诊断废物占所有医疗废物的十分之一1其中大部分是传染性或有害废物，导致再利用和回收变得困难。这其中包括一次性诊断检测、实验室试剂和其他相关材料产生的废物。快速诊断检测的使用增加显著加剧了这一问题。适当的管理和处理这些废物对于减轻环境和健康风险至关重要2
消费者意识的提高和日益严格的监管压力促使全球生命科学诊断企业认识到可持续发展的紧迫性。越来越多的诊断公司已经承诺加入联合国支持的“零碳排放”倡议中，承诺到2050年实现温室气体净零排放3
随着可持续性成为诊断检测开发中与成本和性能并重的必要因素，有多种方法可以提升检测的可持续性。在这篇博客中，我们将深入探讨四个可以产生重大影响的关键策略。
1. 考虑替代样本类型和患者自我采集样本方式
通过静脉采血收集的诊断血样是实验室中最常见的生物样本类型。根据2020年发表的一项研究，研究了五种常见医院病理测试的碳足迹，大多数二氧化碳排放与样本采集有关（研究对象范围从60%的全血检测到95%的凝血功能检测）。用指尖采血或其他方法替换由静脉采血员收集的静脉血进行患者自我采集，可以立即消除大量的碳排放。这将减少对个人防护装备（PPE）的需求，PPE是二氧化碳当量排放的主要贡献者4，同时也减少了患者前往采集点的旅行需求。
此外，唾液和尿液等替代样本类型也是理想选择，这些样本中的分析靶标在基质中保持稳定，不易受温度和其他环境因素的影响，因此可以通过邮寄轻松运输，不需要冷藏。这些样本通常使用较简单的样本采集设备，可减少采集过程中产生的有害废物量。
2. 冻干干燥检测试剂以减少冷链运输和存储产生的二氧化碳排放
诊断试剂生产商通常集中生产试剂并将其分发到全球，这一过程会导致大量的二氧化碳排放。部分企业全球分销需要冷链运输和存储，以保持产品的完整性。5 通过对试剂进行冻干干燥处理，使其在室温下保持稳定，可消除冷链运输、存储、监控及冷链包装产生的废弃物的需求。6这大大减少了检测的碳足迹。此外，冻干干燥的试剂可以延长检测试剂在常温下的保质期，从多个层面减少废弃物和相关成本。
3. 减少检测中的步骤和材料使用
塑料和消耗品构成了检测环境足迹的很大一部分，尤其是一次性物品。目前，大多数分子qPCR测试在检测前需要进行RNA或DNA提取；然而，提取过程昂贵、耗时，需要专业操作。通过直接检测替代提取步骤，可以简化诊断流程，减少检测复杂性，加速样本处理，缩短出结果时间，并减少试剂使用。
一般来说，提高检测效率可以减少其碳足迹。可以采用的策略包括减少操作步骤，最小化试剂使用量，以及进行多重检测，以减少测试过程中产生的有害废物。然而，要实现这些策略，所用试剂必须满足特定标准，具体包括：需要高浓度试剂以减少检测体积，需要抗抑制性分子预混液以在免核酸提取的情况下能实现高灵敏度检测，需要统一的多重检测试剂以对不同靶标进行无偏差的扩增。
4. 尽可能使用无动物试剂
近年来，开发无动物试剂的趋势不断增长，欧洲药品管理局（EMA）率先实施了3R原则（替代avoid, 减少reduce，再利用re‐use），以减少诊断中动物的使用。这些替代试剂旨在提高检测性能和重现性，降低成本，同时为更可持续和人道的未来做出贡献。使用无动物试剂可以通过减少与动物源材料获取和处理相关的环境影响来改善检测的碳足迹。这种方法消除了饲养和维护动物的需求，减少了土地使用、水消耗以及与动物农业相关的温室气体排放。此外，它还减少了加工动物源试剂所需的化学品和资源的使用。
在免疫检测中，经常需要使用免疫阻断剂（如小鼠IgG）来减少可能导致假阳性结果的非特异性结合和其他干扰。这些试剂需要大量免疫小鼠以收获它们产生的抗体。这一过程引发了伦理问题，并促使人们探索用于免疫阻断剂生产的无动物替代方法。
此外，来自无动物来源的抗体、抗原和酶日益普及，无论是作为重组蛋白/酶，还是源自植物或细菌的衍生物。与动物来源的试剂相比，无动物试剂通常具有最小的变异性和更低的污染风险。采用无动物试剂是朝着诊断制造中伦理和可持续实践迈出的关键一步。
此外，来自无动物来源的抗体、抗原和酶日益普及，无论是作为重组蛋白/酶，还是源自植物或细菌的衍生物。与动物来源的试剂相比，无动物试剂通常具有最小的变异性和更低的污染风险。采用无动物试剂是朝着诊断制造中伦理和可持续实践迈出的关键一步。
通过更环保的研发设计实现更可持续的诊断检测
环境可持续性通常被描述为废物减少的层级：避免、减少、再利用和回收7.
然而，对于病理诊断检测来说，由于感染控制的原因，再利用或回收物品的机会有限。减少废物和二氧化碳排放的主要机会包括使用可持续材料、优化流程、减少试剂用量和采用多重检测。
在Meridian迈迪安，我们坚信可持续性的实现始于自身。在整个运营过程中，我们努力将可持续性和伦理实践原则融入业务中，为客户提供创新、环保的产品，并帮助他们实现可持续发展的目标。我们提供一些领先的创新和环保产品包括：
- 特定样本qPCR/LAMP预混液 适用于开发室温稳定检测的Lyo-Ready™可冻干和Air-dryable™可风干qPCR/LAMP预混液以及无甘油分子酶
- Lyo-Ready™和Air-dryable™qPCR/LAMP预混液: 适用于开发室温稳定检测的Lyo-Ready™可冻干和Air-dryable™可风干qPCR/LAMP预混液以及无甘油分子酶
- 高浓度分子酶 适合检测微型化的高浓度分子酶
- 抗抑性qPCR/LAMP预混液 适用于从粗裂解物直接扩增的抗抑性qPCR/LAMP预混液
- 非动物源免疫阻断剂: HAMA、HA和Rf免疫阻断剂
参考文献:
1. Street, A., Vernooij, E. & Rogers, M.H. Diagnostic waste: whose responsibility?. Global Health 18, 30 (2022). https://doi.org/10.1186/s12992-022-00823-7
2. Why the medical industry should tackle single-use diagnostic waste. Medical Plastics News (2022)
4. McAlister, S., et al., The carbon footprint of pathology testing. Med J Aust; 212 (8): 377-382. (2020) doi: 10.5694/mja2.50583
5. The cold chain innovates to meet post-COVID demands. Nature (2022)
6. Whyte, S. Building a Greener Supply Chain: Key Considerations for Cold Chain. PharmTech 64 (5): 34-37. (2022)
7. Sustainable Materials Management: Non-Hazardous Materials and Waste Management Hierarchy. United States Environmental Protection Agency.