LDT 產品研發的技術思路
應該與 IVD 產品相同
體外診斷產品的研發注冊，在嚴厲的審批監管之下，動輒幾年的時間花費，百、千萬的資金投入，從全社會角度來看，其優點在于，從機制上確保了上市產品的穩定、可靠、安全、有效。
但是在技術發展日新月異的今天，漫長的產品研發、審批周期很不利于新技術的探索性應用，不利于因當前臨床常規無能為力，而處于“絕望”境地的患者從新技術中盡快獲益。
而越是創新性強的產品，其技術標準，有效性評判標準都可能是史無前例，無所適從的狀態。監管人員在責任壓力之下，在審評中也只能小心翼翼，謹慎、謹慎、再謹慎。這就使新技術遲遲難以形成應用轉化，遲遲無法造福于民的矛盾更為尖銳。
為了解決這個矛盾，國外已經摸索出了一條“實驗室自建試劑（LDT）”制度。即，有良好技術能力，通過了一定資質監管認證的臨床檢驗實驗室可以利用最新的技術發展，自建檢測技術方法，在自己內部投入臨床檢測應用。這樣，以真實世界，有限范圍內的探索性應用來逐漸摸索、印證新技術的有效性與各方面的利弊得失，即可快速解決當前的臨床痛點，解決部分患者從最新技術發展中尋求希望的急需，又把創新發展過程中難以完全避免的各種風險局限在有限、可控范圍之內。多年的事實證明，這是一條行之有效，利大于弊的技術管理方法。所以，國內的醫療監管機構當前也在向這個方向積極探索。
LDT體外診斷試劑的研發，沒有藥監局的審批監管，試劑的研發、配制不是在ISO13485，而是在 ISO15189質量體系之下實現。總體來說路徑有所簡化、標準的嚴格度有所降低，但整個產品研究、開發的方法邏輯過程與IVD產品應該是一致的。原理可行性研究、參考區間與陽性閾值的建立，各種質控方法與質控標準的研究、設立，都不能少。畢竟，對一個臨床檢測機構而言，無論使用LDT還是IVD檢測試劑，保證檢測的穩定、可靠、安全、有效性的要求是一樣的。
生物標志物的尋找與發現
First in class 產品
一個體外檢測診斷產品，最根本的創新是目標生物標志物的創新。發現一個新的目標生物標志物，就可以建立一個First in class產品。
為某種生理/病理狀態尋找新的生物標志物至少可以存在著以下兩種目的：
1.當前對某種生理/病理狀態的診斷（綜合）手段從指導臨床的效果上是令人滿意的，但在現實應用中存在著顯著缺陷，可能創傷性太大，可能操作太繁瑣，可能價格太昂貴……。所以新生物標志物的診斷效果不必超越現有診斷手段，只需避免現有手段的應用缺陷就可以。
2.當前對某種生理/病理狀態的所有診斷手段綜合起來，從指導臨床的效能上仍不令人滿意，希望對新生物標志物的發現可以從根本上提升對臨床干預的指導效能。
生物標志物，是一種生物學屬性，它與某種生理/病理狀態具有穩定存在的內在關聯性
才能成為其標志物。
我們如何得知這種關聯性的存在呢？只能通過對這種生物標志物與某種生理/病理狀態同時進行觀測，尋找它們之間是否存在共同出現與共同消失的同步關系來確定。所以，我們只有具備了對兩者同時觀測的能力，才能感知它們之間關聯性的存在（或不存在）。
基于這個道理，以上述第一種目的尋找新的目標生物標志物，在研究方法上是簡單明確的。我們只需以現有診斷（綜合）手段挑選所需陰、陽性樣本，然后利用這些樣本，建立、改進對假說目標生物標志物的檢測技術。如果假說是正確的，即目標生物標志物與這種生理/病理狀態確實具有穩定存在的內在關聯性，當檢測技術改進得足夠好時，我們就可以把這種關聯性鑒定出來，以前述產品研究與開發的方法建立新的診斷產品。這個新產品并不比此前的診斷手段在指導臨床的效能上更高，但新的目標生物標志物檢測診斷應該可以達到減小創傷性，簡化操作，降低價格，等等優益應用目標。
以上述第二種目的尋找新的目標生物標志物時難度要大許多。此時，我們認為現有觀測手段對這種生理/病理狀態的感知能力不足。如果我們沿用常規方法，從“不足”的現有手段所得到的觀測結果去關聯新生物標志物的觀測結果。這樣得到的關聯關系，其效度就不會超過這個“現有觀測手段”，這就達不成我們尋找新的目標生物標志物的目的。此時，我們只有以患者臨床轉歸的結局與新目標生物標志物測量結果做關聯分析，來尋求比舊檢測更好的關聯度。而患者臨床轉歸結局是受著多維度的已知、未知因素影響的，其中很可能存在復雜的邏輯干擾，所以這項工作注定十分艱難。
檢測技術的改進提高
Me better 產品
如果目標生物標志物與某種生理/病理狀態的關聯是明確而令人滿意的，但檢測手段令人不滿意，這是檢測技術研發人員最有發揮余地的地方。
針對明確目標生物標志物檢測的技術改進，無論以前述減小創傷性，簡化操作，降低價格為目標，還是以提高檢測靈敏度、特異性，改進亞型細分，進而更好地指導臨床干預為目標，這樣的 Me better產品，從研發到監管，到臨床應用推廣都是矛盾糾結最少的，值得企業重視。
體外診斷產品商業成功的關鍵要素
體外診斷試劑是一種特殊的商品，它的商業成功由多維度決定。
首先是科學性，這是一種體外診斷試劑合理、合法存在的倫理道德基礎。唯其有科學性，它才能給患者帶來臨床受益，才不是騙子。體外診斷試劑產品的研制開發必須從科學性入手，從生物學原理到技術方法的建立，關鍵技術參數的選擇，目標人群的選擇與臨床應用方式，獲益人群的評估都必須以嚴謹的科學態度、科學方法去進行，才能保證這個科學性。
有了科學性，就有了產品利大于弊的基礎。作為一種商品，就可以滿足客戶需求。而體外診斷試劑這樣一種特殊的商品，需要從中獲取利益的客戶不止一個，按重要性排序，應該是患者、醫生、檢測實驗操作者（實驗員）。
患者必須成為獲益的首要考慮，這也是一切醫療行的基本倫理原則。
患者獲益最大化之后，才是其它一切利弊的考慮。
排在第二位需要獲益的客戶是醫生，他們的利益本質上是與患者同一的，幫助它們解決難題也就是幫助患者。但與患者不同的是，它們需要承擔醫療責任，檢測產品使患者獲益是由它們根據檢測結果所作的干預決策而實現的。
實驗員們是檢測試劑的使用者，是產品的直接用戶。產品的易用性、可靠性與它們的工作量、錯誤率直接相關，影響著檢測質量，也關乎患者的利益。
在這個“感受為王”的時代，一個產品要想獲得商業成功，客戶體驗是個必須重視的命題。雖然體外診斷產品最重要的受益者必須是患者，但對其應用感官體驗最強的卻是醫生，使用或不使用這個產品的決定權也在醫生。從樣本獲取、檢測周期，到結果報告形式，臨床意義解讀，整個產品系統必須使臨床醫生感覺便利、順暢、有助于他跟患者之間的溝通交流，幫助他消除患者的疑慮,而不能復雜、晦澀，引發患者質疑，給醫生帶來的麻煩比幫助還多。所以，體外診斷產品在用戶感受體驗方面，首要考慮的應該是醫生，其次才是患者和實驗員。
接下來是產品的成本、價格、利潤這些一切商品都必須關注的問題。然后，是雖然放在最后提及，但從最開始就應該考慮，全過程絲毫不可忽視的，監管法規，行政許可，這是產品成為合法商品的基本基礎。
創新體外診斷試劑產品發展中
各要素的互動關系
從顯微鏡的發明開始，體外診斷技術、產品的發展就是一項由技術進步推動，臨床應用引領，二者交互促進的過程。
新技術的產生，改進、拓展了人們對生物學現象觀測、測量的能力，這些新的觀測與測量結果可以更好地反映、預示疾病的發展與轉歸，幫助臨床選擇最佳干預手段。而臨床醫療中的各種難點、痛點又引導著檢測技術的改進、提高，進而發現新的、更有效的生物標志物。
這個循環發展的主要參與者為臨床醫學專家（KOL），產品研發、生產企業，還有行政監管部門。最后，在臨床醫學專家們形成的專家共識、診療規范，與企業市場推廣運作的共同作用下，由廣大臨床醫生實現產品的大規模應用，即，商業成功。
體外診斷創新產品要想獲得商業成功，各要素之間需要形成一個良好的互動關系。這個關系總結如下圖。
首先，新生物標志物的發現（可以形成First in class 產品）與現有生物標志物的檢測、應用改進（可以形成Me better產品），都需要通過臨床研究才可以實現。其實施主體只能是臨床醫學專家。
體外診斷試劑研發生產企業在這個過程中可以做的是實驗方法學的建立和改進，提供檢測技術、檢測產品、檢測服務。而企業要想做到這些，完成本文前述的產品研發過程，只能依賴于臨床提供的生物樣本與這些樣本的背景臨床信息。同時，企業還應與臨床醫學專家密切溝通，了解臨床應用痛點，聽取它們的意見和建議，才能建立對臨床具有切實幫助作用的產品。
在臨床科研過程中，臨床專家也逐漸形成了對新的生物標志物，或現有生物標志物的改進檢測，在臨床應用中新的認知和理念。當這些新的認知和理念隨著多中心、多維度、較長時間的臨床研究，成熟到一定程度后，臨床醫學專家們就會將這些新的理念上升為專家共識與診療規范，以教育、指導廣大醫生們應用新的檢測技術使更多患者受益。
與此同時，臨床專家們還在企業配合下完成了產品的注冊臨床試驗，將試驗結果報告提交行政監管部門，與企業提交的臨床前研究資料一起，接受監管審批。然后，在監管部門的持續監督下實現產品的穩定生產。至此，創新技術的臨床轉化與產品轉化已經萬事具備，只需企業的市場銷售部門努力推廣，實現產品的良好銷售即可。
在上述互動過程中，有兩個很容易成為瓶頸問題的關鍵要點需要產品研發總監與企業最高領導者高度重視。
首先是，臨床醫學專家們從多個個案研究結果到形成專家共識必然是個漫長、艱難的過程。一個企業的產品發展策略，必須要對此有所考慮。具體而言，尋找新的生物標志物，建立First in class產品固然是最高水平的創新，但徹底嶄新的東西在初期必然會經歷一個遭到廣泛質疑的時期。即使有幾個臨床醫學專家先知先覺，獲得他們的力挺、支持，畢竟還是需要比較充分的循證醫學證據之后才會獲得普遍的行業認同。
循證醫學概念出現近30年以來，“有效”的標準越來越高，多中心、大樣本、隨機對照、Meta分析已成為高等級醫學證據的必須，而這些都需要經年累月的臨床科研工作才可能獲得。即使出現這些研究證據，莫衷一是的爭論經常還會持續很久。因此，企業投入新的生物標志物、 First in class產品的研發，必須要做好“打持久戰”的心理與資金準備。
以新的生物標志物去申請產品注冊，也把監管審批人員推向一個頗有壓力的境地：
這個產品的研發過程是否合理？
產品是否確實有效、穩定、是否可以使患者獲益？
這些問題的評判標準與評判依據如何設置？
在沒有先例可尋的情況下，他們面對這些難題只能采取最保守的態度，從各個角度去質疑，要求各種額外的研究證據，審批過程必然非常漫長、艱難。
另外，還有一個現實問題是：
對這個新生物標志物檢測的技術門檻有多高？
咱們是否可以設置充分有效的知識產權壁壘？
如果檢測技術難度不高，咱們又沒有知識產權壁壘，或者別人可以繞過咱們的知識產權壁壘，那咱們與臨床專家合作多年，辛苦收集研究數據，使這個新的生物標志物獲得行業公認之后，卻很可能被其它企業輕松產品化而獲利。這種“替人做嫁衣裳”的事情，企業肯定是不愿意做的。
從實用主義角度， Me better產品或許是技術型體外診斷企業更好的研發目標。一個已經獲得公認的生物標志物，但檢測技術尚不理想，這正是研發技術人員可以有所作為的地方。此時，研發結果的優劣評判就是一個與既有檢測相比較的純技術問題，而不太涉及臨床生理/病理等生物學層面的觀念、認知。這樣的檢測改進，從臨床醫學專家到普通臨床醫生、行政監管人員都不會遇到很大的認知挑戰，產品比較容易獲得水到渠成的認可。
在研發過程中，咱們一旦率先找到特殊技術路徑、竅門，如果可以設置專利壁壘固然好，即使無法形成專利壁壘，也可以用技術保密的方式維持技術門檻。畢竟這個“檢測技術尚不理想” 能夠存在到今天，必然有其內在技術難點沒那么容易解決，別人跟進也得在咱們后面花一番功夫。
第二個問題是，無論是First in class還是 Me better產品，甚至Me too產品也不例外，產品開發中都需要良好、足量的臨床樣本，這些樣本必須有充分、清晰的臨床背景信息，各分組、亞型數目足夠。否則，本事再大的研發人員，沒有適當、足量的樣本，也是“巧婦難為無米之炊”。
研發所需樣本來源的限制，是體外診斷試劑行業形成所謂“賽道”差異的內在原因之一。臨床樣本只能來源于臨床醫學專家，不同細分專業的臨床醫學專家掌握著不同的生物樣本。一個體外診斷產品企業，欲想從事一種臨床專業的產品研發，從產品開發階段就必須要與相應專業的臨床專家合作才能獲得所需的臨床樣本。那么，可以與哪些專業的臨床醫學專家建立良好的互信、合作、互助關系，就決定了這家企業可以在哪條“賽道”上發展。并且，產品研發成功后，還需要這些臨床醫學專家成為客戶才能把產品賣出去，其中所需的互信合作關系不是朝夕之間可以建立起來的。所以，改換“賽道”是一家企業需要小心籌劃，謹慎決策，長期實施、投入，但短期內難以獲得很好回報的事情。
結語
以上按照體外診斷試劑產品研發、申報的邏輯順序，把幾年來的個人經驗做了一個梳理。這些內容敘述起來必須有個先后條理，而在實際工作中，為了搶時間，爭速度，很多工作是并發進行的。
而在特定進展狀態下，哪些工作可以并發進行以提高效率，加快研發進度，哪些工作必須要等待前序工作完成才能開始，否則是做無用功，這些都需要研發項目的負責人有一個清醒的認識才能調度得當。
創新研發總是困難重重，前文中的“優化”、“試錯”、“梯度設置”，說起來輕描淡寫，做起來充滿著失敗與挫折。各項工作，艱難與順利難以預測，主要矛盾、瓶頸環節持續動態變化，需要經常調整技術策略，資源力量，尋求當最佳對策。這就要求研發負責人對產品的科學原理、技術內核、研發路線、評審思維……都有精當、透徹的理解，才能隨時做到批郤導窾，游刃有余地掌握研發進展，直至最后成功。
生物醫藥研發是一個依賴于漫長的學習、培訓過程才能培養出合格人才的行業。這個行業的從業者都來源于學術科研機構，可學校里從不教給學生如何去做產品開發。所以一個剛出校門的人，不論學歷多高，他是完全不能勝任注冊體外診斷產品開發工作的，關鍵是從思想意識、思維方式、對法規的理解上不能勝任。他需要一個相當長的時間在工作中去逐漸體會、理解，才能完成從學生、學者到一個合格的產品開發工程師的轉變。
老敗自己也不例外，上過所有可以上的學，但課堂上從沒聽老師講過產品開發。直接被扔到海里學游泳，所謂“Swim or Sink”。栽了無數跟頭，掉了無數坑，連滾帶爬地跟同事們一起做了幾個創新型二代測序分子診斷產品的產品研究、開發，其中一個產品已經完成臨床試驗與注冊申報、獲批。
本文的經驗總結就是為了幫助研發負責人們對持續幾年的工作從一個宏觀、系統的視角去觀察，建立一個框架路線圖，希望可以起到按圖索驥的作用，初出茅廬的后來者如果看到，可以及早獲得一些間接經驗，對他們有所幫助。
后記
高中畢業以后，老敗最初所受的專業教育是醫學，具體而言是口腔醫學。幸運的是，我們是最后一屆6年制的醫學本科生。在口腔專業學科，比如，口腔內科、外科、修復科的學習以外，我們有較充裕的時間學習各種基礎知識，接受各種醫學訓練，包括各種化學（無機、有機、物理、分析、生物）、生理學、解剖學、組織學、微生物學、免疫學、統計學、病理學、診斷學、普通內科、普通外科、耳鼻喉科……。
在這期間，在我們華西當時的副校長，傅繼梁教授的選修課上（《遺傳分析導論》），老敗聽說了“二十一世紀是分子生物學的世紀”這個充滿蠱惑力的口號，由此心生神往，決定棄醫從（科）研。
本科畢業后，老敗沒去做醫生，而是在協和醫大，基礎醫學研究所的藥理教研室做了一陣志愿者研究助理，參與了一些神經藥理方面的科研工作，開始初步接觸到分子生物學實驗方法。90年代中期出國，碩士專業是生物技術（biotechnology），具體工作是乳酸菌的分子克隆改造，由此把各種分子生物學實驗技術玩得滾瓜爛熟，并順道學了點工業發酵的知識。博士專業是病原生物學（pathobiology），具體工作是以當時尚屬前沿技術的基因芯片方法研究一種細菌的致病與免疫分子機制。由此對微生物學、傳染病學、細胞生物學有了比較多的了解。2004年回國，在復旦大學上海醫學院對乙肝病毒與宿主細胞的相互作用研究了三年，熟悉了一些病毒學知識。然后去到企業，做藥物研發早期的臨床前研究工作。再后來去到一家分子生物科研試劑的研發、生產企業工作，從研發與技術服務工作中熟悉了各種酶與蛋白的克隆、表達、純化、各種核酸提取產品、各種PCR、RT-PCR、qPCR產品的研發生產、單抗制備、多抗制備，與各種蛋白檢測、免疫檢測產品的研發與技術服務，并開始接觸到爆發式發展的高通量測序技術。
大約7年以來，老敗參與了幾個基于高通量測序技術的創新診斷試劑的產品研發。從科研探索到臨床應用，從LDT到注冊IVD，技術創新帶來的前所未有的觀測、測量能力，產出各類分子、生物信息，在很多時候已經超出了既往的臨床經驗認知。我們知道這些新產出的信息十分有用，但還不知道如何去用。在新的應用探索中，老敗不得不開始關注輔助生殖技術、生殖發育、分子遺傳、男科、婦科、產前診斷、宏基因組學、腫瘤檢測、器官移植……。
有這樣一種說法，達芬奇時代以前，個體人以一己之智力就有可能囊括所有的人類知識。達芬奇就是最后一個這樣的人。從文藝復興以后，人類知識大爆炸，沒有人再能掌握一切知識，必須有所取舍、專業分工。那么，老敗算是什么專業的？面對這個問題有點茫然，已然年過半百，自己算是什么專業的呢？向別人介紹自己的時候，老敗通常自稱是分子生物學與微生物學、細胞生物學專業的。其實分子生物學對老敗一直是個工具，微生物學、細胞生物學在學校里關注過一段時間而已。最近十幾年的工作內容，用“分子生物學應用技術”來概括比較恰當。近幾年為之努力的體外診斷試劑研發就是這個“應用技術” 的一個具體方面。
老敗年輕時一心要做科學，做什么樣的科學并無專一志向。半生漂泊之后落在了體外診斷這一行，并非刻意，造化使然。將來還會飄向何方？先祖有方閑章，文曰：“平生蹤跡盡由天”，正是老敗寫照。人生之路，“知道望鄉看不見,也須一步一回頭”?，F在把最近這步的體會、感悟整理成文，作為人生的一個階段性總結，特此為記。
來源：LDT Bioscience
作者：老敗
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