专访北京儿童医院彭亚光：我国首款自主研发CF筛查仪，从尿液入手打破国外传感器“封锁线”

盐，被称为“百味之王”，我们一日三餐都离不开它。但食用盐分超标后，极易引起水肿、高血压以及一系列心血管疾病。

而在我国，心血管疾病患者人数已经非常庞大了。据《中国心血管健康与疾病报告2021》显示，中国心脑血管疾病患病人数约3.3亿，并且患病率仍呈持续上升态势。

首都医科大学附属北京儿童医院的彭亚光一直对膳食营养和健康领域非常关注，他想：如果人们在日常生活中能够自主检测盐分摄入，是否就能提高减盐限盐意识，预防控制心血管病的发生？

抱着这样的想法，他开始着手研发一款能够通过尿液检测人体盐摄入情况的仪器。

一次偶然的机会，彭亚光和院内呼吸科的主任聊到了他正在研发的尿液离子排出量检测仪。主任一拍大腿：“嘿！这仪器刚好能解决国内CF患儿（囊性纤维化）筛查的难题！”

就这样，尿液离子排出量检测仪器阴差阳错的背负起了填补国内CF筛查空白的重任，开始了这场转化之旅。

囊性纤维化又称黏滞病，是一种全身外分泌腺功能紊乱的常染色体隐性遗传病。它会破坏患者身体的多个系统，如呼吸系统、消化系统甚至是生殖系统，并且死亡率高达90%。

目前，全世界都没有较好的治疗方法，约半数儿童会因感染或心肺功能衰竭等严重并发症于10岁前死亡。现有的临床数据显示，如果能够尽早筛查并干预，患者儿童期间病死率会明显下降，甚至可以存活至成年。

经研究发现，囊性纤维化患者汗液中氯离子浓度会比正常人高3～5倍，因此，检测人体所含的氯离子浓度成为早筛的突破口——这和彭亚光所研发的尿液离子排出量检测仪器原理不谋而合。

但和国外的检测设备有所不同，国外通常是用汗液来检测氮化钠浓度进行囊性纤维化筛查，而彭亚光却选择了尿液为检测对象。这究竟是为什么呢？

彭亚光解释到：“人体摄入的氯化钠，92.8%都通过肾脏形成尿液代谢，其余通过呼吸、排汗等排出体外。汗液与尿液成分虽然有所不同，但均可以测量氯化钠浓度。虽然现在市面上都是用汗液进行检测，但根据临床实践，我们认为用尿液作为检测样本尤其优势。”

首先，和汗液相比尿液的收集更为简单。目前的汗液采集收集技术主要是通过微电极接触皮肤，产生刺激从而富集收集汗液，需要患者检测时佩戴微电极手环，尽可能保持静止才能完成。

在这一过程中，除了要长时间保持静止，还需要忍耐微电极刺激带来的不适感。但CF筛查的主要对象是年龄较小的儿童，甚至是婴幼儿，要通过微电极完成汗液收集是非常困难的。而尿液收集就方便很多了，不管是多大的孩子都能轻松、自然的完成。

另外，用尿液进行检测可以通过检测仪一次性测量尿量、浓度，直接评估氯化钠质量，避免了汗液因浓缩或稀释污染导致的检测异常，提高了检测效率。

虽然国外可以通过传感器进行汗液采集检测，但采集量仍然有限，而且环境温度、湿度，体温、精神状态等因素均会对汗液采集过程产生影响，汗液存在浓缩或污染的风险，导致检测结果的偏差。

最重要的一点是尿液收集检测需要的传感器已较为普及，可以破解我国正面临的“卡脖子”问题。

目前国内还没能研发出自主研发出可替代技术，而汗液测量传感器在我国也尚未获得审批，因此国内并没有传感器固定的供货来源。目前要使用汗液测量传感器，就只有患者自行托人从海外运回，这样耗费大量的人力财力，给患者和家庭都带来了不小的压力，同时也耽误了筛查的时间。

而使用尿液进行检测就能由我国完全自主研发、自行制造CF筛查检测仪器，为我国CF筛查提供了替代技术，给我国CF患者带来了更多生存的可能。

作为检测仪器而言，检测对象容易获得只是第一步，便于使用，结果准确才是关键。那么，这些要求尿液离子检测仪又是如何实现的呢？

首先，尿液离子排出检测仪嵌入的智能算法，能够有效避免假阳性或假阴性的情况发生，提高检测结果的准确性。

以大量临床数据为基础，彭亚光研究设置了一套智能算法，并嵌入检测仪器中。这套算法能够直接估算个体尿液氯化钠排出总量，并根据需要输出氯离子、钠离子浓度、质量、尿量等数值结果。省去了样本提取、处理的步骤，也排除了因人工操作影响浓度，造成假阳性或假阴性的情况。

其次，尿液离子排出检测仪的检测成本较低，减轻了患者的经济负担。

尿液离子排出检测仪是依靠电化学法进行氯离子浓度分析的，而电化学技术在医学检验中已经使用了近60年，无论检验操作，还是设备生产都已经非常成熟了。所以，从检验成本来讲，患者接受度是非常高的。

另外，尿液离子检测仪虽然是为CF筛查而生，但它的使用场景并不局限于CF疾病的筛查。因为这台仪器不但能检测氯离子浓度，还能检测钙离子、磷离子等数据，所以在很多检测领域都非常适用。

就拿家长都非常关心的孩子发育为例。目前对于孩子生长激素的检测主要是依靠静脉注射药物进行激发试验，并且需要多次、长周期的注射才能得到准确结果。而多次注射极有可能让孩子产生抵触心理，不配合检测。

与生长激素相关的胰岛素样生长因子（IGF-1）也可以在尿液中检测到，结合钙、磷等骨代谢检测，有望能够实现无创、便捷、快速的儿童生长发育的评估，此部分功能目前正在研发。

同时，尿液离子检测仪小巧便携，操作简单，也非常适合家用。一些需要控制盐摄入量的心血管疾病、肾脏疾病患者，就能通过这台仪器在家中实现自主检测，省去了三天两头跑医院的烦恼，也能更及时的掌握病情。

彭亚光所在的首都医科大学附属北京儿童医院非常重视，并支持临床医生进行成果转化。在医院的帮助下，彭亚光研究团队与北京航天航空大学合作，设计出了尿液离子检测仪的样机，进入到了试验环节。

彭亚光告诉动脉橙果局：“目前我们已经进行了小样本的临床试验。从试验数据来看，我们尿液离子检测仪样机和海外汗液检测仪得出的结果相关度在0.7以上。下一步，我们将继续扩大样本，扩大样本试验，争取早日获得医疗审批，惠及更多患者。”

虽然医院给尿液离子检测仪的转化提供了很多帮助，但彭亚光认为，“信息不对称”是成果转化的最大障碍。

医院的项目太多，要给每一个项目精准匹配到合作对象是心有余而力不足。想要找到靠谱的合作伙伴，大多时候还得靠科研人员自己。

很多科研人员只有动用自己的人际关系，或者参加一些创新大赛或学科会议才能和企业搭上线。但通过这样的方式能触达到的企业还是太局限，能够达成合作的也少之又少。彭亚光在和同行交流中发现，这样的情况并非个例。

彭亚光告诉动脉橙果局：“科研成果就像我们的孩子一样，都觉得是个宝。但是否真的好，还得看市场和企业的反应。但对于临床医生来说，要得到这样的信息目前还存在困难，不只是我，或许整个行业都在等待一个解决方案。”

目前，彭亚光正在为尿液离子检测仪寻找合适的合作伙伴，完成技术转让，争取早日运用到临床。