计量法和标准化

卫生部临床检验中心 杨振华

　　1985 年我国公布了“中华人民共和国计量法”。明确提出要“保障国家计量单位制的统一和量值的准确可靠”，其意义非常巨大和深远，这是因为这“有利于生产、贸易和科学技术的发展，适应社会主义现代化建设的需要，维护国家、人民的利益”。这在中国已加入 WTO 的今天，更显得重要。

　　　一致性是指在统一计量单位的基础上，无论在何时、何地，采用何种方法，使用何种计量器具，以及由何人测量，只要符合有关的要求，其测量结果就应在给定的区间内一致。也就是说，测量结果应是可重复、可再现 ( 复现 ) 、可比较的。换言之，量值是确实可靠的，计量的核心是对测量结果及其有效性、可靠性的确认，否则，计量就失去其社会意义。计量的一致性不仅限于国内，也适用于国际。但这一致性必须建立在准确性基础上。不准确的一致性比个别的不一致性更可怕，因为它的影响面更大更广。目前我国常以室间质评结果作为判断准确性的依据，此类作法就蕴藏著这样可怕的后果，尤其是使用小批量样本的均值作为判断根据。

　　准确性是指测量结果与被测量真值的一致程度。由于实际上不存在完全准确无误的测量，因此在给出量值的同时，必须给出适应于应用目的的或实际需要的不确定度或误差范围。否则，所进行的测量的质量 ( 品质 ) 就无从判断，量值也就不具备充分的实用价值。所谓量值的准确，即是在一定的不确定度、误差极限或允许误差范围内的准确。

　　如同其它专业一样，准确性和一致性在检验医学方面是极其重要的，不准确的检验结果会极大影响医师对病人的诊断和治疗、愈后判断。给病人带来不必要的痛苦，严重的还将成为医疗事故的原因。检验结果的不一致，势必造成不必要过多的重复检查，浪费社会有限的资源。非常可悲的是，我国至今很少有地方，一个医疗单位的检验结果可以全市通用，甚至同一医疗单位不同的实验室的检验结果都不一样。至今卫生行政部门似乎尚未有有效的管理措施来保证检验结果的准确性和一致性。而实际上检验具有很强的法制性。

　　法制性来自于计量的社会性，因为量值的准确可靠不仅依赖于科学技术手段，还要有相应的法律、法规和行政管理。特别是对于国计民生有明显影响，涉及公众利益和可持续发展或需要特殊信任的领域，必须由政府主导建立起法制保障。否则，量值的准确性、一致性就不可能实现，计量的作用也难以发挥。

　　如何作到检测结果的准确性和一致性

　　溯源性是一个重要的计量术语。计量是为实现单位统一和量值准确可靠，而进行的科技、法制和管理活动。准确性、一致性、溯源性及法制性，是计量工作的重要特点，其中溯源性是准确性和一致性的来源。

　　溯源性是指一个测量结果或测量标准的值，都能通过一条具有规定不确定度的连续比较链，与测量基准联系起来。这种特性使所有的同种量值，都可以按这条比较链通过校准向测量的源头追溯，也就是溯源到同一测量基准 ( 国家基准或国际基准 ) ，从而使准确性和一致性得到技术保证。否则，量值处于多源或多头，必然会在技术上和管理上造成混乱。与量值溯源相近的还有量值传递。它们的差异为，“量值溯源”是指从下而上通过不间断的校准而构成溯源体系；而“量值传递”，则是自上而下通过逐级检定而构成检定系统。

　　由此可见，计量不同于一般的测量。测量是为确定量值而进行的全部操作，一般不具备、也不必具备计量上述的准确性、一致性、溯源性及法制性。所以，计量属于测量而又严于一般的测量，在这个意义上可以狭义地认为，计量是与测量结果置信度有关的、与不确定度联系在一起的规范化的测量。实际上，科技、经济和社会愈发展，对单位统一、量值溯源的要求愈高，计量的作用也就愈显重要。

　　按我国《计量法》，目前以国家计量检定系统来代表国家溯源等级图，它是一种法定技术文件，由国务院计量行政部门组织制定并批准发布。这种系统通常用图表结合文字的形式表达，其要求基本上与溯源等级图方式相一致。我国规定：一项国家计量基准对应一种检定系统表，并由该项基准的保存单位负责编制，经一定的审批手续，由国家计量行政部门批准发布。

　　迄今为此，我国在很多行业和专业方面己建立相应检定系统表，但在检验医学方面尚无这方面的经验。第二届临床检验标委会重要任务之一就是要开展这方面工作。建立我国的参考系统。

　　近年来，临床检验的量值溯源问题在国际上受到广泛重视。欧洲议会和理事会 1998 年 10 月签署一项将于 2003 年 12 月生效的关于体外诊断器具的指令 (Direc-tive 98 ／ 79 ／ EC) ，该指令的一项关键内容是要求体外诊断器具的校准物质和／或质控品定值的溯源性必须通过已有的高一级的参考方法和／或参考物质予以保证。欧洲指令是法律文件，生效后有关各方必须执行。为配合该欧洲指令的实施，国际标准化组织 (1SO) 于 1999 年起草了 5 个相关标准，其中与生产厂家关系比较密切的是 ISO ／ DIS 17511 “校准物质和质控品定值的计量学溯源性”和 ISO ／ DIS 18153 “酶催化浓度校准物质和质控品定值的计量学溯源性”。以上指令和标准主要针对诊断试剂的生产。对临床实验室检验来说，作为国际实验室认可依据的 ISO ／ IEC 17025 “检测和校准实验室能力的通用要求” ( 我国国家标准 GB ／ T 15481-2000 和国家实验室认可委员会 CNACL 201-2001 “实验室认可准则”等同采用 ISO ／ IEC 17025) 和 ISO ／ FDIS 15189 “医学实验室质量管理”也都对临床检验结果的溯源性作出明确要求。

　　在 IS0 ／ DIS 18153 文件中提出下列校准分级和溯源到 SI 单位图

　　酶浓度的 SI 单位为“每立方米溶液中每秒中能转化的克分子底物量”。符号为 molsm 或者 ((mol ／ s) ／ m) 。也可以用 kat ／ m 。它处在图的上端或者是最后溯源终点。

　　但在目前，还普遍使用酶活性单位 U( 曾称为国际单位，即每分种能转化一个微克分子底物的酶量 ) 。 1U=lumo1.min=16.667x10 kat 。

　　原级参考方法要确定被测对象，特别是酶的成份，说明测量体系，特别是反应条件。其结果是酶活性浓度的 SI 单位。是操作的第一水平，也是校准的第二层次。

　　测量的每一步骤都应明确并且可估计其不确定度。并最好根据文件 GUM ： 1993 得出合成不确定度。每一测定步骤要清楚地说明并由实验控制，都不使用自动化的测定方法。

　　原级参考方法最好由国际组织如 IFCC 通过协商一致的过程制定。如果没有国际性文件，也可由国家计量研究所或者标准委员会制定暂订的参考测定方法。

　　通过原级参考方法指定原级校准品 ( 原级参考品 ) 的数值及相应的不确定度。并最好是通过正规的多实验室验证实验，并包括检查其可转换性。原极校准品也最好由国际性组织制备。

　　由欧共同体参考物质和测量研究所 (1RMM) 制备的 BCR 有证参考品是一个很好的例子。

　　由原级参考方法校准次级参考测定方法的测量体系，反应条件必须保证其测量对象一致。同样要说明数值的计算与不确定度。为便于操作，常使用一些机械化的器具。往往参考实验室或厂家制订或实施次级参考方法。

　　通过次级参考方法确定次级参考品的数值。一般由单个参考实验室或厂家实验室进行。

　　厂家选择的检测方法由一个或多个原级或次级参考方法校准，或者就是次级参考方法。

　　厂家工作校准品的定值和测量的不确定度由次级参考方法或直接由原级参考方法来定值和估计其不确定度。所使用的参考品应证明在参考测定方法与被校准方法之间有适当的可转换性。

　　厂家的常备测量方法应该由厂家的一个或多个工作校准品或计量学上高一级的校准品进行校准。厂家的常备测量方法应接近常规测方法，但测量不确定度应较小。

　　厂家的产品校准品的定值可由厂家的常备测定方法或任何计量学上更高一级的方法来指定，但所用校准品在指定的测量方法和常规测量方法之间可以进行转换。

　　最终用户的常规测量方法应该用一个或多个厂家产品校准品来校准。厂家说明常规测量方法测定常规标本的量与原级参考方法所测得量相同。

　　以酶测定为例，如何建立参考系统

　　在如何使酶活性测定结果达到一致，人们经历了一个认识的过程。早在上世纪七十年代末期， IFCC 的酶学委员会就企图通过建立酶的原级参考方法来达到酶活性测定量值的一致。实践的结果证明单依靠参考方法很难达到这一点，这首先是随科学的进展，方法不可能固定不变，其次在国际范围内对原级参考方法常不易得到一致的同意，例如 IFCC 就曾公布过使用不同缓冲液的两种原级参考方法。但是最大的困难是以前公布的参考方法都基於 30 ℃ ，而临床实验室广泛应用的是 37 ℃ 。所以到二十世纪末一方面将参考方法改为 3 7 ℃ ，另一方面企图通过制备通用性或者转换性很高的参考品来统一酶活性测定的结果。例如日本的 Ashasi 公司就生产这类酶的校准品，可有效地将原理相似，具体测定方法有所差异的不同方法的测定结果统一起来。但随之产生一个如何对此类参考品定值的问题，建立一个参考实验室网络用原级参考方法对参考品或参考物质定值，显然是一种较理想的解决途径。

　　所以说，一个完整的酶活性测定参考系统应该由下列三个方面组成：建立有权威的原级参考或决定方法；制备符合要求有可转换性的参考品或物质；建立参考实验室网络，用原级参考方法对原级参考品定值。

　　建立有权威的原级参考方法

　　在酶活性测定系统中所使用的不同层次的方法 ( 原级和次级参考方法、实验里常规方法、厂家选用方法 ) 应具有相似的分析特性。特别是酶活性测定方法测定，测定系统的微小变化都有可能引起持续性变化。

　　对於测定方法的分析特性，首先是选用的方法根据现有数据和资料说明这些方法都是测定相同的量值。例如 a —淀粉酶有不同的同工酶，要保证参考系统中所用的测量方法所测同工酶种类相一致。

　　其次要保证在溯源体系中溯源垂直链中所有方法具有相同的分析特性。为说明此问题，常使用最终使用者的标本类型，常使用一系列来自人类的标本，其浓度覆盖实际所测定的范围。

　　IFCC 酶学委员会在建立酶活性测定的参考方法方面作了大量工作，从七十年代开始，陆续建立了下列酶在 3 0 ℃ 下的参考测定方法： AST ， ALT 、 LD 、 CK 、 GGT 、 ALP 、 AMY 等。随自动生化仪的普遍是用，大多数临床实验室倾向固定使用 3 7 ℃ 进行生化测定。从九十年代后期开始， IFCC 在以前公布的 30 ℃ 酶测定方法基础上设计的原级参考方法中对底物浓度、 PH 、缓冲液种类的浓度、辅酶和辅因子以及测定的延滞气、测定酶活性的时间间隔等进行了优化。制定了详细、精确和固定的标准操作程序；在分析的每一步骤中计算出溯源的数据（不确定度）。

　　迄今为止 ,IFCC 酶学委员会已发布了 ALT 、 AST 、 CK 、 GGT 、 LD 五个酶在 37 ℃ 的测定参考方法，正准备公布 AMY 的参考方法，正在制定 ALP 、 CHE 和 LPS 的参考方法。

　　制备和确定原级参考品

　　原级参考品（物质）最重要的特性是基质效应（ matrixeffect ）没有或者很少可忽略不计。或者说厂家的工作校准品（ working calibrator ）是否合适，是否有可交换性（ communitability ）。物质的可交换性是指对某一指定物质用两种测量方法所测定结果之间数学之间的一致性的精密度。以及从人类标本所获得量的数须关系。应该用参考方法和常规测定方法对一系列相关的人类（常规）标准进行比较和评估。只有当用工作校准液校准仪器后，使用常规方法测定人类标本结果 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，才能证明此校准液时有用的。没有经过此类评估的所谓校准液或者标准液的值在临床化学测定中并不能保证准确的结果，不具有溯源的价值。所使用的人类标本，最好是未添加任何外加物质。必须添加是应尽量模拟自然的人类标本。

　　目前欧共体的参考物质和测量研究所（ IRMM ）已能提供多种合格的酶活性参考品，有四种参考品能提供 37 ℃ 的酶活性值：

　　冻干品分装密封装于玻璃安瓿瓶中，复溶在 lml 酶稳定液中，稳定液或是人或牛血清白蛋白基质，并充人氮气。

　　根据严格的计量学原则建立参考实验室网络

　　参加网络的实验室最好是已根据 ISO 15189 的标准通过校准或检测实验室认可，或者至少已准备进行实验室认可；应定期接受网络组织者的检查；定期参加网络组织者的室间比对活动。参加网络的实验室应是动态的，如多次通不过室间比对，或不接受定期检查，以及由于各种原因，都可随时退出。

　　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，控制由於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。

　　下表是参加国际酶学参考实验室网络的实验室名单：

　　由这参考实验室网络所测定 IRMM 有证参考品 ( 物质 ) 的结果见以下各图：

　　结论

　　执行国家计量法的要求，保证检验结果的准确性与一致性是卫生部临检标委会的基本工作和任务。临检标委会应积极进行各项测定系统的建立工作。酶活性测定的标准化系统国外己有较成熟的经验，我国应及时地开拓这方面的工作。

摘自《中国临床实验室》2003年6月 第二卷第二期