試劑分析性能評估指導原則》，主要的分析性能評估項目有：檢測限、線性范圍、可報告范圍、準確度（回收實驗）、準確度（方法學比對）、精密度、干擾實驗、穩定性、參考值。目前國際上通常是以美國臨床實驗室標準化組織（CLSI）的相關標準為依據。產品性能評估是產品研發、制定產品標準等過程的重要技術支持研究過程，并可能對產品質量造成一定影響。在整個研發過程中，涉及原料、工藝和思路，因為行業處于黃金發展階段，很少去關注和優化整個研發流程，如果沒理順這三者關系，整個研發流程會陷入盲目與不可持續。剛接觸研發時，一般是以現有體系，包含穩定的配方體系（包被緩沖液、封閉緩沖液、酶標緩沖液、校準品稀釋液、發光底物液）和工藝流程，一切就著拿來主義，用已有的配方，就著已有的工藝，按著流程操作，多數工作用于篩選配對，分析數據。這個入門階段，一般至少維持2-3年，因為配方體系和工藝體系（以下簡稱工藝，包含配方和體系）是前人通過大量研究成果而建立的，一般比較穩定，較少修改（就算要改進，權限也是在研發總監手中），加上整個研發思路已經流程化，不用思考太多。很多新技術員，通過這種配對篩選后，會從一定數量的配對中篩選出比較合適的配對，進行下一環節研發，很容易就得出，一個試劑盒好壞，基本取決于原料質量，如果沒有篩選到好原料，或者碰到難項目，就無從入手。我們將原料、工藝和思路，細細拆解來分析，目的是理清性能評估項目中，哪些項目是原料決定的，哪些項目是工藝決定的，哪些項目是兩者共同影響的，促進研發思路的形成與成熟，希望能夠拋磚引玉。

1原料

我們將免疫試劑中關鍵原料提煉出來，分為兩塊：抗原抗體和特殊成分。
01抗原抗體

免疫試劑一般可以分為兩個過程：免疫反應和顯色反應。免疫反應是核心，將待測物特異性地從復雜樣本中分離出來，這一環節的好壞，直接決定整個試劑的核心質量。

在工業生產上，免疫檢測用的抗體，一般是通過工程菌表達抗原片段，免疫動物，進行多克隆或者單克隆抗體制備，然后得到的抗體，進行配對篩選，選出合適的配對應用于免疫檢測。在這個過程中，由于待測抗原一般都是天然抗原（少數科研檢測重組抗原），而制備和篩選抗體一般又是使用重組抗原，因此會帶來很多應用問題，這個對抗體制備商來說，值得重視。

02特殊成分 

免疫反應做為一個脆弱的非共價鍵結合過程，整個反應受時間、干擾物、橋聯物、結構類似物等影響，為消除這些不良影響，一般在緩沖體系中會增加一些特殊成分，這些特殊成分我們定義為次要原料，在工藝中詳述。

2工藝

工藝包含配方體系和工藝流程，兩者相輔相成。所有的配方和工藝，是為保障和提高產品性能而設計的，當原料無法滿足產品性能要求時，如何通過配方工藝來提高，或者說，哪些性能能通過配方工藝來提高，如何來提高，哪些只能由原料決定，這個在我們研發職業生涯中，要不斷積累與完善。

01配方體系 

配方體系可以拆解為緩沖體系和改進體系。

（1）緩沖體系 一般的緩沖體系，在教科書、產品說明書、論文中均可見到，主要包含離子對類型、離子濃度、pH值等內容，非保密配方，比較容易理解與掌握。

（2）改進體系 因為免疫反應的非共價鍵結合的脆弱性，依靠一個簡單緩沖體系，要獲得很好的反應結果，是比較困難的，針對這種問題，科學家設計了各種改進體系，這些體系下面，又有各種方法產生。

A、降低本底體系

使用合適的包被、標記濃度，一般采用棋盤滴定確定。

加入增加溶解率，降低非特異吸附的物質，如曲通、吐溫。

B、減少干擾體系

加入正常鼠血清或者鼠IgG，降低人抗鼠抗體影響

加入阻斷劑，降低類風濕因子干擾

C、減少前帶效應體系

適當提高包被和標記濃度，兼顧本底

加入檢測抗體裸抗，兼顧靈敏度

D、增加靈敏度體系

加入曲通、吐溫等

加入特殊物質，如S19

E、提高檢出率體系

多個抗體聯合使用，如CnTI項目

F、提高穩定性體系

緩沖液加入保護性蛋白、糖類、小分子化合物

G、等等其他體系 隨著研究深入，這個目錄會不斷增加，相應的方法也會不斷增多。

02工藝流程  

工藝流程，又包含生產工藝流程和試劑盒檢測操作工藝流程兩個方面。

（1）生產工藝流程 生產工藝流程，對整個的產品性能，有非常大的影響，比如預包被板制備工藝，包被、封閉、干燥的溫度、時間，對整個性能影響很大，需要研發摸索。

（2）檢測操作工藝流程 相比生產工藝，試劑盒的檢測操作工藝，對性能影響更大，一步法、兩步法，加樣量，加樣順序，溫育溫度，溫育時間。

3思路

我們分析原料與工藝，就是為了找到一個合適的研發思路，指導研發過程，提高研發效率，整個研發思路，我們再劃分為產品研發和改進研發兩個問題。
01產品研發

產品研發是一個從無到有的過程，多數是根據市面上已有的試劑，研發自己公司沒有的產品。這個過程占研發的大頭，我們再將其細分為初步研發、預臨床實驗和穩定性測試三個過程。所有的研發，我們都必須知道，一個性能項目，他是怎么評估的，哪些因素會影響這個性能，如何改進，我們以雙抗體夾心為例列舉。

（1）初步研發 初步研發時，一般重點強調三個活性成分：包被抗體、檢測抗體、校準品。包被抗體和檢測抗體，會有一個經驗濃度，校準品一般用合適基質，將抗原或者高值樣本進行梯度稀釋，獲取的梯度濃度進行第三方賦值，追溯到國際、國家或者企業標準品。

初步研發多數是在做配對篩選，只需要用檢測限、線性范圍、可報告范圍這三個性能評估項目，即可篩選出候選配對。比如拿到10株抗體，可以做成100個配對，進行篩選，選出初步可用的候選配對若干對。

對初篩的候選配對，進行精密度、準確度（回收實驗）、干擾實驗評估，通過這些實驗，再二次篩選候選配對。

（2）預臨床實驗 不涉及臨床血清樣本的初步研發都完成后，獲得一定的候選配對，進行預臨床實驗，主要是評估準確度（方法學比較）和參考值區間。

（3）穩定性測試 通過上面兩個步驟，試劑盒初步成型，活性組分（包含預包被板、校準品、酶標抗體）的穩定性，需要一一評價與改進，直到滿足要求。

02改進研發 

整個試劑盒的研發，最終就是為了檢測臨床血清樣本，所有的分析性能評估項目，也是為這個目的而設計，但是在整個研發過程中，不管是預臨床試驗，還是正式臨床試驗，配對測試的臨床血清樣本量，是非常有限的，頂多就算是完成一個小試生產。到真正產品上市和臨床應用時，隨著樣本量的擴大，很多之前沒有暴露的問題，都會集中暴露，必須收集足夠數據，進行改進研發。

一般這個階段，就是針對臨床不符合的樣本，特別是假陽性、假陰性樣本，要對樣本進行不同廠家試劑檢測比對，成分分析等等，這個過程在預臨床和正式臨床都會做，在預臨床和正式臨床時，還要對檢測值嚴重不符，但并未導致假陽、假陰性的樣本，進行分析。