核酸計量技術為未來可（kě）能發生的公共衛生緊急（jí）核酸檢測需求提供計量技術儲備，可以大大提升核酸標準物質（zhì）定值準確度，擴展病毒核酸標物的覆蓋範圍。

生命科學的量（liàng）值以分子為最小單元，以（yǐ）物質的（de）量摩爾(mol)為基本單位，以阿伏伽德羅常（cháng）數(NA)來計算，1摩爾是精（jīng）確包含6.022 140 76×1023(約為6.02×1023)個原子或分子（zǐ）等基本單元的係統的物質的量（liàng）。從重新定義的國際單位製（zhì）布局圖來看，我（wǒ）們可以看出（chū）物質的量摩爾相對獨立。因此，在實際的生物計量研究中，一個核心的（de）挑戰就（jiù）是發（fā）展生物標準物質，實現生物檢測過程與國際單位的量（liàng）值溯源。

生（shēng）物計量

生物（wù）計量是計量科學領域的新成員，最（zuì）早的生（shēng）命科學研（yán）究僅限於現象和趨勢的觀（guān）察，最常回答“是什麽”的問題。然而，隨著分子生物學的發展，生物定量測量（liàng）變得（dé）越來越重（chóng）要（yào），大（dà）家開始關注“有多少”。目前，準確的定量（liàng）分析（xī）結果已經廣泛應用於臨床診斷、食品安（ān）全和環境檢測等領域，與人類的生產生（shēng）活密不可（kě）分。此外，生命科（kē）學相關技術的推廣應（yīng）用和產業（yè）發（fā）展催生了大量的計量需求：技術標準（zhǔn）化、產品質量、儀器校準（zhǔn）等（děng）。總（zǒng）體來說，如何結合計量科學的應用進行生物的準確測量是擺在計量研（yán）究人員麵（miàn）前（qián）緊迫而（ér）艱（jiān）巨的（de）工作。

生物計量學早在1999年第21屆國際計量大會就被提上日程。隨後，物質的（de）量谘詢委員會(CCQM)成立了生物分析工作組（zǔ）(BAWG)。該工作組的主要任務是建立生物技（jì）術可溯源測量（liàng）係統，優先考慮的是核酸（suān）測量、蛋（dàn）白質（zhì）測量及其（qí）方法、分析過程的標準（zhǔn）化以及標準物質（zhì）的研製，以便鞏固核酸和蛋白質測量的應用領域。核酸計量是生物計量研究的一個重要領（lǐng）域，是為了支持核酸（suān）測量的可比性、有效性和溯（sù）源性，最終使測量可溯（sù）源到國（guó）際單位製。目前，國際上從事核酸標準物質研製的機構主要有美國標準（zhǔn）技術研究院(NIST)、歐盟委員會聯合研究中心標準物質與測量研究院(IRMM)、英國政府化（huà）學實驗室(LGC)、德國聯邦材料測試研究院、澳大利亞國家測量院等。核酸計量的發展在中國同樣引（yǐn）起了很大的關注。中（zhōng）國計（jì）量科學研究院組建生物計（jì）量研究團隊（duì），取得豐碩的研究成果，多次參與或者主導國際核（hé）酸計量比對工作。上海市計量測試技術研究院(以下簡稱“上海計量院”)等計量機構則以（yǐ）地方產業需求為導（dǎo）向，搭建具有特色的核酸計（jì）量研究平台。

上海市計量測試技術研究院

病原微生物核酸檢測（cè）是預防病原微（wēi）生物（wù）侵（qīn）害，應對公共衛生事件的關鍵防線，而核（hé）酸濃度計量溯源是（shì）確保檢測結果準確、可靠的根本依據。當前，雖然以聚（jù）合酶鏈式反應（yīng）(PCR)為代表的核酸檢測方法（fǎ）發展迅速，但是完整的（de）計量溯源體係仍有欠（qiàn）缺，表現（xiàn）為（wéi）缺乏高水平（píng）絕對定量方法、尚無病原微生物核酸標準物質、尚依賴發達國家進（jìn）口、儀器計量（liàng）校準和試劑（jì）盒質量控（kòng）製受到阻礙等。總之，病原微生物核酸濃度量值在溯源到國際單位製(SI)的時候困難重重，影（yǐng）響了公共衛生安全領域核酸（suān）檢測的可（kě）靠性。

核酸計量溯源

核酸測量結（jié）果計量溯源是生物計量學科的一個重要領域，其目標是實現核酸濃度量值與國際基本（běn）單位（wèi）的鏈（liàn）接，確保每一個核酸檢測結果的準確可靠和等效一致。病（bìng）原微生物核酸檢測在公共衛生領域具有重要作用，可是長期以來，微生物核酸檢測領域（yù）的質量控製（zhì）依賴定性標準樣品居多，而定量標準物（wù）質非常少，並且由於核酸計量溯源整體研究（jiū）水平的（de）限製，缺（quē）乏高準確度核酸定量參考測量（liàng）方案，現有的標準物質也存在（zài）不確定度較大的問題。由於不確定的累計原理，最（zuì）終會影響公共衛生測量結果的準確性（xìng）。

● 質（zhì）粒DNA標（biāo）準物質

分子（zǐ）生物學技術（shù）為我們提供了分子製（zhì）造手段，又通過高準確度的參（cān）考定值方法，我們能夠獲得可靠的（de）濃（nóng）度（dù）量值，從而可以（yǐ）構建最高的生物計量標（biāo）準。例如，質粒DNA標準物質是一種含有檢測目的基（jī）因的特異性片段的重組質粒（lì）分子（zǐ），在PCR定性檢測中可以作為陽性（xìng）對照，在定量（liàng）PCR中（zhōng）可以作為定（dìng）量分析的標準品，構建定量分析的標（biāo）準曲線。在上海（hǎi）計量院，質粒（lì）DNA的定值采用了（le）3種方法以保證其量值的（de）準確性：紫外分光光度法、高分辨率電感耦合等離子（zǐ）體光譜分析(HR-ICP-MS)法、數字PCR技術。將這3種方法聯合起來給質粒DNA定值，可有效保障標準量值準確度性、溯源性。上海（hǎi）計量院先後研製了30種質粒DNA標準物質，其中有5種是國家一級標準物質。

2020年（nián），新型冠狀病毒（dú）肺炎疫情給核酸檢測帶來了巨大挑戰。新型冠狀病毒核酸分析以病毒RNA為測量目（mù）標（biāo），通過（guò）核酸含量檢測（cè）結果指導臨（lín）床判斷，其（qí）準（zhǔn）確性對（duì）疫情防控具有重要意義。作為（wéi）一種特殊的測量器具，必須通過計量溯源來確保其必要的測量能力。GB/T 21415—2008(ISO 17511)對體外診（zhěn）斷技術(試劑和（hé）器械)在（zài）測（cè）量生物量的（de）過程中所涉及的計量（liàng）學溯源性做出明確的說明：為了使檢驗（yàn）醫學量的測量得（dé）到正確的醫學應用，不（bú）論在何時何地都具有（yǒu）可比性，量必須有明確的定義，報告給醫生或者其他衛生（shēng）人員（yuán）及（jí）患者的結果必須準確(正確和精密)。

● RNA標準物質

為了給病毒核（hé）酸檢測提供可靠（kào）的計量支撐，上海計量院在（zài）上（shàng）海市科學技術（shù）委員會支持下，在上海市市場監督管理局協同指揮下，與上（shàng）海交通（tōng）大學及其附（fù）屬仁（rén）濟醫院優勢學科力量合作，啟動（dòng）了新型冠（guàn）狀病毒RNA標準物質研發項目，研究高準確度RNA數（shù）字PCR絕對定量方法，研（yán）製了兩種“新型冠狀病毒體外（wài）轉錄RNA標準物質GBW(E)091111/091112”，以新型冠（guàn）狀病毒E、N和ORF1ab三個（gè）基因為目標，涵蓋世界衛生組織(WHO)和中國疾病預防控（kòng）製中心(CDC)公布（bù）的關（guān）鍵檢測區域，利用體外轉錄方法製備，采用數字（zì）PCR方法對新型冠狀病毒RNA標準物質濃度進行測定。這（zhè）兩（liǎng）個國家（jiā）級病毒RNA標準物質可以為（wéi）病毒RNA檢測方（fāng）法研發提供靶標;可以直接用於質量（liàng）控製，對核酸試劑盒靈敏度、線性範圍以及靶向基因（yīn）區（qū）域等進行確認;也可以為檢測實驗室提（tí）供RNA陽性伴隨樣品，預警假（jiǎ）陰性結果的出現，為病毒RNA檢測提供量值溯源的“砝（fǎ）碼”。截（jié）至（zhì）目前，這兩個國家級病毒RNA標準物質已經向全國120多家單位提供樣品1300餘份，為疫情（qíng）防控作出多方麵貢獻，具體體現（xiàn）在以（yǐ）下5個方麵。

第一（yī），助力海（hǎi）關把好“國門”。根據2020年4月9日上海市新型冠（guàn）狀病毒（dú）肺炎疫情防控科技攻（gōng）關組會議精神，為支撐海（hǎi）關入境特殊場（chǎng）景需求，應海關衛生中心要求，上海計量院研製RNA標準物質100份，成為海關（guān）篩選合格試劑盒標準，提升了核酸檢測數據可靠性，為防（fáng）止境外輸入漏檢（jiǎn）提供了計量支撐。

第二，RNA標（biāo）準物質供給疾控、臨檢中心（xīn）以及醫院檢驗科作為陽性質控，驗證核酸檢測（cè）結果可靠性（xìng）。目前（qián）的應用單位（wèi）有武漢市疾（jí）病預防控（kòng）製中心、安徽省疾病預防控製中心、江西省疾（jí）病預防控製中心、重慶市臨床檢驗中心、上海市東方醫院吉安醫院（yuàn）、上海交通大學醫學（xué）院附屬瑞金醫院、複旦大學附屬中山（shān）醫院、中國科學技術大（dà）學附屬第一醫院(安徽省立醫（yī）院)、中國科學院大學寧波華（huá）美醫院等。

第（dì）三，在疫情發生第一時間為15所科研（yán）機構提（tí）供新型冠狀病毒RNA標準（zhǔn）物質，為（wéi）檢（jiǎn）測新方法建立提供了靶（bǎ）標，支撐國家和上海防疫科技專項，服（fú）務清華大學、上海交通大學、湖南大學等高校。例如（rú），湖南大學譚尉泓院士團隊成功建立了RNA分析方法並將成果輸出國外，對上海（hǎi）計量院研製（zhì）的標準物（wù）質給予高度（dù）評價。此（cǐ）外，上海計量院與上海仁度生（shēng）物科技有限公司合作承擔上海（hǎi）科委專項，研發唯一獲批的RNA高通量檢測方法。

第四，支持全國83家試（shì）劑盒生產企業，利用我院標準物質為生產線（xiàn）的標準（zhǔn）樣品賦值，從而滿足GB/T 21415要求，實現了試劑盒的計量溯源，提速試劑盒的注冊（cè），在試劑盒生（shēng）產管理過程中作為核查標準驗證產品質量。標準物質量值傳遞（dì）範圍覆蓋90%現有核酸試劑盒（hé）生產企業，如上海之江生物科技（jì）股份（fèn）有限公（gōng）司和上海捷諾生物科技有（yǒu）限公司。

第五，疫情期間，上海（hǎi）計量院為200家生（shēng）物檢測實驗室以及試劑盒生產企業提（tí）供計量器具校準服務，如針對PCR反應儀、微量核酸蛋白定量儀（yí）、生化分析儀、電解（jiě）質（zhì）分析儀、多功（gōng）能酶標儀、尿液分析儀、流式（shì）細胞（bāo）儀等。上海計量（liàng）院還為多家疾控中心提供新型冠狀病毒核（hé）酸檢測儀器校準，確保核酸檢測一線實驗室結果計量溯源。此外，上（shàng）海計量院為多家試劑盒（hé）企業開（kāi）展PCR校準服務，為上海地區企業的（de）產品緊（jǐn）急注冊提供關鍵計量溯源支撐。

上海計量院團隊還將持續開展病毒核酸（suān）計（jì）量（liàng）溯源（yuán）技術研究，擴展分子長度，提升靶向適用性（xìng）;發展並優化高準確度絕對定量方法（fǎ），提升核酸標（biāo）準物質（zhì）定值準確度;擴展病毒核酸標物的覆蓋範圍，為未來可能發生的公共（gòng）衛生緊急核酸檢測需求提供計量技（jì）術儲備。

許麗，上海市計量（liàng）測試技術研究院高級工程師，主要從事核酸（suān）標準物質研製工作。

梁文（wén），上海市計量測試技術（shù）研究院高級工程師，主要從事核酸分析測試、數字PCR分析（xī）工作。

劉剛，上海市計量測（cè）試技術研究院教授級高（gāo）級工程師，主要從事生物計量、生物傳感研究工作。