从医学检验到检验医学

从医学检验到检验医学 谈到“医学检验---检验医学”这个学科,非本专业的人们不太理解,感觉是一回事。其实截然不同,可以这样这么说:“医学检验是以“标本为中心,以实验数据为目的” ,检验医学是以“病人为中心,以疾病的诊断和治疗为目的””为使大家真正了解本学科,现就医学检验的发展史说明如下。 一、医学检验学学科发展简史和现状 医学检验学(Medical Laboratory Sciences)是指在实验室内对人体的各种送检材料通过化学、物理和/或分子生物学等方法进行定性或定量检测分析的学科。它是医学的重要组成部分。检测结果为临床对疾病预防、诊断、治疗和预后判断提供重要信息。医学检验学的发展是随着科学技术进步和临床医学的发展而不断发展的,从最原始的手工法发展到目前的全自动分析,从细胞学水平发展到分子生物学水平,期间经历了几个世纪。随着生物化学和生物物理学、分子生物学、免疫学、遗传学与基础学科的迅速发展和相互渗透,以及各种新仪器和合成试剂的大量涌现,极大地丰富和促进了检验理论和应用技术的发展,使过去的临床检验已从医学检验发展成为检验医学(Laboratory Medicine),成为一门运用高新科技手段,具有独特理论体系与人才培养体系的学科。这一飞跃和进步极大地改变了临床传统的诊断手段,提高了诊断治疗水平,有力的促进了临床医学的发展。目前检验医学包括血液学检验、体液检验、生物化学检验、免疫学检验、微生物学检验、遗传学检验和分子生物学检验等亚专业或学科,其检测技术和方法已发生了翻天覆地的变化。 1590年荷兰人Hans Jansen设计制造了最原始的显微镜,后来被Leeuwenhoek改进成为原始的显微镜。1660年意大利人Malpighi应用最原始的显微镜首先观察到了红细胞。显微镜的问世大大扩充了人类的视野,把人类的视觉从宏观引入到微观,了解到人和动物体内的细微结构,给医学界以极大的帮助,直接导致了19世纪细胞学、微生物学等学科的建立。为医学检验中的细胞形态学、微生物及寄生虫学检验奠定了基础。 自从发明了显微镜以后,人们从微观世界中了解和观察到了血液的组成,并根据他们的特点分别将他们称为红细胞、白细胞和血小板。1852年有人开始设计对红细胞的计数办法, 1855年发明了用于计数红细胞的计数板,即Neubauer计数板。 20世纪40年代末美国工程师库尔特(Coulter)根据微小粒子通过特殊的小孔时可产生电阻变化这一现象(库尔特原理),制造了世界上第一台血液细胞计数仪,在1953年获美国发明专利。此后,欧洲、***也开始了血液细胞计数仪的开发和研制,并生产出相应的仪器,如Sysmex公司1962年生产了可进行红细胞和白细胞计数的CC-1001型血球计数仪。经过多年的发展,从单一的计数功能发展到可计数分类等功能,分析参数也大大增加,显著地提高了工作效率和减低了劳动强度,提高了测定的准确度和精密度。体液分析和凝血系统检查目前也都有了自动分析系统,其它还有血液流变分析仪和红细胞沉降率测定仪等,使临床血液学及体液检验等大部分检测项目实现了自动化。 19世纪以来,随着医学科学的发展和实验室检测需求的增加,一些化学家利用化学分析手段实现了对人类体液、血液某些生化指标的定量分析,如血糖、尿素氮等,继之又逐渐建立了一些酶活性的测定方法。临床化学的自动化技术起步于操作的机械化,从钾、钠火焰光度法样品批量检测的机械化半自动稀释开始。1957年美国医师Skeggs发明了临床化学自动分析技术,20世纪60年代开发单通道和多通道顺序式自动生化分析仪。70年代先后出现了美国杜邦公司的自动临床分析仪以及不同厂家生产的各种类型的离心式自动生化分析仪。80年代采用离子选择电极从根本上改变了电解质测定方法的局面,能用全血测定,省略了离心分离血浆的步骤,此法几乎替代了绝大多数火焰光度法检测血中钠、钾的方法。80年代后期至90年代初采用包括固相酶、离子特异电极和多层膜片的“干化学”试剂系统,开创 了即时检验(床边检验)仪器开发的新局面。目前生化检验分析手段和内容也发生了革命性的变化,分析项目明显增加,由单项指标分析发展为组合分析,模块式自动分析是临床化学检验的最新发展。 免疫学检验技术发展迅速,从传统的免疫比浊测定、凝集试验、沉淀试验发展到免疫荧光技术、放射免疫技术、酶免疫试验、发光免疫技术、胶体金和胶体晒免疫测定技术、蛋白质免疫印迹、蛋白质芯片、蛋白质飞行质谱检测技术和流式细胞术等,大大提高了检测灵敏度和检测范围。 1975年K?hler和Milstein将骨髓瘤细胞与产生抗体的浆细胞融合成功,创造了单克隆抗体技术,现应用于医学各个领域,作者因此获得了诺贝尔生物医学奖。1959年美国学者Berson和Yalow建立了放射免疫分析(RIA)法,这种标记免疫测定开拓了医学检验的新领域,于1977年获得诺贝尔生物医学奖。 由于RIA有放射性污染等缺点,不少学者进行了新的标记物的探索。1971年Engvall 和Perlmann建立了固相酶免疫测定方法(ELISA),这种非放射标记免疫测定在临床检验特别是感染性疾病的诊断中取得了广泛应用。但其精密度和敏感性达不到RIA水平。化学发光免疫测定出现于20世纪70年代。由于最后测定的是光子量,不但对检测者无害,其敏感度和精密度均优于RIA,而且试剂稳定,并可进行全自动分析,是目前较理想的标记免疫测定方法之一。蛋白质芯片技术的应用,将肿瘤生物标志的临床应用提高到一个新高度。 19世纪70年代,微生物学奠基人之一德国学者Koch创造用固体培养基,将细菌从环境或病人排泄物等标本中分离成单一菌落,便于对各种细菌分别研究。后又创造了染色方法和实验性动物感染,为发现各种传染病的病原体提供了有利条件。20世纪60年代以前的细菌鉴定方法主要利用手工配制的试管培养基测定细菌的生化反应,以鉴定细菌的种属。1970年后发展了微量快速培养基和微量生化反应系统,并实现了从生化模式到数字模式的转化。在此基础上,将恒温孵育箱辅以读数仪和计算机分析,便形成半自动化或自动化微生物鉴定系统。1985年美国PE-Cetus公司人类遗传研究室的Mullis 等发明了具有划时代意义的聚合酶链反应技术,使得从分子生物学水平检测和鉴定微生物成为可能。而生物芯片技术在临床微生物学检验中的应用主要体现在对微生物抗原的分析、对多种微生物联合检测以及对微生物感染后体内特异性抗体谱的分析等,随着技术的不断完善,今后将具有广阔应用前景。 质量控制是1903年美国人Taylor提出的一种企业管理概念。此种质量检验是在产品完成后进行的,是属一种回顾性质量控制,也就是质量控制的早期阶段。1924年美国管理统计学家Shewhart针对上述问题,提出以数理统计方法进行质量控制。该方法使用质量控制图监视生产过程,一旦质量不能满足要求时,可以及时发现。从1949年美国临床病理家学会首先开始研究临床实验室室内质量控制问题,1950年美国学者Levey和Jennings发表第一篇关于使用质控图的实验室室内质控,临床检验实验室的室内质控工作正式拉开序幕,该方法至今仍被各临床实验室所使用。20世纪60年代初Feigenbanm提出全面质量控制,其理论建立在数理统计质量控制的基础上,同时充分发挥人的因素。1983年Bulluck提出质量保证(QA)的概念,它优于全面质量控制,并为WHO所采纳。质量保证是指医院实验室为了保证检验结果的质量所进行的全部活动。包括从欲测定病人的准备、标本收集、试验到检验结果被临床医师所用为止。 室间质量评价有利于质量控制或保证,它是质量全面管理的一个部分。室间质量评价,它不是对某个试验所进行的控制,而是对某个实验室所进行某个试验所采用的方法、试剂、仪器以及工作人员能力等多因素的综合评价,是对上述因素所造成的试验偏差的一种回顾性评价,是属回顾性的质量评价。 二、国内本学科发展简史和现状 我国的检验专业起步较晚,新中国成立时,检验专业技术人员仅4000余人,解放后为 发展我国检验事业做了大量的工作,但由于条件限制,检验技术水平还比较低。1958年国产581型光电比色计问世,60年代初生产了62型分光光度计,这些仪器是当时知名度较高的产品,为手工检验工作做出了贡献。1966~1976这10年中,医学检验基本处于停滞状态甚至有所萎缩。 改革开放后,我国检验医学和国外的差距及日益发展的临床医学对检验医学所提出的要求,引起了人们的重视。1979年9月成立了中华医学会检验分会,并在WHO的支持指导下,同年成立了卫生部临床检验中心,以行政手段实施全面的质量管理,检验分会和检验中心两机构相辅相成,有力地推动了全国检验事业和技术的发展。随着检验医学的发展,检验专业技术人员的队伍也不断壮大。到1994年,我国检验人员总数达18.6万人。人员的素质和学历也不断提高,检验队伍学历层次有中专生、大专生、本科生和研究生(包括硕士和博士研究)等。近20多年来国内检验医学发展出现了巨大变化,主要体现在以下几个方面:①检测技术操作的自动化。目前血常规、尿常规、生化、免疫、血液、微生物等检测已有自动化或半自动化的仪器。这些仪器标本用量少、检测速度快,工作效率高,所得结果比较准确、可靠。 ②检测试剂商品化。以组合配套的试剂盒取代了过去实验室自己配制各种试剂,质量可靠,方法统一,增加了实验室之间检测结果的可比性,节省了人力、物力和财力。 ③检测方法标准化。过去每个检验项目有多种检测方法,不同方法有不同的正常参考值,给临床造成麻烦和混乱,随着仪器、试剂的发展,现在检测方法趋向统一和标准化。 ④检测标本微量化。过去某些往往需要3~5ml血液标本的项目,现在只需微量即可完成检测。 ⑤检测技术现代化。科学技术的发展必然促进学科之间交叉渗透,许多新技术引进到检验领域取代了过去许多旧的、不准确、不精密、不灵敏的技术,如以前一些实验中需要加热、除蛋白的或其他烦琐抽提手续以及加强酸、强碱处理等的方法,均已被淘汰。代之以各种不需要除蛋白的、只加1两种单一试剂,在常温下就能迅速反应的方法,如酶法,电化学法、免疫标记技术和各种层析法等。 ⑥实验室管理有序化。随着检验医学的形成和发展,人员队伍的迅速增加,实验室的管理也逐渐走向科学化的道路,如检验人员的管理、工作质量的管理、仪器设备的管理、试剂的管理等等,有序的管理更好地发挥了检验医学的作用。 ⑦质量控制化。为了向临床提供准确、可靠的检验报告,检验医学在技术发展的同时,在检测质量控制方面亦不断完善。在统一试剂,统一方法,统一标准的同时,建立了室内质量控制,参加由权威机构组织的室内质量评价活动,从而使单方面的室内质控转变为全面质量保证,提高了结果的准确性,稳定性和可靠性。 1991年后,一些高科技、分子生物学技术在检验医学方面应用也较多和迅速,主要包括新的免疫标记技术、流式细胞术、体外基因扩增技术、生物芯片技术、床边快速检验方法等,目前在常规检验工作中逐渐得到应用。这些方法的应用缩短了检测时间,提高了检测效率和检测灵敏度。 我国质量控制工作始于60年代。初期将自制的简易质控血清用于临床化学的室间质控,并在此基础上逐步开展了小规模的室间评价。70年代我国参加了世界卫生组织的临床化学质量评价活动。此后,上海、北京相继开始成批生产质量控制血清,并在许多省、市和地区开展了较大规模的质量控制工作。卫生部临床检验中心于是1981年与WHO举办了第一期临床化学讲习班,有力地推动了这项工作。此后,在卫生部临床检验中心统一领导下,使用由WHO提供的质控血清进行了多次全国性质量评价。与此同时开始了国产质控血清定值工作。目前质量控制的范围已从临床化学扩展到临床检验、临床微生物学、临床免疫学、血液学等方面,并取得了较好成绩。临床实验室 三、目前技术的局限性和不足 随着医学技术的进步和仪器设备的更新换代与发展,临床对许多疾病的诊断、治疗监测和预后评估都越来越依靠实验室提供的数据。尤其是病毒性感染的病例,目前对其诊断及疗效观察主要以实验室结果为依据,如果没有准确、可靠的实验室结果,对这些疾病的诊治就比较困难。临床对实验室的总体要求是报告快速、结果准确。虽然目前检验医学发展日新月异,先进的自动化检测仪器发展较快,许多专业检测技术和方法都实现了自动化,检测项目多,尤其对定量检测,极大地提高了检测效率和解放了劳动力,但其检测技术和方法仍存在一定局限性和不足,主要体现在以下方面: 1、结果准确和报告快速是临床对实验室的基本要求,但医学检验中某些专业还不能完全满足这一要求。如临床微生物学检验,由于微生物培养所需时间长,报告不够快速,临床感到不满意,这是今后需改进的地方。 2、自动化仪器的发展,要求检测微量化,但某些仪器和项目的测定所需标本量较大,增加了病人的痛苦。如血液流变学分析,一次分析需全血约5ml。 3、某些方法的局限性,导致某些检验结果准确性不能令人满意。 4、某些常规检验项目缺少高通量自动化仪器设备,致使检测大批量标本时,由于测定速度相对较慢,测定周期延长,而导致检测结果的不准确性增加。 5、感染性疾病诊断技术方面,有些方法的灵敏度还不能满足临床的需要,易造成漏诊。 6、微生物自动化鉴定仪的局限性,自动化鉴定系统是根据数据库中所提供的背景资料鉴定细菌,数据库资料的不完整将直接影响鉴定的准确性,因此,使用自动化鉴定仪的实验室应经常与生产厂家联系,及时更新数据库。 7、分子生物学检测技术方面,如聚合酶链反应,方法灵敏度高,但影响因素多,易污染,致结果假阳性和假阴性。 8、形态学诊断自动化与智能化技术亟待突破,现有的技术还不能完全满足临床要求,有待今后研究与改进。 9、实验室方法标准化问题,虽然国家也在着手制定,但严重滞后。试剂生产厂家量值溯源问题没有完全解决,缺乏有效的检查监督机制,致使不同厂家生产的相同名称试剂之间缺乏可比性,致使生产的试剂质量参差不齐,影响了检测结果的准确性。 10、由于部队编制体制调整,人员减少,人才普遍缺乏,引进人才困难,严重制约学科技术发展。 11、床边检验技术的发展,使临床快速获得检验结果成为可能,但由未经的人员进行操作和缺乏质量控制,则影响测定结果的准确性。