我国免疫分析仪发展现状与趋势研究

黄芝香

浙江省医疗器械检验研究院

浙江省医疗器械安全性评价研究重点实验室

国家药品监督管理局生物医学光学重点实验室

钱文文

浙江省医疗器械检验研究院

浙江省医疗器械安全性评价研究重点实验室

国家药品监督管理局生物医学光学重点实验室

郑建*

浙江省医疗器械检验研究院

浙江省医疗器械安全性评价研究重点实验室

国家药品监督管理局生物医学光学重点实验室

徐向彩

浙江省医疗器械检验研究院

浙江省医疗器械安全性评价研究重点实验室

国家药品监督管理局生物医学光学重点实验室

近年来，我国体外诊断（in vitrodiagnosis，IVD）市场规模呈现快速增长的态势，随着人口发展特征与趋势改变以及“以预防为主”的健康理念转变，我国IVD 产品需求将进一步增加。IVD 主要包括生化诊断、免疫诊断、分子诊断、即时检验等细分领域，其中免疫诊断因其灵敏度高、准确性好，被广泛应用于多项医学检查，是我国IVD 市场中规模最大、新增品种最多的细分领域。市场上，免疫分析仪与试剂基本为封闭系统，生产企业一般通过销售仪器的方式带动试剂的销售，因此能够自主生产免疫分析仪的企业有较大的发展优势。基于此，本文通过研究免疫分析仪发展现状，剖析其存在的问题，并对免疫分析仪行业发展趋势进行了展望，以期为推动我国免疫诊断行业高质量发展提供依据。

1 免疫分析仪概述

免疫分析法（immunoassay，IA）是基于抗原和抗体特征性反应的一种技术，是利用抗原抗体特异性结合反应检测各种目标物质的分析方法，根据目标物质的不同可以分为细胞免疫和体液免疫。细胞免疫由于本身的限制较少应用于临床诊断，体液免疫依托抗原抗体间的特异性反应，具有很好的特异性和灵敏性[1]。1960 年美国学者Yalow 和Berson 等将放射性示踪技术和免疫技术结合起来测定糖尿病患者血浆中的胰岛素浓度，开创了标记免疫分析方法的新纪元[2]。随着各类新型标记物的发现与使用，免疫分析技术取得了突飞猛进的发展。根据标记物的不同，免疫分析技术可分为：放射免疫分析、酶免疫分析、荧光免疫分析、化学发光免疫分析等[2-4]。本文对免疫分析进行了总结比较，介绍了其原理以及优缺点，见表1。

表1 免疫分析技术比较

1.1 放射免疫分析仪

放射免疫分析法以其灵敏度高、特异性强、重复性好、准确度高、试剂制备简单、使用方便等优势在生物学、基础医学、临床医学广泛应用。为了能够检测标记的放射性核素的量，放射免疫分析仪应运而生[2]。放射免疫分析仪应用初期，我国主要采用液相离心法分离，其操作繁琐，且随着免疫分析技术的不断发展，大量非放射免疫分析仪用于临床检测，放射免疫分析仪较难与非放射性免疫分析仪竞争，阻碍了其临床应用与推广。除此之外，放射免疫分析需要放射性核素标记，存在有一定的放射性污染等局限性。我国放射免疫分析仪关键原材料主要依靠进口，且产品分离方法难以实现自动化也影响了其推广普及。20 世纪90 年代我国放射免疫分析产业进入快速发展期，21 世纪初期增速逐渐减缓。目前，我国放射免疫分析产品生产企业已不足10家[10-14]。

1.2 酶免疫分析仪

随着检验医学的不断发展，酶免疫分析在不断与现代化技术的融合中得到发展，其具有灵敏度高、特异性强、准确性好、稳定性好、易与其他技术偶联衍生出适用范围更广泛的新方法等优点。在药物检测、传染病诊断、肿瘤标志物检测等方面被广泛应用[5-6]。随着酶免疫分析技术的不断应用和发展，各类新型酶免疫分析仪相继上市。酶免疫分析仪也从单一的比色读板功能发展成为集多种功能为一体的全自动酶免疫分析仪。实现了一台机器可将酶免疫分析实验中的加样、孵育、洗涤、振荡、比色到定性或定量分析的所有步骤都根据用户事先设计的程序自动进行，直至完成报告的存储与打印。20 世纪80 年代，随着酶免疫分析仪自动化系统上市，酶免疫分析检测效率不断提高。随着多任务软件的持续进步以及以日本为代表的“全面实验室自动化”的兴起，对于全自动酶免疫分析系统产生了巨大需求，使满足现代化实验室的全自动酶免疫分析系统得到更广泛的应用[15]。

1.3 荧光免疫分析仪

荧光免疫分析具有特异性高、检测速度快、操作简便等优点，目前广泛应用于细菌、病毒等鉴定，疾病的诊断，血清抗体检测、自身免疫疾病的诊断与研究，肿瘤免疫疾病的诊断与研究等领域[7-8]。随着医学检查项目的增多，现代荧光免疫分析仪的检测已从每小时数10 项增至数百项到数千项。其中，时间分辨荧光免疫分析法是现代荧光分析仪主要采用的分析方法，其是以抗原和抗体反应与荧光物质发光和时间分辨技术相结合的近代荧光光谱技术，既有高灵敏度又有操作简便、易自动化的优点，具有广泛的应用前景。

1.4 化学发光免疫分析仪

化学发光免疫分析具有灵敏度高、线性范围宽、精密度好等优点，在同样试验条件下检测相同待测物时，其灵敏度高于酶免疫分析和放射免疫分析。与荧光免疫分析相比，其抗干扰性更优[12-14，16-17]。化学发光免疫分析仪在肿瘤筛查、慢性非传染性疾病和传染性疾病诊断等临床检验中已得到广泛应用。随着技术的不断发展，化学发光免疫分析技术与电子学等不断融合，逐步向全自动化、微型化的化学发光免疫分析仪发展。

2 发展现状

2.1 注册情况

笔者通过国家药品监督管理局网站搜索免疫分析仪产品注册信息，共搜索出注册证700 余张。从免疫分析仪种类来看，荧光免疫分析仪（51%）和化学发光免疫分析仪（38%）因检测灵敏度高、操作简便、准确性稳定性好等优势，在免疫分析仪领域占据重要地位，如图1 所示。其中，荧光免疫分析仪具有操作简便、技术门槛低等优势，是当前我国免疫分析仪产业中最主要的分支。化学发光免疫分析技术具有极高的检测精度和灵敏度，虽为免疫诊断市场的主流技术，但因其技术门槛高、研发难度大，国外医疗器械企业占据着我国市场的主要份额。近年来，我国国产品牌迅速发展，国产产品替代加速进行。国产化学发光免疫分析仪注册证数量不断增多，其占比仅次于荧光免疫分析仪。

图1 我国免疫分析仪注册情况

从各地区注册数量来看，广东免疫分析仪器注册数量最多，其次是湖南、江苏、北京、山东和浙江，如图2 所示。我国免疫分析仪市场集中度较高，以深圳市新产业生物医学工程股份有限公司、深圳迈瑞生物医疗电子股份有限公司为代表的免疫诊断头部企业很好地发挥了辐射带动作用，促使广东免疫分析仪器产业快速发展。笔者将搜索到的荧光免疫分析仪和化学发光免疫分析仪注册证按产品名称进行了整理合并，见表2。荧光免疫分析注册产品主要包括：干式荧光免疫分析仪、荧光免疫分析仪、时间分辨荧光免疫分析仪以及全自动荧光免疫分析仪等。从产品注册数量看，荧光免疫分析产品中干式荧光免疫分析仪最多，占54%，其次是荧光免疫分析仪及全自动荧光免疫分析仪和荧光免疫层分析仪，时间分辨荧光分析仪和手持式（便携式）荧光免疫分析仪数量较少，主要集中在广东和江苏等地区。

图2 我国各地区免疫分析仪注册数量情况

表2 我国荧光免疫分析产品和化学发光免疫分析产品注册情况

干式荧光免疫分析仪应用免疫层析原理，与适配的基于荧光免疫层析法的试剂盒配套使用，可实现项目定量检测，其及时性、简便性等特点使其发展成为我国荧光免疫分析仪占比最多的类别。从各地区荧光免疫分析仪注册分布看，广东和江苏荧光免疫分析仪种类均最多，两个地区基本覆盖所有荧光免疫分析仪，其次是湖南、上海、湖北、广西、重庆、浙江、北京等。而对于化学发光免疫分析仪，目前注册数量最多的是全自动化学发光免疫分析仪，占80%以上，可见全自动是化学发光免疫分析仪的主流方向。

免疫分析经历了放射免疫检验、荧光免疫检验、酶联免疫检验等不同时期后，全自动化学发光免疫成为免疫分析发展的一个新阶段，其环保、快速、准确的特点已得到研究人员的普遍认可。

2.2 市场规模

据Frost&Sullivan 数据显示，由于新冠检测需求激增，以中国为代表的新型体外诊断市场增长迅猛。2022 年我国IVD 市场规模为1424 亿元，预计2023年达1603 亿元。从细分领域看，分子诊断市场份额最大，占据了27%的市场份额，其次是免疫诊断，占据了26% 的市场份额。我国免疫诊断行业虽起步较晚，但发展快速。据统计，我国免疫诊断产业每年以接近20%的增速增长[18]。

2.3 竞争格局

从IVD 细分领域来看，前期我国IVD 以生化诊断、血液/体液检测等基础检测为主，而现阶段免疫诊断已逐渐成为IVD 行业的主要检测方法。在免疫诊断领域，国外先进医疗器械企业占据着我国免疫分析仪市场的主要份额，尤其是化学发光免疫分析仪。化学发光免疫分析因其安全性、自动化操作、测试准确性以及测试速度等方面的优势已经发展成为免疫诊断的主流方法，在发达国家和地区化学发光免疫分析的市场份额达90%以上。我国化学发光免疫分析仪基本已经在高端市场普及，但是因费用、技术成熟度等问题，酶免疫分析等方法在中低端市场依然占有一定的市场，化学发光免疫分析技术替代依旧存在一定空间。笔者总结了我国免疫分析仪细分领域竞争格局，见表3。

表3 我国免疫分析仪细分领域竞争格局

2.4 进出口额

免疫诊断医疗器械主要包括：免疫诊断试剂和免疫诊断仪器。目前，免疫诊断是IVD 行业占比最大的细分领域，为便于数据统计，笔者通过海关总署网站对我国免疫诊断医疗器械进出口额进行了统计，数据范围主要包括：IVD 试剂和IVD 仪器。

近年来，我国IVD 试剂的出口比重不断增加，2019～2021年出口额占比分别为1.23%、4.29%、15.77%，2022～2023年呈现下降趋势，如图3 所示。2021 年我国多家企业新型冠状病毒抗原检测试剂盒批准上市，IVD 试剂出口额大幅上涨。2023年国内外疫情好转，IVD 试剂出口额大幅下降。2020 年IVD 仪器出口额比重明显减少，在2021年有小幅度增长，可能是IVD 试剂的出口增加在一定程度上拉动了仪器的出口量，2023 年回归较小的占比趋势。在进口方面，除2023 年外，IVD 试剂进口额比重呈现上升趋势，在2022 年达到32.4%的高峰；IVD 仪器进口比重较为稳定，维持在10%～13%。近年来，我国化学发光免疫诊断企业迎头追赶，头部企业的部分诊断设备及试剂已在检测结果、检测速度、仪器通量等方面达到或接近进口品牌水平，且价格优势明显，具备了与进口品牌展开较量的能力，极大地推动了国产替代进程的加速。

图3 2019～2023 年我国IVD 进出口额情况

3 总结与展望

近年来，我国免疫诊断技术能力不断增强，免疫诊断的成本逐渐下降，免疫分析仪市场规模不断扩大，其中荧光免疫分析仪成为我国免疫分析仪行业的主要产品。随着我国免疫诊断技术的不断提升，化学发光免疫分析市场快速扩张，化学发光免疫分析仪正在逐步实现国产替代。目前，我国免疫分析仪行业主要面临以下几点问题：①发展不均衡。我国免疫分析仪注册主要集中在广东，其余地区数量偏少。这些年，以浙江为代表的体外诊断试剂产业呈迅猛发展趋势，IVD 上市公司营收位居全国第二、长三角第一，行业规模扩张迅猛，但免疫分析仪市场规模仍较小，导致其IVD 试剂主要集中于中低端市场。②关键元器件依赖进口。虽然免疫分析仪国产化进程不断提升，但是免疫分析仪的关键器件（如激光器、单光子计数模块、柱塞泵、加样针等）尚主要依赖进口，制约了我国免疫分析仪产业的发展进程。③国际竞争能力弱。在国际上以罗氏、西门子等为代表的医疗器械企业早已形成良好的品牌效应，且免疫诊断产品的封闭体系特征，加之免疫分析仪出口量不足，致使我国免疫诊断企业未能全面打开国际市场，尤其是高端产品占比较小，进一步限制了我国免疫诊断产品走向国际市场。

基于此，我国发布了多项相关鼓励政策，特别强调IVD 关键原材料供应链安全和“卡脖子”问题等，为免疫诊断原材料的发展和技术创新能力的加强提供了方向性指导和重大发展机遇。在利好形势下，我国免疫诊断生产企业应抓住机遇，一方面加强研发投入，提高创新能力，加大免疫分析仪关键元器件研发能力，不断增强企业核心竞争力；另一方面，积极开展关键技术研发共享机制，加强上下游企业深度融合，推动产业链整合延伸，加快化学发光免疫分析仪国产化速度，补齐我国高端免疫诊断分析仪短板，提升我国免疫分析仪整体水平及国际竞争能力，促进我国免疫诊断产业健康发展。