甲状腺检测技术发展史

Okay欧凯

在过去70年里，甲状腺检测敏感性和特异性的提高导至了检测和治疗甲状腺疾病方面取得进展。在20世纪50年代之前的几十年里，基础代谢率和生物测定法被用来测量甲状腺功能。基于临床实验室的甲状腺激素测量始于20世纪50年代，测量蛋白质结合的碘，这种方法间接估计总（游离+蛋白结合）T4 （TT4）浓度。

表1 1958-2021年甲状腺测试的演变

检测	发展	年份
TT4（估计）	含蛋白质结合碘的测量	1958
甲状腺结核球蛋白（估计）	131 I-T3树脂摄取	1963
TSH（第一代）	RIA（灵敏度 *1.0 mIU/L）	1965
fT4（估计）	131I-T4+平衡透析+MgSO4	1966
fT4指数	TT4+T3树脂摄取	1970
TRH刺激	TRH-TSH（第一代）检测	1972
TT4、TT3	RIA方法	1970-71
fT4、fT3（估计）	模拟和两步免疫检测	1983
TSH第二代	手动IRMA（功能灵敏度0.1mIU/L）	1986
TSH第三代	手动ICMA（功能灵敏度0.01mIU/L）	1990
TT4	Isotope dilution/GC/TMS	1994
TT3	Isotope dilution/GC/TMS	1999
fT4（直接）	自动随机存取ICMA仪器	1988-2007
fT4、fT3	平衡透析/同位素稀释-液相色谱串联质谱（LC-TMS）参比法	2007
TSH第三代	自动随机存取ICMA仪器	2017

注：RIA：放射免疫分析；GC：气相色谱法；TRH：促甲状腺激素释放激素；TMS：串联质谱法。IRMA：免疫放射分析法，RIA的基础上发展起来的放射性核素标记免疫分析；ICMA：免疫化学发光分析法，无需采用放射性同位素。

1. T4检测

1.1 间接评估游离T4

早期人们认识到，异常TH结合蛋白（主要是T4结合球蛋白，TBG）将TH分配到包括大脑在内的靶组织，可能扭曲总TH和生物活性游离TH之间的关系，使TT4用于评估甲状腺功能变得更复杂（例如在怀孕期间）。因此，开发了间接TBG评估（摄取测试）并用于调整TT4，以提供游离T4的间接估计{（游离T4指数）fT4I = TT4 + T3树脂摄取[T3RU]测试}。目前的“摄取”测试，重新命名为TH结合比率，称为“Tuptakes”，主要使用自动免疫制剂和非同位素信号来评估相对于“正常”参考的可用TBG结合位点，根据不同的方法，可能被赋予1.00或40%的值。

1.2 直接检测游离T4

20世纪60年代，利用平衡透析或超滤分离少量（0.03%）生物活性fT4的直接检测方法开始出现，但技术复杂，不适合满足日益增长的甲状腺检测需求。在20世纪80年代，双检测fT4I（TT4 + T3RU）开始被单检测fT4和fT3免疫测定法所取代。放射性示踪剂（125I）被非同位素信号取代，主要是化学发光。随后，游离激素（fT4和fT3）免疫分析测试已在多分析平台上实现自动化，目前用于大多数游离甲状腺激素检测。然而，不同fT4和fT3方法报告的数值之间的差异会对不同患者群体设定通用医疗决策点和参考区间产生负面影响。

2. TSH检测

2.1 早期的TSH检测

最早的TSH测定是在20世纪30年代发展起来的，以生物测定为基础，包括向豚鼠体内注射垂体提取物，测量豚鼠甲状腺的组织学变化。然后是体外实验，使用培养的甲状腺滤泡细胞产生的环磷酸腺苷作为TSH浓度的替代标记物。TSH检测的进一步发展反映了fT4方法的改进（表1）。20世纪60年代发展的第一代TSH放射免疫测定法缺乏足够的灵敏度来检测甲状腺功能正常或抑制TSH，因此仅用于诊断原发性甲状腺功能减退。

2.2 TSH检测的临床敏感性

TSH检测的“质量”历来由临床敏感性来定义，即区分甲状腺功能亢进和甲状腺功能正常的TSH浓度的能力。这种敏感性的缺乏最初需要使用促甲状腺激素释放激素（TRH）来获得TSH浓度的可测量范围，用于检测亚临床甲状腺功能减退和甲状腺功能亢进。

在20世纪80年代，免疫测定（IMA）方法（主要是化学发光），用非同位素信号取代了125I示踪剂，TSH检测灵敏度提高了100倍，TRH检测被停止。自2000年以来，功能灵敏度低于0.02 mIU/L的自动化“第三代”IMA已成为全球的护理标准。在这种检测范围内，可以检测从甲状腺功能亢进到甲状腺功能减退的所有明显甲状腺功能障碍。然而，一个主要的限制仍然存在——无法特异性区分原发性甲状腺功能减退症分泌的生物活性TSH和中枢性甲状腺功能减退症分泌的无生物活性TSH亚型。

2.3 TSH的免疫层析及质谱检测

除上述常用方法外，还开发并实现了另外两种技术。一种是20世纪90年代发展起来的免疫层析（侧流）即时半定量TSH检测，可用于筛查原发性先天性甲状腺功能减退症。另一种技术是基于质谱的方法，主要是为特定目的而开发的，如诊断临床领域的主要参考（例如，作为标准化目的的主要参考测量程序和在专业中心解决不一致的常规结果）。请注意，欧盟关于体外诊断的新法规要求，如果质谱（MS）方法用于临床诊断而不是研究目的，则必须提供适当的文件记录。