医学实验室的量值溯源性

医学实验室的量值溯源性

1. 术语

VIM ——国际通用计量学基本术语：

由国际计量局（BIPM ），国际电工技术委员会（IEC ）、国际临床化学和实验医学联合会（IFCC ）、国际标准化组织（ISO ）、国际理论和应用化学联合会（IUPAC ）、国际理论和应用物理联合会（IUPAP ）和国际法制计量组织（OIML ）发布。

1.1 量[1]（quantity ）

现象、物体或物质可定性区别和定量确定的属性。[VIM：1993，定义 1.1] 可分为：

广义量（quantity in a general sense ）：在化学界和临床化学界常称量类（kind-of-quantity ）[2]。

特定量（particular quantity）：为规定了一定条件的量类，很多情况下简称为量。原则上需三要素来描述，即系统（system ）、组分（component ）和量类。“系统”在临床实验领域可简单理解为样品物质，如血液、血清、尿液等；这里的组分指样品中的被测（measurand ）物质成分。如“24小时尿液（系统）中葡萄糖（组分）的物质量（量类）”是一个特定量[2]。

1.1.1 分析物（analyte ）：定义为单一化合物[3]。

溯源到SI （国际单位制）的通用系统。如电解质／金属、代谢物（胆固醇、尿素、尿酸等）、类固醇、甲状腺激素（T4和T3）和维生素，测量的试验结果以每升摩尔数（分数）术语表示。

1.1.2 物质（substance ）：指的是以异构体、糖化型式和破碎产物等所有形式存在的一种不纯的混合物的“生物物质”[3]。如：所有的蛋白质和糖化蛋白——常用某种免疫化学技术测定——试验结果不以SI 单位表示，有的用世界卫生组织的国际单位或生产商制备的质量单位表示。为了与“分析物”区别的方便，指定这类叫做“物质”。

1.1.3 量值（value of a quantity）：是指一般由一个数乘以测量单位表示的特定量的大小。量值常可简称为值（value ）[2]。

1.1.4 真值(true value)：是与给定的特定量的定义一致的值[5]。

1.1.5 约定真值（conventional true value）：对于给定的具有适当不确定度的赋予特定量的值，有时该值是约定采用的[5]。通常约定真值是用不确定度符合要求的测量程序多次测量的平均值。约定真值有时也称为给定值（assigned value ）、最佳估计值（best estimate of value）、约定值（conventional value）或参考值（reference value ）[5]。

1.2 定名标度（nominal scale ）：为检验结果定名，无大小或先后的含义，也不能求均值。如ＡＢＯ血型、微生物鉴定的试验类型[4]。

1.3 定序标度（ordinal scale）：试验结果可以分出大小，但不知具体大多少或小多少，只供排序的标度。用是／否来回答，或用+、++、+++、++++回答的试验以往称做“定性试验”，如此命名是一个错误的概念。事实上全部都是定量，因为所选择的临界点（cut-off point ）与该量的某一浓度是相关的。该临界点以上的一个浓度常常称做“阳性结果”，低于该临界点作为“阴性结果”。应引起注意的是它们是实验结果的解释，并不是该“测量”的结果[4]。

1.4 差示标度或区间标度（difference scale or interval scale）：定量检验结果的一种，结果有正有负，其零点在某种意义上是人为规定的，可以计算差别的大小但不能计算比例的结果。如剩余碱测定结果可以-0.2mmol/L、3mmol/L等表示之[2]。

1.5 比例标度（ratio scale）：结果有自然零点或绝对零点，其零点意为“无”，这类结果可计算差值，也可计算比例。例如：血清胆固醇浓度为0（假设）、2.56、

5.12mmol/L[2]。

1.6 生物参考区间（biological reference interval）：定义为参考分布的中心95%区间。在某些特定情况下，对参考区间另外取值或不对称取值可能更为恰当[1]。

1.7 样品（sample ）：取自机体某一系统的一个或多个部分，旨在提供该系统的相关信息，通常作为判断该系统及其产物的基础[1]。

1.8 检验（examination ）：旨在确定某一属性的值或特性的一组操作。在某些学科，如血型学、微生物学中，一项检验是数次试验、观察或测量的总体活动。检验的概念较测量更宽泛。在医学实验室—质量和能力的专用要求ISO15189标准中大量使用检验一 词[1]。

1.9 测量（measurement ）：以确定量值为目的一组操作［VIM ：1993, 定义2.1］

[1]。在涉及溯源性的文件大量采用测量一词。ISO 与欧洲标准化委员会(CEN)近年发表5个相关标准如下[2]：

prEN/ISO 17511(2002) 体外诊断器具—生物源样本中量的测量—校准物和质控物定植的计量学溯源性

prEN/ISO 15183(2002) 体外诊断器具—生物源样本中量的测量—酶催化浓度校准物和质控物定植的计量学溯源性

ISO/FDIS 15193(2002) 体外诊断器具—生物源样本中量的测量—参考测量程序的说明

ISO/FDIS 15194(2002) 体外诊断器具—生物源样本中量的测量—参考物质的说明

ISO/FDIS 15195(2002) 临床检验医学—参考测量实验室要求

1.10 测量方法（method of measurement）：一般描述的测量操作逻辑次序。它不具备具体性能参数。一个测量方法可以产生多个测量程序，每个测量程序的性能也可能有所不同 [2]。

1.11 测量程序（measurement procedure）：是用于特定测量的，根据给定的测量方法具体描述的一组操作[2]。一个测量程序可使操作者直接进行相应特定量的测量，无须提供另外的说明。测量程序对操作的每一个细节进行了规定，因此它有相对固定的性能指标。测量程序有时称为分析方案（analytical protocol ）或标准操作程序（standard operating procedure,SOP）

1.12 测量准确度（accuracy of measurement）：测量结果与被测量值真值之间的一致性程度[VIM：1993, 定义3.5]。它涵盖真实度和精密度，即真实又精密的结果才是准确的。不准确度的数字表达是不确定度[1]。

1.13 测量的真实度（trueness of measurement ）：有很大一个系列的检测结果得到的平均值与真值之间的一致程度[ISO 3534-1：1993，定义3.12]。过去用准确度表示现在真实度的概念。用偏差（bias ）（均值与真值之差，亦有称“偏倚”的）表示不真实度[1]。

1.14 精密度（precision ）：在规定条件下获得的独立测量结果之间的接近程度[2]。常用

CV%表示。

1.14.1 重复性（repeatability ）：在相同条件下（时间、校准、操作者、仪器等）获得的精密度。即所谓的批内精密度[2]。

1.14.2 中间精密度（intermediate precision）：一种或几种条件因素发生变化，但在同一实验室内获得的精密度[2]。

1.14.3 重现性（reproducibility ）：是在不同实验室，不同条件下获得的精密度。又称实验室间精密度[2]。

1.15 测量不确定度（uncertainty of measurement）：表征合理地赋予被测量之值的分散性，与测量结果相联系的参数[VIM：1993，定义3.9][1，3]。

其中测量结果实际上指的是被测量的最佳估计值。被测量之值，则是指被测量的真值，是为回避真值而采取的 [5] 。

“分散性”这里有更广泛的涵义，以前用由随机误差产生的不精密度来描述是不全面的，这只是结果不确定性的一部分。有的临床实验室化验员想当然地认

为测量就是分析，这是一种狭隘地观点，显然也不符合测量就是确定一个量值（如血糖浓度）的一系列过程的总合的定义[6 ] ，因为其忽视了影响测定结果极其重要的几个过程，如试剂、校正物和参考物质的生产制备，参考物质的赋值、取样，样本的预处理等。因此一个完整的测量即应包括实验室内的工作（如分析样本），也应包括实验室外的工作。评估不确定性的通用测量模式为：Y=f (X1···，X i ···，X n ···) ，Y 是依赖于量X 1···X n 而产生的结果，这些量可以是测得的吸光度，标准曲线的斜率等，f 表示Y 与X 1···X n 关系的函数。据此推导出偏导数式。Kragten 氏[7 ]建立一种广泛应用的计算方法，各种优秀的“不确定性软件”也已经商品化。

Linko 氏等[8 ]应用Bottom-up 法计算血糖和血钙测定的不确定度。

式中：C 0—试剂空白浓度

C cal —校正物浓度 A s —样本吸光度 A 0—试剂吸光度 A cal —校正物吸光度 K max —基质效应 K drift —测定期间仪器灵敏度变化（漂移） K intra —个体间生物学变异（昼夜率、饮食、压力等） K pre —分析前因素（污染、丢失、溶血、储存等）

Linko 氏等用的一个例子是血钙[8]，在C 结果=2.53mmol/L时，结果的不确定度为0.07mmol/L，以百分表示为2.8%，乘以范围因子2，血钙测定的预期不确定度为0.14mmol/L。

MODUS 法[9]评估的出发点在于下面公式：

C 结果=Cobs ·f trac ·f sample ·f other

式中：C obs —观测到的浓度

f trac —可溯源性链的校正项 f sample —取样和其它分析前因素相关的校正项

f other —其它因素校正项

正确地理解测量是确定量值为目的一组操作才能全面地反映测量结果的不确定度。

不确定度的表示方法：U （C result ）表示结果的不确定度；U （C result ）／C result 表示相对不确定度，多用百分数表示；k 表示范围因子，多取为2的数值；

U （C result ）=U（C result ）×k 为扩展测量不精密度[8]。

ISO 15189：2003的5.6.2述[10]：必要时且可能时，实验室应确定检验结果的不确定度。应考虑到重要的不确定分量。不确定度来源可包括：采样、样品制备、样品部分的选择、校准品、参考物质、加入量、所用的设备、环境条件、样品的状态及操作人员的变更等。

1.16 参考测量程序（reference measurement procedure）：经过全面研究分析的测量程序，其所产生的值具有与其预期用途相称的测量不确定度，尤其是在评价同一量的其它测量程序的真实性和描述参考物质的特征时[11]。

参考测量程序可按其测量不确定度的大小分为不同级别。

1.16.1 一级参考测量程序（primary reference measurement procedure）：

具有最高计量学特征的参考测量程序，其操作可被完全描述和理解，所有的不确定度可用SI 单位表示，结果不用参考被测量的量的测量标准而被接受[2]。 该程序须基于特异，无需同量校准而能溯源至SI 单位和低不确定度的测量原理。目前有同位素稀释/质谱法（ID/MS）、库仑法、重量法、滴定法和依数性（如凝固点降低）测量等，也称一级测量原理。

一级参考测量程序主要由国家计量机构建立和维持。多数情况下只适合于一级参考物质（纯物质）的鉴定，不适合生物基质样品的分析[2]。

决定性方法（definitive method）是美国等将高度准确的，经充分论证的参考测量程序。它们都采用ID/MS分析原理，有时也称为一级参考方法[2]。

1.16.2 二级参考测量程序（secondary reference measurement procedure）：

需一级参考物质校准的参考测量程序。在临床化学领域经常提及的“参考方法”多指该测量程序。它们是高度特异、精密、准确、适合于复杂生物样品分析

的方法。二级参考测量程序适合于次级测量标准物的鉴定，也常用于评价常规测量程序的性能[2]。

1.17 原级测量标准（primary measurement standard）[12]：

具最高的计量学特性，其值不必参考相同量的其它标准，被指定的或普遍承认的测量标准[VIM：6.5]。在临床医学实验室领域也被称为一级参考物质，一般是高度纯化的被测物，用来校准二级参考测量程序。

1.18 次级测量标准（secondary measurement standard）：

通过与相同量的基准比对而定植的测量标准[VIM：6.4]。该测量标准包括参考物质，亦有称之为二级参考物质的[12]。

参考物质都具有自身的特性，每个特性都应以一定的格式对其进行说明。例如：有证参考物质（BCR ：CRM 303）—钙（Ⅱ）：物质的量浓度（复溶）C=2.472mmol/L（U=0.19mmol/L k=2），此处U 指使用包含因子k 的扩展测量不精密度。

二级参考物质用一种或多种二级参考测量程序定植，一般具有与实际样品相同或相似的基质，主要用于量值传播。

1.19 参考测量实验室（reference measurement laboratory）：

运行参考测量程序，提供有给定不确定度的测量结果的实验室。可简称参考实验室。对参考实验室有很高的技术和管理要求[见：ISO/FDIS 15195（2002）]，需通过特定的评审程序才能成为参考实验室[2]。

对于同一检验指标，如胆固醇、糖化血红蛋白（HbA1c ）和酶催化活性等，国际上有参考实验室网络。对网络定期进行测量比对，以保证参考测量的有效性。兹以胆固醇测定参考实验室网络为例，见附件1。该网络是动态的，优胜劣汰，保证了测量的科学性、先进性和权威性。令国人感到扬眉吐气的是卫生部老年医学研究所测量胆固醇的实验室于2003年成为国际胆固醇测定参考实验室网络12个成员之一。这对推动我国医学实验室认可工作有重要意义。

参加网络的实验室除了具备所需仪器设备外，还应至少作好如下的准备工作：

准确地校准天平，控制称重的不确定度。 准确地校准各种容量器具，控制加液的不确定度。 准确地校准酶反应的环境温度，控制由于反应温度不准确引起的不确定度。 准确地校准酸度计的pH 值，确定其不确定度。 用有证滤光片或钬溶液校准分光光度计的波长。 用国家有证的标准溶液校准分光光度计的吸光度。

1.20 基质（某一物质系统的）matrix(of a material system)：

1.21 基质效应（matrix effect）：

独立于被分析物质存在的样品特性，对测量和可测量数值的影响[12]。例如：用火焰发射光度计对血浆中钠离子“物质的量”浓度进行测量时，样品的黏度可能会对测量产生影响。用该法测量钙离子“物质的量”浓度时，除样品黏度外还要考虑磷酸盐浓度可能会对测量产生影响[12]。

分析方法对于样品中分析物的适当增量能实际检出的能力称为“回收实验”一个物质系统中除被分析物之外的所有成分[12]。 （recovery test ）[13]。它可以对使用纯标准液为标准，检测样本为病人样本时，检验结果受基质效应的影响作出估计。回收率接近100%表明分析方法对于分析物无论在纯溶液中还是在复杂的基体环境中，反应能力是一致的，分析不受基质影响。反之，明显偏离100%说明处在不同基质环境中的分析物的反应能力存在明显差别。

克服基质效应的方法是使标准物和被测样本处于相同的基质中，例如血清，以抵消基质效应的影响。尽管将纯的分析物配制于混合血清只是一种模拟方式，并不能使用于所有的不同疾病的病人样本，但这是目前唯一的克服基质效应的方式[13]。

基质效应是一个现象的描述，它包括总的干扰作用，尚无完整的解释，同一基质状态的基质效应随方法和检测条件而异。

基质效应是绝对的，只要处理过的样品（参考物、校正物、质控物）和被测样本的基质状态不一，一定有基质效应。严格地讲，不同批号试剂所产生的基质

效应也不一致。基质效应又是相对的，只要认可某一检测系统的基质效应可以忽略不计或由基质效应引入的误差在可接受的水平即可。度量有无基质效应的最佳样本是生物源性的新鲜样本。衡量某一方法或试剂的准确可靠，唯一可信的是使用生物源性新鲜样本的方法学比较结果，仅仅与质控物测定值相等或相似不足以说明方法的准确度。

在制备参考物、校正物、质控物时，出于调整浓度、便于贮存和运输等目的，对组分进行调整（如：添加外源性的替代被测物、稳定剂等）和加工（如：冰冻、冷冻干燥等），它们都是处理过的样本（processed sample），与单一标准液和新鲜标本间是有区别的，应据用途不同正确选择与使用。

不应该用单一标准液去校准和标化结果。

不应该用质控物去校准仪器，因质控物与校正物定植的方式和水平不一。 不适宜将定值质控物的靶值（target value ）或均值（mean value ）作为自己的均值绘制质控图，一定要由自己的数据来确定。因为各实验是的实验方法与装备条件与厂商定值的方法不一致。

校正物是厂商指定用来校准某检测系统（仪器+试剂+测量程序+质控）的，是在充分考虑到基质效应的情况下，人为赋予的校正值。因此校正物必须专用于配套的检测系统。

基质效应主要描述的是非特异性和干扰易感性问题[2]。

1.22 影响量（influence quantity）：

非被测量但可影响测量结果的量[VIM：1993，2.6][11]。

影响量的作用有两种情况。一种是由测量程序的非特异性（unspecificity ）造成的。影响量本身产生信号，如胆固醇测定中非胆固醇甾醇可能会使胆固醇测定结果假性升高。另一种影响量是分析干扰。

1.23 分析干扰（analytical interference）：

由一种影响量而引起的测量的系统误差[11]，该影响量自身在测量系统中不产生信号，但它会引起示值的增加或减少。例如：血清中还原性物质可能会降低利用Trinder 反应的葡萄糖、尿酸、胆固醇和甘油三酯酶法测定的结果。这种干扰的物质成为分析干扰物（analytical interference）。

1.24 物质的互换性（commutability of a material）：

旨在不同的（指定的）测量系统中，进行一套相同量（参考物）的测量时，某一物质在测量结果间产生的数字关系，当用此相同测量程序测量其它相关类型的物质（如：实际临床样品）时所获得的期望关系（数字关系）一致度的能力[12]。 注：对用于校准生物源性样品的测量程序的参考物质来说，“其它相关类型的物质”包括大量的由健康和有关疾病的个体所获得的样品。

物质的互换性或称互通性、替换性是参考物质的重要属性[2]。

图1 有助于对定义的理解。

参考物质A 对于方法Ⅰ和方法Ⅱ有互换性，而参考物质B 则缺乏互换性。可见互换性是指参考物质的理化性质与实际被测样品的接近程度。互换性与参考物质的制备有关，基质效应愈小愈好。

2. 医学实验室的量值溯源性

溯源性（traceability ）：

通过一条具有规定不确定度的不间断的比较链，使测量结果或测量标准的值能够与规定的参考标准，通常是与国家标准或国际标准联系起来的特性[1]。[VIM：1993，定义6.10]

ISO 15189：2003文件中的5.6.3指出[4]：应设计并实施一套对测量系统的校准，真实性的检定程序，以保证测量结果可溯源到SI 单位，或可参比到一个自然常数或其它规定的参考值。如果以上都无法实现，还可采用参加适当的实验室

间的比队计划；使用相应的参考物质（有证书说明其材料的特性）；将供应商或制造商提供的关于试剂、程序或检验系统的溯源性的说明形成文件等。 ISO 在溯源性上的目标是什么？改进超空间和时间上的试验结果的可比性（摘自ENISO 17511引言部分）。这是一崇高的目的[15]。

在溯源性的指导条款中，使用的术语是程序和/或物质，这是一个决定性的点。

“不间断的比较链”在物理测量工作中较易理解。在医学实验室的化学测量中，它是指通过不同级别的测量程序，参考物质和校正物而实现的连续测量，用一个测量程序为某种物质定植，该物质用做下一级测量程序的校准物，依此类推。比较链亦称溯源链。

“规定的参考标准”为参考测量程序和参考物质。与参考标准的联系可以是直接的，也可以通过中间测量程序和校准物间接进行，即溯源链可长可短，但理论上应使溯源链尽可能的短。

“不确定度”是评价溯源性的指标，与参考系统的联系有好有坏，故在给出溯源性时也要溯源性过程每一步的不确定度，以说明最终结果与参考系统联系的质量。

2.1可溯源到SI 的分析物的溯源

物质结构清楚，均一（纯），有明确分子量的，试验结果以mol/L表示的物质称分析物（analyte ）[3]。大约有100个临床化学项目可以应用参考测量系统，见表1：

表1 追踪到SI 的分析参考物参考测量系统

参考测量系统

＋ （＋）

注：（＋）指潜在可利用性

然而，在执行过程中以前存在着不足。例如：对于许多A 类分析物，主要是通过美国国家标准和技术研究院（NIST ）可以得到国际上一致认可的参考物。进一步说，参考测量程序——独立于常规测量程序（即：商业上可得到的程序）也是可以利用的（如：质谱技术）。

参考物 ＋ （＋）

分析物数 ~60 ~40

首先该参考测量系统（RMSS ）尚不能在所有的情况都设立起来，并且有的尚没被参考测量试验室树立可靠性。专家们辩论在A 类分析物的范围内存在一些问题，例如：全部的电解质对离子活度的测量、胆红素等。对于这些问题应寻求国际协议[16]。

分析物溯源中，决定性方法（一级参考测量程序）和二级参考测量程序及其研究单位见表2：

表2 分析物测量的一、二级测量参考程序及其研究机构

项 目

Ca Cl Fe Mg K Na Zn Creatinine Glucose Cholesterol

一级测量参考程序 原 理

ID-MS 库仑滴定 中子活化 ID-MS ID-MS ID-MS 中子活化 重量分析 中子活化 中子活化 ID-MS ID-MS ID-MS ID-MF

一级测量参考程序 原 理

原子吸收 库仑滴定

研究机构

ICBR, NBS NBS ICBR NBS NBS NBS ICBR NBS CIBR ICBR CRC,KI NBS, ICBR ,KI NBS, KI, UB

UD

研究机构

NBS, CDC(A), BCR NBS, AACC, CDC(A)

沉淀蛋白后亚铁嗪反应

原子吸收 火焰发射光谱

AACC NBS NBS, AACC CDC(A)

火焰发射光谱 NBS, AACC, CDC(A)

原子吸收光谱 离子交换层析 HK/G-6-PD Abell-Kendall 法 毛细管柱气相层析 高效液相色谱

尿酸酶（UV ）

CDC(A) CDC(O) CDC(A), AACC, NBS CDC(A), AACC

SFBC

北京老年医学研究所

CDC(A), AACC, NBS

Triglyceride Urea Urid Acid Estradiol Ⅱ progesterone Ⅱ

ID-MS ID-MS ID-MS ID-GC / MS ID-GC / MS

Testosterone

FT3

ID-GC / MS Equilibrium dialysis (平衡透析)

T4

FT4

ID-GC / MS Equilibrium dialysis

参考测量程序研究机构

NBS ： 美国国家标准局（华盛顿）

ICBR ： 挪威奥斯陆Rikshopitalct 临床生化研究所 BCR ： 欧洲共同参考局（比利时，布鲁塞尔） CRC ： 临床研究中心（英国，哈罗） CDC(A)： 疾病控制中心（美国，亚特兰大） CDC(O)： 疾病控制中心（加拿大，渥太华） K I： Karolinska 研究所（瑞典，斯德哥尔摩） UD ： 法国迪戎（Dijon ）大学 UB ： 德国波恩大学临床生化研究所 AACC ： 美国临床化学学会 SFBC ： 法国临床生物学学会 IFCC ： 国际临床化学学会 ASCP ： 美国临床病理学会

NCCLS ： 美国临床实验室标准化委员会 北京老年医学研究所

上述一级和二级参考测量程序, 参考物及研究机构组成了参考系统（Reference System ）[17]。可溯源至SI 单位的分析物量值溯源见图2：

SI 单位

一级参考物质

二级参考物质

（master 试剂）

制造商主（master

制造商常规（routine

生物源性样品

结果

图2 EN ISO校正物定植的测量学溯源简图

从图所示，溯源性链自上而下各环节的溯源性逐渐降低，而不确定性则逐渐增加。美国的测量学量值溯源采用决定性方法（相当于一级参考测量程序）和参考方法（相当于二级参考测量程序），在医学实验室质量保证工作中发挥重要作用，见图3：

图3 美国国家标准与技术研究所（NIST ）量值溯源图

2.2酶催化浓度的量值溯源性

酶催化浓度的的量值是活性，而不是质量．目前多用来连续监测法利用下述公式计算酶活性。

多年实践表明，该法受众多因素影响，例如：仪器性能方面的波长性准确性，

加样准确性与精密度，温控准确性与稳定性等；试剂方面的样品体积分数，底物浓度，pH ，缓冲液组成，运输，储存和使用环节等，造成同一样本在不同年限的同一检测系统的检测结果的差异，在不同检测系统中这种差异更显著。与溯源性的目标——超时空上的一致性的要求相距甚远。

据此IFCC 和欧洲共同体参考物和测量研究所（IRMM ）指定了EN ISO17511的垂直标准ISO 15183体外诊断器具—生物源样本中量的测量—酶催化浓度校准物和质控物定植的计量学溯源性。

规定“每立方米溶液中每秒钟能够转化的克分子底物量”并用（mol/L）/m3或kat/m3表示，是SI 的导出单位，为酶催化浓度溯源链的最高等级。

IFCC 工作组/分委员会组织多家国际实验室合作，对过去推荐的ALT 、AST 、Amy 、CK 、GGT 、LD 测量程序做了修改和优化，指定出了一级参考测量程序。对一级参考测量程序有明确的定义、描述和标准不确定度，并对原参考物重新定植，取得令人满意的结果。

表3是参加国际酶学参考实验室网络的实验室名单[18]：

表3 酶测定的参考实验室网络

（Network of Enzyme Reference Laboratories）

2.2.1酶催化浓度参考物

欧洲共同体参考物和测量研究所（IRMM ）提供酶催化浓度参考物[18]。举例如表4：

表4 IRMM 的四种酶参考物（37℃）

酶参考物名称

描 述

复溶后指定值 U/L 114.1±2.4 502±7 186±4

Kat/m3 1.90±0.04 8.37±0.12 3.09±0.07

IRMM/IFCC 452 部分纯化GGT ，源自猪 IRMM/IFCC 453

人LD 同工酶

IRMM/IFCC 454 部分纯化ALT ，源自猪

心

IRMM/IFCC 455 IRMM/IFCC 456

人的心肌CK-MB

α-Amy

101±4 546±19

1.68±0.07 9.1±0.3

注：1. 冻干品分装密封于玻璃安瓿瓶中，并充入氮气．

2. 复溶在1.0ml 酶稳定液中, 该稳定液是人或牛血清白蛋白基质.

图4 IRMM 的CK 参考物相对回收率和95%置信度区间 图5 IRMM 的GGT 参考物相对回收率和95%置信度区间 图7 IRMM 的LD 参考物相对回收率和95%置信度区间

2.3不能溯源到SI 单位的物质的溯源性

欲达EN ISO溯源性的目的，第一主要的是在所选择的生物源性液体中定义被测量的量（分析物/物质），一旦成分被确定，保证它们的临床相关性。 然而对于数百种能够测量的量（估计500种），例如：所有的蛋白质和糖化蛋白—常用某种免疫化学技术测定—试验结果不以SI 单位表示，常用任意单位

的术语表示，例如世界卫生组织（WHO ）的国际单位或生产商指定的质量单位。 对于不能溯源到SI 单位的物质的溯源问题分四种情况分别讨论： 2.3.1有参考测量程序和参考物的项目，如HbA1c 、酶活性，由IFCC 工作组/分委员会提供参考测量程序（RMP ）和参考物（RM ）。

2.3.2只有参考测量程序而没有参考物的项目，该类项目以凝血因子的测定为多，凝血因子具一定义的生物学活性，常采用带“正常血浆”做为参考物的凝固试验（生物学效应），也被WHO 承认，这类项目大约有30项。

2.3.3仅有参考物而无参考测量程序的项目大约有300项。在过去的30年基于实践需要的理由，人们已经做的正如EN ISO17511文件中所述：WHO 采用“国际惯例参考物”来作为国际参考标准。这个方法是真实的，全球协议一致的。但诸如该参考物的性质是什么？尚不能完全被确定！该安瓿是依据目前的技术方法状态在生物化学实验室实验台上制备的物质，自称它们是高纯的，但就糖化作用而论可能仍是不纯的，应被认为是纯化过程期间的某一类型或者可能是已被选择的某一类型。对生物源性液体中我们“测量”所选定的非溯源到SI 的物质来讲，可以断定实际上全部可利用的参考物是代用品[3 ]。

这类物质多采用免疫学测定技术。兹以Roche 公司的Elecsys 电化学发光检测系统为例，列出检测项的参考物于表5：

表5 Roche 公司采用参考物的项目如下表

指示领域

生育

项目

DHEA —脱氢表雄酮

FSH —促滤泡素 Prolatin —催乳素

Hcg —人绒毛促性腺激素

hCG+β IgE AFP CEA PSA TG

TSH —促甲状腺激素 T3

抗—TPO β-Crosslaps

参考物

直接质量（向无DHEA-S 的人血清中加入DHEA-S ）

2nd IRP WHO参考标准 78/549 3rd IRP WHO 84/500 3rd IRP WHO 75/537 3rd IRP WHO 75/537

WHO 75/502

WHO 72/225 1st IRP WHO 73/601

Stanford 标准90:10

人甲状腺球蛋白CRM457共同体参考局 WHO 2nd IRP （80/558）

直接质量（向无T3的人血清中加入T3） 抗甲状腺微粒体血清NIBSC 66/837

直接质量 加入的Colla I-bis-AC (906-913

肿瘤标志物

甲状腺

骨

Osteocalcin

心肌 传染病

其它

isom)

直接质量 加入的Glu17,Gla 21,24-Osteocalcin

Digitoxin —毛地黄毒苷 超纯洋地黄的重量

Troponin T STAT 3rd Gen 范围>0.2ng/ml参考人Troponin T Anti Hbe HBe —参考血清 81，PEI HBeAg HBe —参考抗原 82，PEI Anti HBs 1st WHO 参考标准 1977 HBsAg 1st WHO 参考标准 80/549 Anti HAV 2nd WHO 国际标准（NIBSC ）97/646 Anti HBC-IgM HBc —Ig 参考血清 84 PEI Anti HBC Anti HBc IgG参考标准 82，PEI HIV Ag HIVp 24标准物 Dupont Insulin 1st IRP WHO 参考标准 66/304 Ferritin NIBSC 80/602 AntiTG 1st 国际参考制剂 NIBSC 65/93

2.3.3.1血浆蛋白测定的溯源性

血浆蛋白测定尚无公认的一级参考测量程序，但有认证参考物。

IFCC 血浆蛋白标准化委员会和BCR （共同体参考局）及CAP （美国病理学院）密切合作在开发14种血浆蛋白参考物中起到了领导作用。

由BCR 认证命名为CRM470（认证参考物470）和美国命名为RPPHS （人血清蛋白参考制备物）批号91/06/19的参考物改进了不同方法，不同实验室间蛋白质测定结果的可比性。

1994年Bauder 氏[19]报道：一种新的参考制备物14种血浆蛋白CRM470=RPPHS批号5。

基于CRM470参考物的成人参考范围见表6。

表6 CRM470参考物及其参考范围 血浆蛋白质

白蛋白

α-1-抗胰蛋白酶（α-1-抗胰蛋白酶抑制剂） C 3C -补体 C 4-补体 铜兰蛋白

C-反应蛋白（CRP ）

0.9～1.8 0.1～0.4 0.2～0.6 ≤0.005

每个CRM470的参考范围（g/L）

35～52 0.9～2.0

α-1-酸性糖蛋白（类粘蛋白） 触珠蛋白 IgA IgG IgM

α-2-巨球蛋白

前白蛋白（transthyretin ） 转铁蛋白

注：C 3C 在新鲜样本中可期望较低的参考范围

0.5～1.2 0.3～2.0 0.7～4.0 7～16 0.4～2.3 1.3～3.0 0.2～0.4 2.0～3.6

Roche 公司采用Apo-A1 SP1-01和Apo-B SP3-07作为原始标准并因此可溯源到参考物值上。可参考：

Marcorina SM,Albers JJ,Henderson LO,Hannon WH。International Federation of Clinical Chemistry Standardization project for measurements of apolipoprotein A1 and B.Ⅲ .Comparability of apolipoprotein A1 values by use of international refrence material 。ClinChem,1993,39:773-81和Ⅳ.Comparability of apolipoprotein B value by use of international reference material. Clin Chem,1994,40:586-92

2.3.4第四种情况是既无参考测量程序（RMP ）又无参考物（RM ）可以利用的项目，问题是最严重的。在这种情况下生产商选择了他们自己的他们之间的“候选参考方法（Candidate reference method ）”或他们自己的“参考物”，并基于所选定的制剂在量上指定数值，这种选定的制剂常常不能被他者利用。以Roche 公司Elesys 参考系统为例。见下表7：

表7 Roche Elesys的部分候选参考方法

项目 候选参考方法

LH Enzymun LH

CA 19-9 Enzymun CA 19-9 CA 15-3Ⅱ Enzymun CA 15-3 PTH Nichols RIA Digoxin Abbott TDx+Tina-quant CK-MB Abbott IMx CK-MB Troponin T 3rd Gen Elesys Troponin T STAT 3rd Gen Vitamin B12 BioRed Quantaphase Ⅱ RIA

许多蛋白质和糖化蛋白是无活性的，例如：CEA （癌胚抗原）和PSA （前列

腺特异抗原），作为一种生物学作用（例如：是体内还是体外生物试验？）让人们认识测量的是什么确切的结构显然是困难的，因为免疫化学技术是通过结合到不同种类的抗体来测量的。这些抗体貌似类似但在一定程度上难以鉴别。

在生物源性的体液中，如血清或尿液中，欲知一种“物质”怎样存在？回答99%我们是不知道的！因为，以血清为例，是完整分子，异构体，糖化形式或碎片产物构成的一种高度不均一性的（不纯的）混合物。

就参考测量程序（RMP ）和参考物质（RM ）的可利用性而论，目前用于检测“物质”的情况列于表8。

表8 非追踪到SI “物质”的参考测量系统

参考测量程序

＋

＋*

－

－ 参考物 ＋ － ＋ － “物质”的数目 10※ 30 300 300 举例 HbA1c ，酶 凝血因子 各种各样应用范围中的ISs 如：肿瘤标志物

注：※IFCC 工作组/分委员会

*常带“正常血浆”做为参考物的凝固试验（生物学效应），也是WHO 的ISs 。

由表7中看出，现在有300项既无RMP 又无RM ，有约300项仅有参考物而没有参考测量程序。这些制剂在病人的体液中能够反映出什么样的特征？争论仍在继续。

2.4生物体液中量的定义方面的全球协议

很显然任何人都不能立即地解决这个问题。没有一个人、一个公司或一个国家能具有该权威和知识去解决这些问题。那么怎样能取得进展呢？那就是力所能及地达到国际或全球地一致和协议[3]。

首先是制造商、医学实验室和临床专家在常规与特定领域密切合作，对每一种分析物/物质进行讨论，生物源性体液中的分析物/物质的定义是什么？医学实验和临床专家的责任是确定、维护和改进疾病的定义诊断和/或确定监护。值得强调的是“物质”的定义对于诊断（例如：病原学诊断）与用于监护（例如：肿瘤标志物）可能是不同的（到目前为止，好不容易认可了这一点！）。

第二是执行过程。2002年6月成立了实验室医学溯源性委员联席会议

（JCTLM ）。得到了国际临床化学和实验室医学联合会（IFCC ）、重量和测量国际局/重量和测量国际委员会（BIPM/CIPM）、世界卫生组织（WHO ）和国际实验室认可委员会（ILAC ）的支持。进一步说，体外诊断（in vitro diagnostic，IVD ）工业行业协会[欧洲诊断产品制造商学会（EDMA ）、美国高级医学技术学会（AdraMed ）、日本临床试剂学会（JACR ）]的代表们参加了欧洲实验室医学外部质量评价方案（EQALM ）、美国病理学院（CAP ）（注：二者均为外部质量保证/专业试验组织）和美国食品和药品管理局（FDA ）、EU 委员会（注：这二者均为管理体）以及参考物质的提供者，欧洲参考物和参考测量研究院—联合研究中心（EU —JRCIRMM ）、美国标准和技术研究院（NIST ）、日本保健技术学组织（HECTEF ）的工作。建立了两个工作组，一组涉及参考测量程序和参考物，另一组涉及参考测量试验室网络。希望他们赶紧拿出合理的足够的办法，充分地回答“欲测量生物体液我们怎么做的问题”。

众所周知，目前所采用的参考范围来源于实验，最终呈现于教科书中。在无坚固的科学基础条件下，仅此而已地被规范化。正确地校准临床常规测量系统，不得不改变的参考范围会悄然到来。

一旦发现了解决办法，最终由IVD 来执行，仅IVD 的指导者有该需求并去证实他们的文件满足EN ISO17511的要求。IVD 应向接受参考测量标准那样好地去执行量值传递——校准临床常规测量系统（IVD 销售到市场上地）的临床可靠性[16]。

3. 正确的认识与进行医学实验室溯源工作

用于体外诊断的医学器具，欧共体指出“溯源性”为具体的必备条件之一，“通过现有的参考测量程序和/或现有的更高级的参考物必须保证指定的校正品和质控物的溯源性”[20]。谁对溯源性要求的执行过程负责？答案是简单而肯定的：IVD 产品生产商！不仅面对欧、美，也面向全球[3 ]。

1988年美国国会通过了临床实验室修正法规（CLIA ’88）明确指出[21]：医学实验室收取病人标本，进行检验，发出报告的项目必须要有具体数据和资料，说明：

（A ）开展该项目使用什么牌号、型号的仪器，用何公司的试剂（包括产品号），

什么校准品（来源、产品号），操作程序（另有详细规定），质量控制（另有

详细规定），仪器保养计划等。

（B ）项目的操作分析性能。在上述检测系统下，经具体实验说明它的： a. 不精密度（总不精密度）

b. 不准确度（偏差或方法学比较）

c. 病人结果可报告范围

d. 分析灵敏度（检测限）

e. 分析特异性

f. 参考范围

g. 其它须说明的问题

（C ）经有关行政管理部门核实，认可医学实验室开展的项目在性能上符合要

求方可开展收费检验。

（D ）在开展检验期间，实验室不可对上报内容所属范围作任意变动或修改。

若发生任一变动，将视为新的系统。必须进行实验，再次提供（B ）项中的7个性能资料，并证明其可靠性。上报行政管理部门，获准后方可启用。否则将被取消开展该项目的资格。

很显然，某一医学实验室单凭自身的能力难以完成众多项目的性能评估。然而，IVD 生产商对其检测系统性能已经做了完整的评价并已被管理部门（如美国的FDA ）认可。故在美国CLIA ’88规定，得到FDA 认可的检测系统被用户完全照厂商要求执行检验，生产商承担责任。行政管理部门对这些项目在医学实验室中的使用属“免检”。欧洲诊断产品认证机构对IVD 制造商明确要求，在推广和服务中，必须做到：告诉用户，只有使用公司提供的系列产品，才能得到审批认可的可靠结果。

欲使医学实验室的测量结果具有溯源性，最直接、简便的途径是进入“不间断的比较链”，即溯源链。使用具有“物质互换链”的校正物，只有当用常规校正物校准仪器（例如：测定值与给定值的偏差≤2%）后，使用常规方法测定人的样品的结果x 与用参考方法测定结果y 之间不存在统计学上的显著差异才能表明结果具溯源性。据此推荐使用检测系统，这是一个好的途径。

完成一个项目检验所涉及的仪器、试剂、校准品、操作程序、质量控制、保养计划（若为手工操作必须包括具体操作人员）等的组合称为检测系统。世界上有许多检测系统，例如：Roche 、 Beckman 、 Abott 、Olympus 、 Sysmex 等生

产商，他们都有各自制造的仪器和与其配套使用的试剂、校准品、操作程序、质量控制和保养计划组成的检测系统。有的还参加了有证参考物的研制与制备，例如：图 所示的Beckman 和Roche 公司。他们都有自己的主（master ）校正物和常规校正物并已得到管理部门的批准。医学实验室选用这样的检测系统并进行定期校准写成文件就可以认为进入了溯源链，这样的结果就具有溯源性了。事实证明这种途径在全世界“改进超时空试验结果的可比性”上取得了满意的结果。 一个校准品只能用于与其配套的检测系统。

专门供应试剂盒的厂商为使用其产品适用于各种类型、型号的仪器也供应校准品。另组成新的检测系统，即原仪器、方法、检测程序加上新试剂和新校准品，并按指定方法校准原系统，从而使病人样本的检测结果和原配套检测系统的病人样品结果具有可比性。这样就产生了具有多个校准值的校准品。但同一个校准品被用于不同的系统时必须有不同的校准值，因校准值是专用的。决不能一个校准品、一个校准值、一种试剂盒用于各种不同仪器；也不能把一个校准品、一个校准值与任意的试剂盒组合而被用于任何系列的仪器；失去校准值的专用特性，将使病人的检测结果不可靠，也不具有溯源性。

为了说明校正品的专用性，兹以Roche 公司Elecsys 的催乳素为例，其标准化传递条约方案（master 校准品和常规校准品的文件化）如下：

标准化传递条约草案 日期 20/09/99

主题：Elecsys 催乳素

分析物：[来自大肠杆菌的重组人催乳素]

参考方法

参考物 方法与材料 － WHO3rd IRP84 /

500 合理性 － － 可交换性 － 稳定性 －

master 校正品 按加入催乳素的人

血清对待Mab ﹤催

乳素﹥冷冻干燥

-20℃储存 测量样本材料和范围与临床相关 对临床样本变冰冻 / 融化稳化最小：基准在定性：-20℃冰冻Lab 标准化中已稳定2年 表明可交换性 同上 同上

统计学方法 执行 LO-S

试验开发部签字 标准化签字

请注意master 校正品和常规校正品的给定值是在稳定测量系统中的数字经统计学方法计算而得出的。它们接受“Guid to the expression of Uncertainty in measurment ”Berlin ：1995和NIST ：http://physics.nist.gov/cuu/uncertainty/glossary.htm文件的指导。

对于医学实验室中的常规实验室选择一合格的测量系统从而达到溯源性是合理的，简捷而有效的。但是由于经济上或其它原因选择不配套的试剂或仪器就必须说明：仪器的牌号、型号、那家公司的试剂及产品号、校准品的来源及产品号、操作程序和质控程序、保养和维修计划、必须经过实验表明该检测系统的不精密度、不准确度、病人结果可报告范围、分析灵敏度、分析特异性、参考范围。否则不具备溯源性。如若要替代某一原检测系统中的试剂也必须出具上述分析性能的资料，只有符合要求后方能具有溯源性。

有鉴于此，必须告诉国内IVD 生产商生产配套的试剂盒和校准品并与市场上的仪器相匹配从而进入溯源链。这是IVD 制造商的责任。IVD 生产商欲发展并获取效益就应提供溯源性，这也是检验医学的需要。

医学实验室还可采用参加适当的实验室间比对计划，以其它程序进行检验或校准以及进行比率型或倒易型的测量来证实其溯源性。

参 考 文 献

1. Medical Laboratories—Particular Requirements for Quality and

Competence.International Standard ISO 15189, 2003:1-4

2. 陈文祥，申子瑜，郭健，等. 临床检验量值溯源中的重要术语与概念及有关问题. 第二届全国临床检验实验室管理学术会议. 杭州.2003：57-61

3. Rudolf M.Lequin Ph.D,et al. Traceability in Laboratory Medicine. LabMedica International 2003:8:16-18

4. Medical Laboratories—Particular Requirements for Quality and

Competence.International Standard ISO 15189,2003:21-25

5. 实验室认可与管理基础知识. 第一版. 北京. 中国实验室国家认可委员会编. 中国计量出版社.2003:24-81

6. International Vocabulary of Basic and Genaral Terms in Mwtrologh(VIM). Second ed. ISBN 92-67-010175-1. Geneva,International Organization for Standardization,1993.

7. Kragten J.Calculation standard deviations and confidence intervals with a universally applicable spreadsheet technique.Analyst, 1994:119:2161-2165

8. Linko S,Ornemark U,Kessel R,et al.Evaluation of uncertainty of measurement in routine clinical chemistry-Application to determination of the substance

concentration of calcium and glucose in serum.Chem Lab Med,2002:40:391-398

9. Kristiansen J.Description of a generally applicable model for the evaluation of uncertainty of measurement in clinical chemistry.Clin Chem Lab

Med,2001:39:920-931

10. Medical laboratories—Particular requirement of quality and

competence.International Standard ISO 15189,2003:15-17

11. In Vitro diagnostic medical devices—Measurement of quantities in samples of biological origin—Presentation of reference measurement

procedures,International Standard ISO 15193,

2002:2-4

12. In Vitro diagnostic medical devices —Measurement of quantities of reference materials,

International Standard ISO 15194,2002:1-6

13. 冯仁丰. 临床检验质量管理技术基础. 第一版. 上海科学技术文献出版社. 2003：8-12

14. 冯仁丰. 临床检验质量管理技术基础. 第一版. 上海科学技术文献出版社. 2003：96-97

15. In Vitro diagnostic medical devices—Measurement of quantities in samples of biological origin—Motrological traceability of values assigned to calibrators and control materials.prEN ISO/FDIS 17511,2003:1-2

16. 李忠信. 检验医学的可追踪性.2003年检验医学学术年会论文汇编. 天津.2003:2-7

17. 陈文祥，王抒，董军，等. 临床的量值溯源问题. 全国临检验实验室管理学术会议. 杭州. 2002:32-36

18. 杨振华. 计量法和标准化. 中国临床实验室.2003:28-31

19.Bauder S. A New Reference Preparation for 14 Plasma Proteins

CRM470=RPPHS Lot 5. Klin Chem Mitt,1994,25:74-78

20.Directive in vitro diagnostic medical devices (79/98/EC).Annex I Essential Requirements, Section A

21. 冯仁丰. 检测系统的发展和必然性. 2003年检验医学学术年会论文汇编. 天津. 2003:13-23