第一章 绪论
临床生物化学检验是一门由分析化学、生物化学、电子计算机技术和临床医学等学科相互渗透结合逐渐形成的理论与实践性较强的边缘学科。是高等医学检验专业的一门主干学科。
第一节 临床生物化学检验的性质与任务
国际临床化学学会（International Federation of Clinical Chemistry，IFCC）曾对本学科定义为"临床化学包含对人体健康和患病时化学状态的研究以及用于诊断、治疗和预防疾病的化学试验方法的应用。"因此，临床化学既是一门研究人体健康和疾病时生理生化过程的医学基础理论学科，又是一门应用各种技术和方法分析机体健康和疾病时体液或组织样品中各种化学成分的医学应用技术学科，它在医学理论和医学实践中均具有相当重要的地位。
目前，临床生物化学检验在临床医学中所起的作用和地位已日夜受到重视，并已成为任何医院及有关研究部门建设中不可缺少的重要组成部分。它的服务质量直接关系到整个医疗水平的提高和疾病防治的效果。它的作用主要有两方面，一方面阐明有关疾病的生物化学基础和疾病发生发展过程中的生物化学变化；在阐明疾病生化诊断的原理方面，偏重于论述疾病的生化机制，故又称为临床生物化学（Clinical Biochemistry）。另一方面开发应用临床生化检验的方法和技术，对检验结果的数据及其临床价值作出评价，用以帮助疾病的诊断以及采取适宜的治疗，偏重于临床生化实验室的应用，国内称为临床生化检验学。它的主要任务是研究人体器官、组织、体液的化学组成和进行着的生化过程，以及疾病、药物对这些过程的影响，为疾病诊断、病情监测、药物疗效、预后判断和疾病预防等各个方面提供信息和理论依据。随着检验技术的不断进步和试验项目的不断扩展，临床生化实验室已越来越多的为早期发现病人及科学研究等方面提供了大量有用的信息。第二节 临床生物化学检验的研究进展
早在20世纪初，许多生化学家就开始对人体的化学组成如蛋白质、氨基酸和糖类等以及体液相关成分含量的病理变化进行了系统研究。1918年，Lichtuitz首先出版了《临床化学》专著。1919年，北京协和医学院生化系主
近20年来，在疾病临床生物化学方面的研究进展主要表现在以下几个方面。
1．缺血性冠状动脉疾病 70年代我国开始观察乳酸脱氢酶（LDH）及其同工酶和门冬氨酸氨基转移酶（AST）在急性心肌梗死（AMI）过程中的变化，并肯定肌酸激酶（CK）及其同工酶具有更好的特异性。80年代，CK-MB亚型被证实在AMI诊断和溶栓疗效判断上都优于总CK，并系统地开展心肌酶谱检测，用于AMI诊断和疗效观察。90年代随着国外研究的进展，又进一步应用肌红蛋白、心肌肌钙蛋白T或I作为心肌损伤的指标。近年来随着免疫自动化仪器的引进，我国大医院多已开展了新的缺血性冠状动脉疾病诊断组合即肌红蛋白、肌钙蛋白T或I、CK-MB质量，由于这三项指标在AMI发病时升高的时间窗不同，且特异性与灵敏度高，故三者联用有可能监测AMI早期发病直至发病数天的全过程，并对溶栓疗效判断提供有价值的信息，肌钙蛋白T还可用于不稳定心绞痛的监测，可望成为预防AMI发生的警示指标。
2．肝、胆系统疾病 1957年以来，丙氨酸氨基转移酶（ALT）是肝炎辅助诊断中应用最广泛的酶，其次是AST、碱性磷酸酶（ALP）、γ-谷氨酰基转移酶（GGT），它们是反映肝胆系统炎症、坏死或阻塞病变的指标。假性胆碱酯酶与白蛋白同样反映肝脏的合成功能。1980年以来，随着商品试剂盒的引进与发展，这些酶类测定方法已全部由化学法改为连续监测法，并在方法学上始终注意与IFCC推荐方法保持一致，但又兼顾我国的特点，提高了这些酶测定的准确性与重复性。在胆红素测定方面，70～80年代推荐J-G法，随着自动化仪器的引进，又引进了各种类型的加速剂法，但其本质都是形成重氮盐显色；90年代研制了胆红素氧化酶，开始以酶法测胆红素。在临床研究中还观察到胆红素在急性肝炎恢复期升高，严重肝病时降低。80年代胆汁酸在肝胆疾病中的诊断价值受到重视，迄今关于胆汁酸检测的方法学已发展到第四代试剂盒，测定灵敏度进一步提高，并实行了检测管道无污染。在原发性肝癌诊断标志物研究方面，70年代开始采用甲胎蛋白（AFP）测定，现在除用AFP及其异质体、异常凝血酶原、GGT同工酶外，还测定丙酮酸激酶同工酶、岩藻糖苷酶（AFU）。肝纤维化的指标Ⅲ型胶原与Ⅱ型胶原等，亦已进入临床试验。
3．肾脏疾患 解放初有关肾脏功能的试验只有非蛋白氮与肌酐，非蛋白氮于60年代改为尿素氮，并在80年代开发成尿素酶法测定试剂盒用于自动化分析仪。肌酐苦味酸法一直沿用至今，但在50年代使用全血，60年代改为血清，70年代为消除非肌酐色原物的干扰，将终点法改为速率法或两点法，80年代随着自动化分析仪的推广，随后又开展了肌酐酶法速率法测定，它包括亚氨水解酶偶联谷氨酸脱氢酶测氨法和氨基水解酶偶联Trinder反应测H2O2法，有效的克服了假肌酐的干扰。此外在80年代提出了早期肾损伤检测概念，并对肾小球损伤标志物尿微量蛋白、转铁蛋白，对肾小管损伤标志物的各种尿酶及低分子量蛋白等进行了研究、试剂研制和推广应用等。
4．呼吸系统疾病 血气分析是呼吸系统疾病的重要监测指标，50～60年代我国多采用Van Slyke量积或量压式气体分析仪测定CO2结合力。60年代开始采用酸碱滴定法测定血浆HCO-3以代替CO2结合力。1972年引进同时带有pH、PCO2、PO2、电极的血气分析仪，但仍采用手工操作。80年代引进全自动血气分析仪并在临床普及。70年代血清抗胰蛋白酶测定用于肺气肿与气管炎的研究，目前，IgG、IgM、IgA、IgE的测定在国内推广应用已成常规。
5．脂代谢疾病 我国于1955年开始率先研究脂蛋白问题。60年代开展了胆固醇、磷脂与甘油三脂测定，并以纸电泳法对高脂血症分裂。80年代研制了国产TC、TG酶法测定试剂盒，优选HDL-C和LDL-C测定方法，分离和提纯主要载脂蛋白（Apo），制备Apo抗血清及建立免疫学分析方法，90年代陈文祥研究成功TC测定的参考方法（HPLC法），该法具有独创性，优于目前国际上的参考方法。由老年医学研究所研制的TC测定标准已由国家技术监督局批准为国家一级标准。近年来，对主要Apo及其基因多态性作了探讨。随着直接法测HDL-C，LDL-C试剂盒的引进，国内也研制出这类试剂盒的配方。TG测定参考方法也将推出。关于冠心病新危险因子方面，同型半胱氨酸的HPLC法和免疫测定已开始应用。
6．神经、精神疾病 人口老年化使神经、精神学科已成为医学和生命科学的前沿，神经学科将成为医学学科发展的一个重点学科。过去的生化检验内容多为蛋白质、酶、神经递质及其代谢产物。近10年来，由于神经分子学的发展，用分子生物学技术对神经系统疾病如苯丙酮尿症、舞蹈病、老年性痴呆、线粒体肌病和脑肌病、遗传性共济失调、神经肌肉疾病、神经纤维瘤、癫痫、X连锁智力低下及肝窦状核变性等进行了一些基因水平的研究，并取得了一定的进展。
7．糖尿病及内分泌疾病 近年来，我国糖尿病的发生率在逐渐增加，对于血糖的测定从50年代的Folin-吴法，60年代的邻甲苯胺法发展为80年代的葡萄糖氧化酶法和已糖激酶法。70年代可测定胰岛素及C***；80年代测定胰岛素细胞抗体、谷氨酸脱MM酶抗体和评估胰岛素抵抗，对糖尿病进行分型诊断。在糖尿病的治疗检测中糖基化血红蛋白和糖化血清蛋白的检测方法也日趋成熟，并被广泛应用。糖尿病酮症的监测还开展了β-羟基丁酸、乙酰乙酸测定；此外乳酸测定在糖尿病并发症的检查中也具有重要意义。在方法学上采用了酶法自动化分析，为病人的治疗提供及时的病理数据。其他内分泌的检查也是从无到有，从功能试验或用复杂的化学试验检测激素的代谢产物到70年代用同位素法直接测定激素。目前，随着非放射性标记免疫分析技术的异军突起，采用各类荧光、化学发光法测定激素已使激素测定象其它生化检测项目一样在数分钟内获得结果，检测灵敏度达到10-15～10-21。
8．骨代谢标志物 长期以来骨代谢异常疾病如骨质疏松症的诊断主要依靠临床症状，缺乏早期诊断和了解骨吸收与骨转换动态变化的客观指标。近几年来，骨代谢的临床生化检查有了极大进步，除能测定钙、磷、镁及甲状旁腺激素、维生素D、甲状旁腺激素相关蛋白外，还发展了能检测骨转换和骨吸收的骨代谢生化标志物，如血清骨钙素、骨碱性磷酸酶、I型前胶原C端***和尿胶原砒啶交联、脱氧砒啶交联及I型胶原交联N端***。这些标志物可以提供骨吸收和骨形成的动态变化指数，从而有利于骨代谢异常改变的早期发现及治疗监测。
9．电解质与酸碱平衡 血清钾、钠测定始于50年代，当时大都用化学法，虽然50年代后期引进火焰光度计，但多数医院仍采用化学法直至70年代。70年代个别单位引进原子吸收分光光度计测定钠、钾、钙、镁，80年代火焰光度计得到普及。80年代中期引进离子选择电极法；90年代钠、钾、CO2、的酶法分析因为可以随机应用于任何自动化分析仪，且有不需维护离子电极的优势，已在国内应用，微电极测定的干化学法也开始步入实验室。
10．治疗药物监测 治疗药物监测是临床生化在70年代发展起来的一个新领域，我国在80年代初开始建立。80年代后期荧光偏振免疫分析的引入对于普及血药浓度监测起了很大作用。这一方法是目前国内及发达国家使用得最多的方法。近几年来随着免疫技术的发展，酶免疫分析技术尤其是均相酶免疫分析技术如酶放大免疫分析技术和克隆酶供体免疫分析技术已在血药浓度测定中的应用日益广泛。对临床用药的有效性和安全性起到了积极的作用。
11．自由基与NO测定 80年代关于自由基与疾病关系的研究成为热门话题，研究了自由基损伤与恶性肿瘤的关系，与肝脏疾病的关系等，并对NO是内皮舒张因子的脱亚硝基产物假说进行了探讨，近年来建立了超氧化物岐化酶、脂质过氧化物酶、NO等一系列反映自由基损伤的生化指标。
二、临床生化检验方法学的进展
临床生化检验方法学的进展，主要源于生物化学、分析化学等基础研究及电子计算机等高新技术的发展。临床生化检验已从过去的手工滴定、化合物颜色反应进入一个全新的自动化微量分析时代。虽然我国的起点低，但改革开放的好政策使我国的临床生化工作者有机会一下子接受国外几十年发展起来的新方法、新技术，使我国在短短20年里赶上世界先进水平。主要表现在以下几个方面。
1．生化分离与分析技术 近20年来生化分析技术发展很快。光谱技术已从单一的比色法发展为分光光度法、透射比浊法、散射比浊法、原子吸收和火焰发射光谱法、分子荧光光谱法等。分离技术除了一般的离心和超离心技术外，在层析和电泳技术方面有更广泛的发展和应用。层析技术如离子交换层析、亲和层析、高效液相色谱（HPLC）等应用也越来越广泛，特别是HPLC以其快速、高分辨率在微量代谢物、药物检测方面更胜一筹。电泳技术中琼脂糖电泳与聚丙烯酰胺凝胶电泳（PAGE）应用增多，目前半自动、全自动电泳分析仪已在临床得到广泛应用。等电聚焦电泳、毛细管电泳也在某些临床生化实验室开展。随着分子生物学的发展与核酸分子杂交技术的普及，作为科研手段的DNA PAG电泳与各种印迹技术已走入临床生化实验室。
2．生化自动化分析与酶法分析 前30年大多采用固定时间法测定酶活性，而近20年跨越了国外采用分光光度法连续监测酶活性的手工阶段，而一步到位引进自动化分析仪采用动力学法连续监测酶活性。新方法的采用，使得可分析的酶范围扩大，测定准确度和精密度提高，为临床提供了更广泛的信息；同时自动化分析促进了酶法对代谢物测定的研究与应用，许多体内的生化反应被模拟，过去采用强碱、强酸、火焰等比较激烈的化学反应被屏弃，代之以温和、快速、无污染的代谢物酶法测定。离子选择电极的应用日益增多，并作为模块组合参与自动化分析。干化学分析由于具有简便、快速、准确的优点，也在国内的许多实验室，特别是急诊室被广泛采用。
3．临床生化诊断试剂盒 自动化分析带动了常规方法革新和商品试剂盒的研制。1982年国内第一个以动力学方法测定ALT的试剂盒研制成功，1985年以后出现了一批质量可靠的试剂盒。国外试剂公司也看好中国市场，他们在商业竞争中优胜劣汰，国外的最新技术、最新试剂可以在最短的周期内引进我国，有助于我国以较快的速度赶上国外的发展。
4．方法学的高新技术含量 目前国内临床生化实验室的硬件设备已基本达到国外同类实验室水平，临床生化分析工作进一步走向自动化、智能化和系统化，如样品处理自动化（automating sample processing area）、模组式自动化(modular automation)和全实验室自动化（total laboratory automation，TLA）有助于节省人力、物力，提高工作效率，强化质量管理。同时检验方法的高新技术含量不断增加，例如生物芯片技术、生物传感技术等，将其高科技、复杂的实验构思全部完成在生产阶段，而临床生化实验室只需按操作规程加样和处理，即可在短时间内完成原本繁琐、不易被大多数人掌握的高难度试验。
5．全面质量管理 伴随着医院诊疗制度的规范化建设，推进了全面质量控制工作的进程。实验诊断已进入诊疗条例，检验医师已开始重视
6．分子生物学技术 90年代，诊断分子生物学在我国形成。临床生化领域里除了对蛋白质、代谢物等分子水平的研究外，采用分子生物学技术可以对某些遗传病进行产前和出生后的基因诊断，对代谢病和肿瘤进行基因变异和流行病学的调查和研究。在此基础上已形成了在基因水平进行实验诊断的临床生化分支。
第三节 临床生化检验学与临床医学的关系
以生命科学为主要标志的医学科学，在学科大分化的同时，又出现了大综合，并由多种学科向医学领域广泛渗透，有机结合。随着医学科学的发展，临床医学在分子水平上探讨病因、阐明机制、早期诊断、寻求防治和康复保健等，都已离不开临床生化及检验学的理论和技术。临床生化及检验学与临床各科的联系已越来越密切，临床医疗质量和学术水平的提高与掌握临床生物化学的理论和方法密切相关。因此，运用现代科学技术的原理和方法，探讨疾病的发生发展规律，并应用于临床诊断和疾病防治，是临床医学和检验医学的共同要求和迫切愿望。一、与探讨疾病发生机制的关系
临床生化及检验学从分子水平研究人体内在疾病状态下的生化变化和代谢异常，有助于从本质上阐明疾病的发病机制。许多研究证明：有疾病发生，就有生化代谢异常。例如，当肝功能受损时，引起血液中胆汁酸的含量和组分发生变化的主要原因是：①胆汁排泄障碍导致胆汁反流入血；②经门静脉重新吸收入肝的胆汁酸减少；③门静脉和体静脉短路引起胆汁酸直接进入体循环等。因此，血清胆汁酸测定和分析是反映肝功能状况的一项重要指标。临床生化及检验学的研究阐明了健康和疾病的某些特征，同时，健康和疾病的多样性的研究又开拓了临床生化及检验学研究的新领域。如对糖尿病机制的研究，长期以来仅赖于对内分泌胰岛素和糖代谢紊乱的深入研究和了解，随着分子生物学的发展，目前已进入了基因组的相关研究内容。因为人类疾病的发生往往是与某种基因的结构与功能的改变相关的，或者与其表达调控异常有关，因此，对疾病相关基因水平的研究，能更深入地阐明疾病发生的机制，且为基因诊断和基因治疗奠定了基础。反过来，人类对健康和疾病的认识又将从孤立地研究生化过程变化的方式改变为全面系统地研究细胞内复杂的网络式生化变化的模式，这对临床生化及检验学的研究来说是一种突破性进展。二、与临床疾病诊断和治疗的关系
临床疾病诊断和治疗水平的提高，除依赖于大量临床实践经验的总结和积累外，还需运用临床生化及检验学的理论和技术，如对基因工程的研究，不仅为预防医学提供了大量安全高效的疫苗，也为治疗医学提供了干扰素、生长因子等新的生物制品，还促进了癌基因与抑癌基因等肿瘤生化的研究。因此，临床生化及检验学已成为当前衡量一个国家、一个地区和一个单位现代医学科学水平高低的重要标志之一。
目前，临床开展的生化检验项目已达300余种，而且，许多检验项目已进入分子水平，对临床疾病诊断和治疗的价值越来越高，主要表现为：①疾病诊断和早期诊断，临床应用临床生化检验的结果来诊断疾病涉及的范围很广，诸如：肝、胆、胰、肾、心血管、高脂血症、骨骼、内分泌、神经、精神以及肿瘤等疾病，而且已开展了许多能早期诊断的指标，如肾小球损伤标志物尿微量蛋白、转铁蛋白等；②判断疾病的严重程度和预后，例如在肝功能检测中，血清白蛋白和胆碱酯酶明显下降是判断肝细胞合成功能的良好指标，预示肝细胞已纤维化。再如ASTM增高的程度与心肌细胞坏死病变的程度密切相关，是判断AMI预后的一个很好指标。③治疗效果监测，如ALT在急性肝炎时血清活性升高的程度与临床病情轻重相平行，又由于ALT半寿期较长，又是肝炎恢复期最后降至正常的酶，是判断急性肝炎是否恢复的一个很好指标，而在慢性肝炎或慢性活动性肝炎时ALT也经常升高，因此，临床医师经常据此诊断和判断病情。再如临床常用CK同工酶亚型来判断AMI溶栓治疗的疗效。④治疗药物检测，在疾病治疗中，通过血药浓度监测，可制定出个体给药方案，从而保证了治疗药物的有效性和安全性。⑤探讨疾病的机理，促进临床医学的深入研究，随着基因组重组表达技术的发展，基因诊断和基因治疗得到了发展，为人类疾病的防治研究开拓了全新的领域。
随着临床生化检验技术的发展，用于诊断疾病、判断病情、疗效观察等生化项目和先进方法不断涌现，使得临床生化及检验学的领域更加多姿多彩。
