國家標準物質資源庫推進生命健康和新興產業測量技術國際互認

文/宋丹 闞瑩 李紅梅 盧凡 程蘋

標準物質是具有足夠均勻和穩定的特定特性的物質，可廣泛用于檢測方法與檢測設備評價和校準、待測樣品的賦值與質量控制、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果及數據的可比性、可靠性與國際互認具有重要意義，是建立一致可比的全球測量互認體系的物質基礎和保障。

標準物質作為參考測量標準，是化學、生物等領域準確測量必不可少的基礎物質。國家標準物質資源庫是我國有證標準物質實物和信息的主要獲取渠道，是推進生命健康和新興產業領域的測量技術創新和產業發展的重要基礎設施。本文梳理了我國標準物質資源庫的發展動態，以真菌毒素和臨床檢驗標準物質資源服務為案例，展示了我國國家標準物質資源庫在開展資源創制，推動國際互認、服務重點領域等方面取得的成果，并對未來標準物質資源發展進行了展望。

資源庫是服務國家有效測量體系的重要平臺

國家標準物質資源庫始建于國家科技基礎條件平臺—國家標準物質資源共享平臺建設項目，于2003年啟動試點建設、2005年開始全面建設，2011年通過科技部認證為國家科技平臺，2019年更名為國家標準物質資源庫（以下簡稱標物資源庫）。

標物資源庫以“2020—2025建設運行實施方案”為依據，持續跟蹤《國際計量委員會（CIPM）2030+戰略》《中共中央關于制定國民經濟和社會發展第十四個五年規劃和二〇三五年遠景目標的建議》等，聚焦國際標準物質熱點和國家“十四五”重點發展方向，重點推進大眾健康、食品安全、環境監測等民生領域和醫藥、新材料等產業資源創新與應用。著力加強優質科技資源技術與集成創新，提升資源應用效率，持續發揮在食品、臨床、藥物、化妝品、環境、鋼鐵等國際熱點和重點發展領域的技術優勢，開展高端技術研發與知識傳播，為科學研究、技術進步、經濟和社會發展提供共享服務，支撐資源在國家有效測量體系中發揮更大效用，助力相關領域產業高質量發展，對在全球范圍內的技術擴散具有重要意義。

標物資源庫圍繞資源建設、運行管理、共享服務3個方面，形成了穩定的國家標準物質資源匯交機制，實現了全部國家有證標準物質資源動態信息及實物共享，在資源數量與質量、品種結構與分布、技術創新能力等方面具有明顯優勢。截至2022年11月20日，全國標準物質總量達到16400余種，全部實現信息實時共享。國家中心庫集中保藏資源2000多種，涉及環境、化工、鋼鐵、地質、物化、有色金屬、核材料、食品、臨床與醫藥、煤炭、工程技術、建材和高分子材料等13個應用領域，共享范圍從全國擴展到亞洲、歐洲、非洲、美洲等的30余個國家。

近年來，國家標準物質數量快速增長，標準物質新增資源主要分布于環境、臨床醫藥、食品以及材料等領域，體現了滿足重大需求、服務國計民生、支撐高新領域的特點。以2017—2021年為例，共獲批發布國家標準物質5100余種，增速達37%。13大類中，環境、化工材料、臨床藥物、食品、地質礦產5個領域品種數量增加最快，其中環境領域增加超過2000種，增速尤為明顯，化工材料、臨床藥物、食品3個領域也分別增加超過500種。

在國際計量委員會互認協議（CIPM MRA）框架下，世界各成員國的國家檢測與校準測量能力（CMC）通過國際同行評審獲得國際互認，發布于國際計量局（BIPM）關鍵比對數據庫（KCDB）中。截至2022年11月20日，KCDB中發布關鍵比對1137項，輔助比對664項，CMC 25976項。其中QM（化學與生物）CMC 6307項，占總數的24.2%。中國CMC 1857項，其中QM相關CMC 1061項，位列全球第一，占全球QM領域CMC總數的16.8%，占我國CMC總數的57.1%。其中，高純物質、無機溶液、有機溶液及食品領域互認能力數量分別排名第一、第二、第二和第一，數量上具有一定領先優勢。

國家標準物質資源庫的發展始終聚焦國際化學計量研究熱點、國內應用急需，在重大疾病診斷、食品、環境等重點領域，開展前沿定值技術研究、關鍵結構鑒定與成分定量技術開發、新資源創制、國際合作與交流，推進自主化先進技術成果擴散及知識傳播，提升資源分布合理性，為支撐國計民生重大領域可持續發展提供重要保障。

國家標準物質品種的年度增長情況（2012—2021）

真菌毒素資源支撐全球有效測量體系建設

真菌毒素（mycotoxin）是由真菌產生的次級代謝產物，具有極強的毒性和致癌、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產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境條件影響，危害食品安全，阻礙糧食貿易，全世界每年受真菌毒素影響造成的經濟損失達10億美元。

目前，世界上100多個國家已經針對食用農產品中真菌毒素含量制定了限量標準，真菌毒素準確測量標準和技術成為其質量保證的重要技術手段，測量標準和測量結果的國際互認成為保證食品安全、支撐國際貿易的關鍵。

國家市場監管總局“營養與健康化學計量及應用”重點實驗室團隊等圍繞“一帶一路”倡議和糧食等農產品質量安全與自由貿易熱點，從真菌毒素全球測量體系構建、關鍵技術研究、成果應用、示范與推廣等方面開展國際聯合研究。按照溯源源頭標準建立、點面結合、分步實施的思路，突破關鍵核心技術難點，建立系列真菌毒素高準確度測量技術，研制20種典型真菌毒素純度、溶液及相關基體標準物質，其中5種填補國際空白并獲得國際互認。資源庫共整合真菌毒素國家標準物質63項，以信息、實物資源共享推動全球范圍內測量結果互認。

標物資源庫以真菌毒素高準確度測量關鍵技術研究為基礎，形成真菌毒素校準標準溯源性指南和技術報告6份，相關關鍵技術報告和指南文件已發布在國際計量局（BIPM）官方網站，作為全球開展真菌毒素純度和溶液標物研究的示范性技術文件。立足技術優勢，對“一帶一路”沿線國家開展中長期技術培訓，提升整體測量水平；組織開展亞、非、美洲等糧食量產較大區域“玉米粉中玉米赤霉烯酮測量”國際能力驗證活動、主導3項化學和生物計量學咨詢委員會（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，“指南文件—技術培訓—能力提升—國際互認”多模式國際合作方式獲得國際計量局認可，國際計量同行稱“促進了經濟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量咨詢委員會有機工作組（CCQM OAWG）2021—2030年發展戰略。

國際互認體系構建

服務心腦血管等重大慢病的臨床檢驗標準化

臨床檢驗是疾病診斷、治療、預后評價的關鍵技術手段，影響了約80%的醫療決定，測量結果準確度將極大影響臨床醫生的診斷。為了保證測量結果的準確性和可比性、避免資源浪費，國際標準ISO 17511對測量過程中的參考測量方法或標準物質的溯源途徑進行了明確定義和分級，各國也對該標準進行了轉化與應用。我國國家標準GB/T 21415-2008對不同等級標準物質的應用及溯源性進行了劃分：病人的測量結果需經過體外臨床診斷試劑溯源至廠家校準品，而廠家校準品的量值需依靠參考方法溯源至血清/血漿等基體標準物質，基體標準物質量值由參考測量程序溯源至純度標準物質，最終通過純度標準物質實現至SI基本單位的溯源。

近年來，國家市場監管總局“營養與健康化學計量及應用”重點實驗室團隊等針對我國重大疾病與臨床檢驗關鍵測量標準急需，攻克了蛋白等標準物質不穩定及測量準確度和溯源性技術難題，形成了一批核心標準物質：CRP、HCY、cTnI等心腦血管疾病診斷溯源用純度及基體標準物質；Aβ純度、溶液標準物質為阿爾茲海默癥診斷中Aβ標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）溶液標準物質等，填補國內空白和部分國際空白，資源已進入國家標準物質資源庫中。首次突破“C反應蛋白全新內標”技術，解決了復雜基質中CRP前處理損失的評估難題，系列標準物質為63家次體外診斷試劑企業提供了溯源服務，提升了產品國際競爭力，并取得良好的經濟效益，支撐醫療機構檢驗報告量值互認和溯源。C-反應蛋白系列標準物質還為91家臨床醫院提供外部質量評價溯源，為檢驗醫學的溯源提供了技術保障。

團隊共研制臨床化學領域標準物質49種，以HCY、CRP、cTnI 3個產品為例，測量標準技術成果轉化服務企業，支撐合作企業研發產品銷售額約為20億元。此外，團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志物測量源頭基準，并實現溯源至SI單位。通過外部質量控制與體外診斷產品（IVD）產品溯源，總計支撐了逾3億次的準確測量，大大減少了重測誤測帶來的醫療資源浪費和損失。

標物資源庫牽頭成立了“藥物及診斷試劑計量測試產業聯盟”，解決藥物及診斷試劑產業中的計量測試難點、痛點問題，精準服務產業標準化需求。示范性建立了以國際互認高端標準物質為基礎的準確測量溯源鏈，穩步推進臨床醫學領域檢驗結果有效性和IVD產業技術競爭力提升，以推動我國藥物及診斷試劑產業轉型升級，促進質量提升，完善產業計量測試服務體系。

進一步加強應用領域資源研發和規模化應用

國家標準化組織（ISO）自2021年由標準物質委員會（REMCO）變更為標準物質技術委員會（TC334）以來，聚焦國際熱點和重點領域需求，加快了由國際導則和指南性文件向國際標準的轉化以及新的國際標準制定，并加強了與利益相關方的互動。為應對全球重大測量領域需求和挑戰，2021年6月，國際物質量咨詢委員會（CCQM）發布了2021—2030年戰略文件，識別了醫療健康與生命科學、食品安全貿易及真假確證、能源、法庭醫學等9個方面的計量挑戰與需求。下屬各工作組也據此分別制定了各專業領域工作重點，比如，有機工作組（OAWG）將協調開展真菌毒素食品污染物國際比對，組織關鍵領域知識傳播，幫助提升發展中國家食品安全的測量能力。

歐美發達國家普遍重視在食品安全、環境保護、大眾健康、大宗產品貿易等領域建立穩定、可靠的研發與供應保障體系。美國于2021年6月通過了《創新和競爭法案》，歐盟委員會于2022年7月通過新的《歐洲創新議程》，強調了對生物、醫學、新材料等基礎研究科技創新與技術轉化產業應用的支持，進一步優化尖端科學、技術和工程創新環境。面對激烈的技術創新競爭，標物資源庫應進一步加強應用領域資源研發和規模化應用，探索有利于扁平化應用的新模式和新機制，使標準物質研究成果快速發揮效應，支撐國家經濟與產業發展，提升核心競爭力。

為應對新冠病毒挑戰，保護民眾健康，全球計量界積極利用已擁有的并大力開發新的測量技術應對新挑戰。過去三年，國際計量局（BIPM）、國際檢驗醫學溯源聯合委員會（JCTLM）等國際組織通過組織國際研討會、國際比對充分發揮協調作用，計量界已建立了支撐和保護健康所需要的多種測量技術能力，如研發核酸標準物質用于SARS-CoV-2病毒檢測。未來，國家標準物質資源庫將在生命科學、生物技術等領域繼續發揮作用，加強科研攻關，為疫情防控和支持復工復產提供有力測量支撐和保障。

部分計量機構真菌毒素標準物質研發情況

國務院發布的《計量發展規劃（2021—2035年）》提出了建立完善以國家基準物質、國家標準物質和工作標準物質為主要組成部分的標準物質體系和實施標準物質能力提升工程，加快生命科學、生物醫藥、環境監測、食品安全、自然資源、刑事司法等重點領域的標準物質研制和應用的要求。可以預見，上述關鍵領域的標準物質將得到進一步強化和飛速發展。

在國家標準物質資源數量和國際互認保持世界前列的同時，應該看到，與歐美等發達國家相比，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”需進一步提升。作為國家標準物質資源建設與服務的牽頭單位，標物資源庫將進一步完善標準物質研發與應用技術標準體系規劃，攜手資源單位以及利益相關方，以國家戰略和重大產業需求為引領，加速資源的高質量、規范化發展，確保保藏資源的安全、可靠，促進資源深度挖掘和高效共享。