术中分子诊断

01概览与价值链#

标记 EC: IVDR 2017/746 + MDR 2017/745 | OECD: Biotech-health | Regulator: FDA（美国）、EMA（欧盟）、NMPA（中国）

术中分子诊断在手术过程中实时为外科医生提供组织身份判断——肿瘤还是健康切缘——取代或补充了将冰冻切片送至病理科并等待20-30分钟结果的传统流程。On Target Laboratories 的 Cytalux（帕福拉西阿宁）是一种已获 FDA 批准的靶向叶酸受体荧光显像剂，帮助外科医生在癌症手术中直观识别恶性组织，目前已在超过1000例真实世界癌症手术中使用，疗效数据与临床试验结果一致。Dilon Technologies 获得 FDA 批准并推出 MarginProbe 2，这是用于保乳手术中术中乳腺肿瘤切缘评估的新一代射频光谱探头。Perimeter Medical Imaging AI 的 Claire 成为首个获 FDA 批准的、用于乳腺癌手术切缘评估的 AI 赋能光学相干断层扫描（OCT）成像设备。Invenio Imaging 的受激拉曼组织学（SRH）系统可在手术室内实时生成病理级别的脑肿瘤组织数字图像，无需冰冻切片染色与等待。在欧洲，photonamic 的 Gliolan（美国名为 Gleolan，5-氨基乙酰丙酸）是一种荧光引导切除药物，使胶质瘤组织在蓝光下于手术中发出荧光；伦敦帝国理工学院开发的 iKnife（智能刀）利用快速蒸发电离质谱（REIMS）实时分析电刀切割产生的烟雾以识别组织类型，已与 Waters Corporation 合作实现商业化。

术中分子诊断的关键方向：

1. 荧光引导手术（Fluorescence-Guided Surgery）： 使肿瘤组织在特定光照下可见发出荧光的显像剂——Cytalux（靶向叶酸受体）、Gliolan/Gleolan（5-ALA，胶质瘤）。
2. 光学切缘成像（Optical Coherence Tomography）： 对切除标本表面进行高分辨率光学扫描以评估切缘且不破坏组织——Perimeter Medical Imaging AI 的 Claire。
3. 数字化术中组织病理学（Stimulated Raman Histology）： 无标记光学显微技术，在数分钟内生成病理级图像，取代20-30分钟的冰冻切片流程——Invenio Imaging。
4. 质谱与射频光谱组织识别（Rapid Evaporative Ionization Mass Spectrometry）： 在切割或探测过程中实时进行化学/电学组织类型识别——伦敦帝国理工学院的 iKnife（REIMS）、Dilon Technologies 的 MarginProbe（射频光谱）。

行业价值链#

[显像剂/探头/系统研发] ──> [FDA/CE 监管批准] ──> [手术室整合与外科医生培训]
                                        │
                              （实时术中组织分析）
                                        │
                                        ▼
[指南采纳与上市后证据] <─── [手术切缘/切除范围决策] <─────┘

价值链层级#

该行业的跨领域技术：

• 荧光引导手术（Fluorescence-Guided Surgery）： 靶向或蓄积型荧光显像剂（叶酸受体偶联物、5-ALA）使肿瘤组织在特定波长光照下与健康组织显著区分。
• 受激拉曼组织学（Stimulated Raman Histology）： 无标记拉曼散射显微技术生成等效于H&E染色的虚拟组织图像，无需染色、切片及20-30分钟的冰冻病理等待。
• 快速蒸发电离质谱（Rapid Evaporative Ionization Mass Spectrometry）： 分析电刀切割产生的气溶胶/烟雾，近乎实时地根据其脂质组学特征识别组织类型。

02美国#

美国拥有最深厚的术中诊断设备与显像剂研发梯队，涵盖荧光显像剂、OCT成像与数字化组织病理学，均在 FDA 器械/药品审批路径下推进。

Cytalux、MarginProbe 2、Claire、NIo#

• On Target Laboratories： Cytalux（帕福拉西阿宁）是已获 FDA 批准的靶向叶酸受体荧光显像剂，帮助外科医生在癌症手术中识别恶性组织，目前真实世界疗效数据已在超过1000例手术中与原始临床试验结果保持一致。
• Dilon Technologies： 获 FDA 批准并推出 MarginProbe 2，这是用于保乳手术中术中乳腺肿瘤切缘评估的新一代射频光谱探头，通过升级设备的关键性试验延续 MarginProbe 技术产品线。
• Perimeter Medical Imaging AI： Claire 是首个获 FDA 批准的、用于乳腺癌手术切缘评估的 AI 赋能光学相干断层扫描（OCT）成像设备，在不破坏组织的情况下扫描切除标本表面。
• Invenio Imaging： 其受激拉曼组织学（SRH）系统可在手术室内生成病理级别的脑肿瘤组织数字图像，面向冰冻切片周转时间成为瓶颈的神经外科手术。
• FDA 框架： 术中荧光显像剂作为新药通过 FDA 审批（Cytalux），而成像与光谱设备则作为 PMA/510(k) 医疗器械通过审批（MarginProbe、Claire），该类别自 2026 年以来的批准节奏正在加快。

03中国#

中国的手术室正大规模采用术中冰冻切片与快速病理工作流程，但截至2026年，尚无专门的中国术中分子诊断公司作为该类别的独立商业开发方通过源确认。

快速病理、NMPA、技术转移#

• 国内冰冻切片能力： 中国主要肿瘤中心开展大批量常规冰冻切片病理，这正是本类别荧光、OCT 与拉曼组织学技术旨在加速或替代的工作流程。
• 进口与技术转移路径： 美国与欧洲的术中诊断显像剂与设备（荧光显像剂、OCT系统）目前主要通过 NMPA 进口注册或本地分销合作进入中国市场，而非本土原创平台。
• NMPA 框架： 术中诊断设备及任何伴随体外诊断成分均依据 NMPA 作为医疗器械/IVD 产品注册，遵循与进口荧光及 OCT 系统相同的器械类别路径。

04欧盟#

欧洲的贡献集中在用于脑肿瘤手术的荧光引导切除药物，以及伦敦帝国理工学院开创的质谱 iKnife 技术。

Gliolan/Gleolan、iKnife、MDR/IVDR#

• photonamic（德国，medac 集团）： 销售 Gliolan（美国名为 Gleolan），一种5-氨基乙酰丙酸（5-ALA）药物，患者在胶质瘤手术前服用，使肿瘤组织在蓝光下发出荧光，让神经外科医生比单纯白光手术实现更完整的切除。
• 伦敦帝国理工学院： 开发了 iKnife（智能刀），利用快速蒸发电离质谱（REIMS）实时分析电刀切割产生的气溶胶，根据其脂质组学特征识别组织类型，并已与 Waters Corporation 的质谱平台合作实现商业化。
• MDR/IVDR 框架： 在欧盟销售的术中设备及涉及诊断检测组件的产品，须遵守医疗器械法规（MDR 2017/745），若涉及诊断检测成分则还须遵守体外诊断法规（IVDR 2017/746）。

05领先企业与研究机构#

06技术栈与创新#

该技术栈涵盖四种不同的物理原理——靶向荧光、光学相干断层扫描、拉曼散射与质谱——每种都被转化为与手术室兼容的实时组织身份读数。

1. 荧光显像剂（Fluorescence-Guided Surgery）：
   • Cytalux 结合许多肿瘤细胞过度表达的叶酸受体，而 Gliolan/Gleolan 的 5-ALA 被胶质瘤组织优先代谢为荧光卟啉，两者都能在特定波长光照下使肿瘤显著可见，且无需在手术室内配备额外成像硬件。
2. AI 赋能光学相干断层扫描（Optical Coherence Tomography）：
   • Perimeter Medical Imaging AI 的 Claire 使用 OCT 结合 AI 解读层扫描切除标本表面以标记阳性切缘，是冰冻切片取样的一种非破坏性光学替代方案。
3. 受激拉曼组织学（Stimulated Raman Histology）：
   • Invenio Imaging 的系统用两束调谐至脂质与蛋白质拉曼散射特征的激光照射未染色的新鲜组织，通过计算在数分钟内生成等效于H&E染色的虚拟图像。
4. 质谱与射频光谱组织识别（Rapid Evaporative Ionization Mass Spectrometry）：
   • 伦敦帝国理工学院的 iKnife 将电刀烟雾送入质谱仪（通过 Waters Corporation 平台）进行脂质组学组织类型分类，而 Dilon Technologies 的 MarginProbe 则在探头直接接触时测量组织的电学/射频响应——两种不同的物理路径通向同一个实时组织识别目标。

07价值链与生产管线#

术中分子诊断的工业管线（FDA PMA/510(k) / 欧盟 MDR-IVDR）#

┌───────────────────────────┐      ┌───────────────────────────┐
│ 1. 显像剂/探头/系统       │ ───> │ 2. 监管批准               │
│    研发                    │      │                           │
└───────────────────────────┘      └───────────────────────────┘
                                                   │
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┌───────────────────────────┐      ┌───────────────────────────┐
│ 4. 实时组织分析           │ <─── │ 3. 手术室整合与          │
│                            │      │    培训                    │
└───────────────────────────┘      └───────────────────────────┘
              │
              ▼
┌───────────────────────────┐      ┌───────────────────────────┐
│ 5. 手术决策               │ ───> │ 6. 指南采纳与            │
│                            │      │    证据                    │
└───────────────────────────┘      └───────────────────────────┘

阶段 1：显像剂、探头或系统研发

针对区分肿瘤与健康组织的特定物理或生物学原理，研发荧光显像剂（叶酸受体偶联物、5-ALA）、光学/光谱成像系统（OCT、SRH激光）或质谱/射频探头接口。

阶段 2：监管批准

荧光显像剂在美国作为新药通过 FDA 审批，成像/光谱设备则作为 PMA 或 510(k) 医疗器械通过审批，或在欧盟接受 MDR/IVDR 合格评定，每种情形均须提供证明其相对标准病理诊断准确性的临床数据。

阶段 3：手术室整合与培训

已获批的设备或显像剂被安装进手术室工作流程，外科医生与病理医生接受培训，学习结合标准手术判断解读荧光、OCT、SRH 或质谱读数。

阶段 4：实时组织分析

手术过程中，对切除标本或原位组织进行成像、探测或分析——荧光可视化、OCT扫描、SRH显微或 REIMS 质谱/射频光谱读数——在当次手术时间范围内产生组织身份结果。

阶段 5：手术决策

外科医生根据实时读数决定是否扩大切除范围、结束手术，或将额外样本送检标准冰冻病理以确认。

阶段 6：指南采纳与证据

已发表的再切除率降低数据及其他疗效数据（Cytalux 超过1000例手术的真实世界追踪、Claire 作为首个 AI 赋能 OCT 设备获 FDA 批准）纳入外科学会指南建议与支付方覆盖决策。