文/宋丹 闞瑩 李紅梅 盧凡 程蘋
標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)是具有足夠均勻和穩(wěn)定的特定特性的物質(zhì),可廣泛用于檢測方法與檢測設(shè)備評價和校準(zhǔn)、待測樣品的賦值與質(zhì)量控制、檢測實驗室及人員能力評價等,對于確保不同時空下檢測結(jié)果及數(shù)據(jù)的可比性、可靠性與國際互認(rèn)具有重要意義,是建立一致可比的全球測量互認(rèn)體系的物質(zhì)基礎(chǔ)和保障。
標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)作為參考測量標(biāo)準(zhǔn),是化學(xué)、生物等領(lǐng)域準(zhǔn)確測量必不可少的基礎(chǔ)物質(zhì)。國家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)資源庫是我國有證標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)實物和信息的主要獲取渠道,是推進(jìn)生命健康和新興產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域的測量技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要基礎(chǔ)設(shè)施。本文梳理了我國標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)資源庫的發(fā)展動態(tài),以真菌毒素和臨床檢驗標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)資源服務(wù)為案例,展示了我國國家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)資源庫在開展資源創(chuàng)制,推動國際互認(rèn)、服務(wù)重點領(lǐng)域等方面取得的成果,并對未來標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)資源發(fā)展進(jìn)行了展望。
國家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)資源庫始建于國家科技基礎(chǔ)條件平臺—國家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)資源共享平臺建設(shè)項目,于2003年啟動試點建設(shè)、2005年開始全面建設(shè),2011年通過科技部認(rèn)證為國家科技平臺,2019年更名為國家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)資源庫(以下簡稱標(biāo)物資源庫)。
標(biāo)物資源庫以“2020—2025建設(shè)運行實施方案”為依據(jù),持續(xù)跟蹤《國際計量委員會(CIPM)2030+戰(zhàn)略》《中共中央關(guān)于制定國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展第十四個五年規(guī)劃和二〇三五年遠(yuǎn)景目標(biāo)的建議》等,聚焦國際標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)熱點和國家“十四五”重點發(fā)展方向,重點推進(jìn)大眾健康、食品安全、環(huán)境監(jiān)測等民生領(lǐng)域和醫(yī)藥、新材料等產(chǎn)業(yè)資源創(chuàng)新與應(yīng)用。著力加強(qiáng)優(yōu)質(zhì)科技資源技術(shù)與集成創(chuàng)新,提升資源應(yīng)用效率,持續(xù)發(fā)揮在食品、臨床、藥物、化妝品、環(huán)境、鋼鐵等國際熱點和重點發(fā)展領(lǐng)域的技術(shù)優(yōu)勢,開展高端技術(shù)研發(fā)與知識傳播,為科學(xué)研究、技術(shù)進(jìn)步、經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展提供共享服務(wù),支撐資源在國家有效測量體系中發(fā)揮更大效用,助力相關(guān)領(lǐng)域產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展,對在全球范圍內(nèi)的技術(shù)擴(kuò)散具有重要意義。
標(biāo)物資源庫圍繞資源建設(shè)、運行管理、共享服務(wù)3個方面,形成了穩(wěn)定的國家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)資源匯交機(jī)制,實現(xiàn)了全部國家有證標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)資源動態(tài)信息及實物共享,在資源數(shù)量與質(zhì)量、品種結(jié)構(gòu)與分布、技術(shù)創(chuàng)新能力等方面具有明顯優(yōu)勢。截至2022年11月20日,全國標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)總量達(dá)到16400余種,全部實現(xiàn)信息實時共享。國家中心庫集中保藏資源2000多種,涉及環(huán)境、化工、鋼鐵、地質(zhì)、物化、有色金屬、核材料、食品、臨床與醫(yī)藥、煤炭、工程技術(shù)、建材和高分子材料等13個應(yīng)用領(lǐng)域,共享范圍從全國擴(kuò)展到亞洲、歐洲、非洲、美洲等的30余個國家。
近年來,國家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)數(shù)量快速增長,標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)新增資源主要分布于環(huán)境、臨床醫(yī)藥、食品以及材料等領(lǐng)域,體現(xiàn)了滿足重大需求、服務(wù)國計民生、支撐高新領(lǐng)域的特點。以2017—2021年為例,共獲批發(fā)布國家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)5100余種,增速達(dá)37%。13大類中,環(huán)境、化工材料、臨床藥物、食品、地質(zhì)礦產(chǎn)5個領(lǐng)域品種數(shù)量增加最快,其中環(huán)境領(lǐng)域增加超過2000種,增速尤為明顯,化工材料、臨床藥物、食品3個領(lǐng)域也分別增加超過500種。
在國際計量委員會互認(rèn)協(xié)議(CIPM MRA)框架下,世界各成員國的國家檢測與校準(zhǔn)測量能力(CMC)通過國際同行評審獲得國際互認(rèn),發(fā)布于國際計量局(BIPM)關(guān)鍵比對數(shù)據(jù)庫(KCDB)中。截至2022年11月20日,KCDB中發(fā)布關(guān)鍵比對1137項,輔助比對664項,CMC 25976項。其中QM(化學(xué)與生物)CMC 6307項,占總數(shù)的24.2%。中國CMC 1857項,其中QM相關(guān)CMC 1061項,位列全球第一,占全球QM領(lǐng)域CMC總數(shù)的16.8%,占我國CMC總數(shù)的57.1%。其中,高純物質(zhì)、無機(jī)溶液、有機(jī)溶液及食品領(lǐng)域互認(rèn)能力數(shù)量分別排名第一、第二、第二和第一,數(shù)量上具有一定領(lǐng)先優(yōu)勢。
國家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)資源庫的發(fā)展始終聚焦國際化學(xué)計量研究熱點、國內(nèi)應(yīng)用急需,在重大疾病診斷、食品、環(huán)境等重點領(lǐng)域,開展前沿定值技術(shù)研究、關(guān)鍵結(jié)構(gòu)鑒定與成分定量技術(shù)開發(fā)、新資源創(chuàng)制、國際合作與交流,推進(jìn)自主化先進(jìn)技術(shù)成果擴(kuò)散及知識傳播,提升資源分布合理性,為支撐國計民生重大領(lǐng)域可持續(xù)發(fā)展提供重要保障。
國家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)品種的年度增長情況(2012—2021)
真菌毒素(mycotoxin)是由真菌產(chǎn)生的次級代謝產(chǎn)物,具有極強(qiáng)的毒性和致癌、致畸、致突變作用,主要包括黃曲霉毒素、展青霉素、玉米赤霉烯酮等。真菌毒素是糧食等農(nóng)產(chǎn)品的主要污染物之一,毒性大旦易受溫濕度等氣候及存放環(huán)境條件影響,危害食品安全,阻礙糧食貿(mào)易,全世界每年受真菌毒素影響造成的經(jīng)濟(jì)損失達(dá)10億美元。
目前,世界上100多個國家已經(jīng)針對食用農(nóng)產(chǎn)品中真菌毒素含量制定了限量標(biāo)準(zhǔn),真菌毒素準(zhǔn)確測量標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)成為其質(zhì)量保證的重要技術(shù)手段,測量標(biāo)準(zhǔn)和測量結(jié)果的國際互認(rèn)成為保證食品安全、支撐國際貿(mào)易的關(guān)鍵。
國家市場監(jiān)管總局“營養(yǎng)與健康化學(xué)計量及應(yīng)用”重點實驗室團(tuán)隊等圍繞“一帶一路”倡議和糧食等農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全與自由貿(mào)易熱點,從真菌毒素全球測量體系構(gòu)建、關(guān)鍵技術(shù)研究、成果應(yīng)用、示范與推廣等方面開展國際聯(lián)合研究。按照溯源源頭標(biāo)準(zhǔn)建立、點面結(jié)合、分步實施的思路,突破關(guān)鍵核心技術(shù)難點,建立系列真菌毒素高準(zhǔn)確度測量技術(shù),研制20種典型真菌毒素純度、溶液及相關(guān)基體標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì),其中5種填補(bǔ)國際空白并獲得國際互認(rèn)。資源庫共整合真菌毒素國家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)63項,以信息、實物資源共享推動全球范圍內(nèi)測量結(jié)果互認(rèn)。
標(biāo)物資源庫以真菌毒素高準(zhǔn)確度測量關(guān)鍵技術(shù)研究為基礎(chǔ),形成真菌毒素校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)溯源性指南和技術(shù)報告6份,相關(guān)關(guān)鍵技術(shù)報告和指南文件已發(fā)布在國際計量局(BIPM)官方網(wǎng)站,作為全球開展真菌毒素純度和溶液標(biāo)物研究的示范性技術(shù)文件。立足技術(shù)優(yōu)勢,對“一帶一路”沿線國家開展中長期技術(shù)培訓(xùn),提升整體測量水平;組織開展亞、非、美洲等糧食量產(chǎn)較大區(qū)域“玉米粉中玉米赤霉烯酮測量”國際能力驗證活動、主導(dǎo)3項化學(xué)和生物計量學(xué)咨詢委員會(CCQM)核心計量比對,為推動世界各國的測量能力提升及建立各國計量溯源體系奠定基礎(chǔ),“指南文件—技術(shù)培訓(xùn)—能力提升—國際互認(rèn)”多模式國際合作方式獲得國際計量局認(rèn)可,國際計量同行稱“促進(jìn)了經(jīng)濟(jì)體中真菌毒素計量溯源體系的建立”,并以案例的形式寫入國際計量局國際物質(zhì)量咨詢委員會有機(jī)工作組(CCQM OAWG)2021—2030年發(fā)展戰(zhàn)略。
國際互認(rèn)體系構(gòu)建
臨床檢驗是疾病診斷、治療、預(yù)后評價的關(guān)鍵技術(shù)手段,影響了約80%的醫(yī)療決定,測量結(jié)果準(zhǔn)確度將極大影響臨床醫(yī)生的診斷。為了保證測量結(jié)果的準(zhǔn)確性和可比性、避免資源浪費,國際標(biāo)準(zhǔn)ISO 17511對測量過程中的參考測量方法或標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的溯源途徑進(jìn)行了明確定義和分級,各國也對該標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了轉(zhuǎn)化與應(yīng)用。我國國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 21415-2008對不同等級標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的應(yīng)用及溯源性進(jìn)行了劃分:病人的測量結(jié)果需經(jīng)過體外臨床診斷試劑溯源至廠家校準(zhǔn)品,而廠家校準(zhǔn)品的量值需依靠參考方法溯源至血清/血漿等基體標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì),基體標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)量值由參考測量程序溯源至純度標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì),最終通過純度標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)實現(xiàn)至SI基本單位的溯源。
近年來,國家市場監(jiān)管總局“營養(yǎng)與健康化學(xué)計量及應(yīng)用”重點實驗室團(tuán)隊等針對我國重大疾病與臨床檢驗關(guān)鍵測量標(biāo)準(zhǔn)急需,攻克了蛋白等標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)不穩(wěn)定及測量準(zhǔn)確度和溯源性技術(shù)難題,形成了一批核心標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì):CRP、HCY、cTnI等心腦血管疾病診斷溯源用純度及基體標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì);Aβ純度、溶液標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)為阿爾茲海默癥診斷中Aβ標(biāo)志物檢測參考方法的建立提供支撐;B型利鈉肽(BNP)、氮末端B型利鈉肽原前體(NT-proBNP)溶液標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)等,填補(bǔ)國內(nèi)空白和部分國際空白,資源已進(jìn)入國家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)資源庫中。首次突破“C反應(yīng)蛋白全新內(nèi)標(biāo)”技術(shù),解決了復(fù)雜基質(zhì)中CRP前處理損失的評估難題,系列標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)為63家次體外診斷試劑企業(yè)提供了溯源服務(wù),提升了產(chǎn)品國際競爭力,并取得良好的經(jīng)濟(jì)效益,支撐醫(yī)療機(jī)構(gòu)檢驗報告量值互認(rèn)和溯源。C-反應(yīng)蛋白系列標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)還為91家臨床醫(yī)院提供外部質(zhì)量評價溯源,為檢驗醫(yī)學(xué)的溯源提供了技術(shù)保障。
團(tuán)隊共研制臨床化學(xué)領(lǐng)域標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)49種,以HCY、CRP、cTnI 3個產(chǎn)品為例,測量標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)成果轉(zhuǎn)化服務(wù)企業(yè),支撐合作企業(yè)研發(fā)產(chǎn)品銷售額約為20億元。此外,團(tuán)隊在國際上首次建立肌鈣蛋白I和Aβ蛋白等大分子診斷標(biāo)志物測量源頭基準(zhǔn),并實現(xiàn)溯源至SI單位。通過外部質(zhì)量控制與體外診斷產(chǎn)品(IVD)產(chǎn)品溯源,總計支撐了逾3億次的準(zhǔn)確測量,大大減少了重測誤測帶來的醫(yī)療資源浪費和損失。
標(biāo)物資源庫牽頭成立了“藥物及診斷試劑計量測試產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟”,解決藥物及診斷試劑產(chǎn)業(yè)中的計量測試難點、痛點問題,精準(zhǔn)服務(wù)產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化需求。示范性建立了以國際互認(rèn)高端標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)為基礎(chǔ)的準(zhǔn)確測量溯源鏈,穩(wěn)步推進(jìn)臨床醫(yī)學(xué)領(lǐng)域檢驗結(jié)果有效性和IVD產(chǎn)業(yè)技術(shù)競爭力提升,以推動我國藥物及診斷試劑產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級,促進(jìn)質(zhì)量提升,完善產(chǎn)業(yè)計量測試服務(wù)體系。
國家標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO)自2021年由標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)委員會(REMCO)變更為標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)技術(shù)委員會(TC334)以來,聚焦國際熱點和重點領(lǐng)域需求,加快了由國際導(dǎo)則和指南性文件向國際標(biāo)準(zhǔn)的轉(zhuǎn)化以及新的國際標(biāo)準(zhǔn)制定,并加強(qiáng)了與利益相關(guān)方的互動。為應(yīng)對全球重大測量領(lǐng)域需求和挑戰(zhàn),2021年6月,國際物質(zhì)量咨詢委員會(CCQM)發(fā)布了2021—2030年戰(zhàn)略文件,識別了醫(yī)療健康與生命科學(xué)、食品安全貿(mào)易及真假確證、能源、法庭醫(yī)學(xué)等9個方面的計量挑戰(zhàn)與需求。下屬各工作組也據(jù)此分別制定了各專業(yè)領(lǐng)域工作重點,比如,有機(jī)工作組(OAWG)將協(xié)調(diào)開展真菌毒素食品污染物國際比對,組織關(guān)鍵領(lǐng)域知識傳播,幫助提升發(fā)展中國家食品安全的測量能力。
歐美發(fā)達(dá)國家普遍重視在食品安全、環(huán)境保護(hù)、大眾健康、大宗產(chǎn)品貿(mào)易等領(lǐng)域建立穩(wěn)定、可靠的研發(fā)與供應(yīng)保障體系。美國于2021年6月通過了《創(chuàng)新和競爭法案》,歐盟委員會于2022年7月通過新的《歐洲創(chuàng)新議程》,強(qiáng)調(diào)了對生物、醫(yī)學(xué)、新材料等基礎(chǔ)研究科技創(chuàng)新與技術(shù)轉(zhuǎn)化產(chǎn)業(yè)應(yīng)用的支持,進(jìn)一步優(yōu)化尖端科學(xué)、技術(shù)和工程創(chuàng)新環(huán)境。面對激烈的技術(shù)創(chuàng)新競爭,標(biāo)物資源庫應(yīng)進(jìn)一步加強(qiáng)應(yīng)用領(lǐng)域資源研發(fā)和規(guī)模化應(yīng)用,探索有利于扁平化應(yīng)用的新模式和新機(jī)制,使標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)研究成果快速發(fā)揮效應(yīng),支撐國家經(jīng)濟(jì)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展,提升核心競爭力。
為應(yīng)對新冠病毒挑戰(zhàn),保護(hù)民眾健康,全球計量界積極利用已擁有的并大力開發(fā)新的測量技術(shù)應(yīng)對新挑戰(zhàn)。過去三年,國際計量局(BIPM)、國際檢驗醫(yī)學(xué)溯源聯(lián)合委員會(JCTLM)等國際組織通過組織國際研討會、國際比對充分發(fā)揮協(xié)調(diào)作用,計量界已建立了支撐和保護(hù)健康所需要的多種測量技術(shù)能力,如研發(fā)核酸標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)用于SARS-CoV-2病毒檢測。未來,國家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)資源庫將在生命科學(xué)、生物技術(shù)等領(lǐng)域繼續(xù)發(fā)揮作用,加強(qiáng)科研攻關(guān),為疫情防控和支持復(fù)工復(fù)產(chǎn)提供有力測量支撐和保障。
部分計量機(jī)構(gòu)真菌毒素標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)研發(fā)情況
國務(wù)院發(fā)布的《計量發(fā)展規(guī)劃(2021—2035年)》提出了建立完善以國家基準(zhǔn)物質(zhì)、國家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)和工作標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)為主要組成部分的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)體系和實施標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)能力提升工程,加快生命科學(xué)、生物醫(yī)藥、環(huán)境監(jiān)測、食品安全、自然資源、刑事司法等重點領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)研制和應(yīng)用的要求??梢灶A(yù)見,上述關(guān)鍵領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)將得到進(jìn)一步強(qiáng)化和飛速發(fā)展。
在國家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)資源數(shù)量和國際互認(rèn)保持世界前列的同時,應(yīng)該看到,與歐美等發(fā)達(dá)國家相比,我國資源的特性量豐富度和對核心測量能力的覆蓋面等方面尚有較大完善空間,資源的“含金量”需進(jìn)一步提升。作為國家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)資源建設(shè)與服務(wù)的牽頭單位,標(biāo)物資源庫將進(jìn)一步完善標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)研發(fā)與應(yīng)用技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系規(guī)劃,攜手資源單位以及利益相關(guān)方,以國家戰(zhàn)略和重大產(chǎn)業(yè)需求為引領(lǐng),加速資源的高質(zhì)量、規(guī)范化發(fā)展,確保保藏資源的安全、可靠,促進(jìn)資源深度挖掘和高效共享。