临床酶学标准化的发展历程

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临床酶学标准化的发展历程
发布时间 2007/5/24 点击 1885 次

酶的测定在临床化学中占有重要的地位，约占临床化学部门测定总量的1/4到1/3。但在过去，酶的测定结果往往非常混乱。同一标本，不同实验室的数字结果相差很大。这是因为体液中酶浓度很低，既往必须采用测酶活性的方法。酶的特性是具有很强的催化活性，极小量的酶可以大大加快反应速度(v)。当时的科学家虽然无法直接测量出酶的重量或质量(mass)，但不难测定其催化反应速度(v=p/t或-s/t)。在一定条件下可以从反应速度的快慢，间接推算出酶浓度的高低。
正是由于这些特殊问题和困难，导致在一个相当时期内酶测定结果非常混乱，给临床和患者带来困惑。例如上世纪七十年代，同是丙氨酸氨基转移酶(ALT)的正常值，我国南方常以40单位为正常上限，北方的正常上限却是200单位。在同一城市测定硷性磷酸酶(ALP)，有的医院以高过3单位为异常，而另一些医院却以超过13单位为异常。
产生这些困惑的根本原因是没作好标准化。首先是单位定义不一致。前面说过，由于使用的不是直接测酶质量方法，无法使用人们熟悉的重量单位如mg, gm等。而使用冠以各种名称的所谓的单位，如金氏单位、卡门氏单位等。但不论冠以什么名称，实际上都是表示催化反应的速度。即在单位时间内，酶反应产物生成量(p/t)，或酶反应底物消耗量(-s/t)。这些生成量或消耗量，作者既可以质量表示，也可以分子量(如umol)等表示。时间表示法差异更大：小时、分或秒，前面还可冠以不同数字，如30分、15分、5分或1分等。但不管怎么复杂，与其它因素的标准化相比，单位的统一还是相对容易的。上世纪六十年代初，世界生化大会将单位统—定义为：每分钟能转化1umol反应物质的酶量为一个单位，当时又称为酶的国际单位(International Unit, IU)。只是后来人们认识到只统一单位，并不能使不同实验室结果一致，故废弃了IU前面的I，只保留U。当表示溶液中酶浓度时习惯用U/L。到七十年代国际引入SI制，由此衍生出SI系统的酶单位Katal。通过激烈的争论，最终酶学委员会才不得不接受Katak概念。但在实际工作中，目前全世界只有少数国家、少数实验室使用Katak。绝大多数仍使用U或U/L。应该说这种使用方法并不违背我国计量法要求，因为umol，min和L都是国家法定衍生单位。
70年代IFCC成立以著名学者Moss等组成的酶学委员会，他们开始将酶学的标准寄希望于制定参考方法上。他们首先明确和界定了测酶活性(酶促反应)的各种条件。这是因为酶促反应速度的快慢不只是由酶浓度一个因素所决定。因此必须将一些条件或因素(如底物浓度、辅因子等)控制在最适条件、不至于由于这些因素的变异而影响反应速度。另一些因素必须加以固定(如温度、缓冲液种类等)。所以该委员会第一个文件就是有关酶活性测定的总则。时间己过去了近30年，此文件仍然是建立测定酶活性方法的指导性文仵。但在测定酶活性的温度上遗留下争论和麻烦。原此文件规定测酶反应温度为摄氏30度。理由是温度较低酶不易变性，其次30度容易标化，因此金属铷的融点为29.9度。所以随后颁布的一系列测具体酶的文件(ALT、AST、LD、CK、ALP、GGT和AMY)中测酶活性的最适条件都是根据30度而定。但在实际常规工作时，当室温超过25度，控制酶反应在30度往往有困难，这对制造自动化学分析仪的厂家带来很大困难，在早期，有些分析仪不得不加上制冷系统。而37度是人的生理温度、有些纯酶制品可能在此温度变性，但临床实验室的标本是体液，常含有保护物质，测定时间又很短，基本不存在酶灭活问题。
除酶测定温度问题外，在制定酶活性参考方法时还面临下列三个问题：首先是底物的选择问题，这在AMY上表现最为明显，长期以来迭3碳糖、4碳糖、5碳糖还是7碳糖为底物争论不休;其次是选用的方法基于酶反应的正反应还是逆反应。开始推荐的LD方法是基于丙酮酸为底物，乳酸为产物。但由于反对意见太多。不得不推出基于乳酸为底物，丙酮酸为产物的参考方法;最为混乱的恐怕是缓冲液种类和浓度的选择。开始时认为缓冲液作用只是维持酶反应时的pH，它的种类和浓度似乎不应影响酶活性。现在人们认识到不同种类缓冲液可能对酶活性有影响，例如甘氨酸缓冲液能抑制ALP活性。二乙醇胺增加ALP活性，而氨甲基丙二醇对活性影响不大。IFCC先后推出分别使用后二种缓冲液的二种ALP推荐方法。
所以到了90;年代，人们认识到有必要将原文件规定的酶活性参考方法的测定温度由30度改为37度。认识到只建立参考方法不可能将酶活性测定结果统一。必须将参考方法、参考物质和参考实验室结合起来才有可能将酶活性测定的结果标准化。1999年IFCC在西班牙召开会员大会时，决定由xxxxxxx领导的酶学标准化委员会重新制定在37度测定酶活性的参考方法。经多年努力，制定出七个文件，经IFCC会员投票通过后。在去年颁布。
第一个文件名为”测定酶催化活性浓度参考方法的概念”。要求建立包括下列要素的测定酶催化浓度的全世界参考体系：
参考测定方法：以现有的IFCC 30 oC的参考方法作为基础，制定了一套37゜C的标准操作方法。
参考实验室网络：选择一组参考实验室，提供必要的技能和器材，在计量学高水平上用参考测定方法进行检测。
参考物质：根据IFCC和IRMM合作协议对现有的BCR参考物质重新定量。
在参考方法和参考物质等级系统中，IFCC的酶参考方法测定具有最高的计量学水平，由此规定了其它水平的测定量。校准品的指定值以及较低计量水平的结果，包括用以每日常规工作的结果,均应溯源到这儿所叙过的最高水平的参考测定方法
其它一系列文件（第2-6篇）讲述37 oC 下测定下列酶催化浓度的参考方法：
第二部分：IFCC测定肌酸激酶催化活性浓度的参考方法〔ATP:肌酸 N-磷酸转移酶（CK）,EC2.7.3.2〕
第三部分：IFCC测定乳酸脱氢酶催化活性浓度的参考方法〔L-乳酸：NAD＋氧化还原酶（LD）,EC1.1.1.27〕
第四部分：IFCC测定丙氨酸氨基转移酶催化活性浓度参考方法〔L-丙氨酸:2-酮戊二酸氨基转移酶(ALT),EC2.6.1.2〕
第五部分：IFCC测定天冬氨酸氨基转移酶催化活性浓度参考方法〔L-天冬氨酸:2-酮戊二酸氨基转移酶(AST),EC2.6.1.1〕
第六部分：IFCC测定r-谷氨酰氨基转移酶催化活性浓度参考方法〔(г-谷氨酸)-多肽:氨基酸г-谷氨酰基转移酶(GGT),EC2.3.2.2〕
每一标准操作方法详细叙述了使用手工操作分光比色计和自己配制试剂溶液的参考方法,每一方方法都有一个附件，包含了对有关30 oC IFCC参考方法的修改处。和旧文件相比，新文件引入了"不确定度”的概念和详细说明计算过捏。卫生部临床检验标准委负会己将这些项目列为制定标准计划，陆续将它们转换为我国行业标准。
[来源：来宝网]

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