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※一部、英文及び仏文を自動翻訳した日本語訳を使用しています。
導入
体外診断用医療機器に関する指令 98/79/EC では、利用可能な基準測定材料および高次の基準測定手順を通じて、校正器および管理材料に割り当てられた値の計量学的トレーサビリティが保証されることが求められています。この概念に従って、「トレーサビリティ」に関する欧州規格 prEN ISO 17511 が策定され、測定手順と校正材料の階層的順序が記述されています。この規格に示されている一般規則は、触媒活性に関係する量にも適用されます。可能な限り、校正階層の最上位を形成する SI ユニットに対して計測学的トレーサビリティを実証する必要があります。
酵素の触媒活性濃度（以下、「触媒濃度」といいます）の測定に関して、現行の規格にはキャリブレーターの階層と測定手順が記載されています。酵素測定の場合、派生コヒーレント SI 単位「モル/秒立方メートル」の定義は、度量衡総会によって「カタル/立方メートル」という特別な名前が与えられ、階層の最上位にあり、その後に主要な参照が続きます。可能な限り、下位レベルの測定手順、キャリブレーター、および管理材料を追跡する必要がある測定手順。
血液またはその他の体液中の酵素は、診断目的でその触媒濃度の観点から測定できます。基質の触媒変換率を測定する分析原理には、速度、検出限界の低さ、分析の特異性、および低コストという大きな利点があります。触媒濃度測定の結果は、酵素活性が同じ条件下で測定された場合にのみ比較可能です。したがって、酵素の測定は、量の種類（触媒濃度など）、酵素の名前、およびシステムの名前だけで説明することはできず、特定の測定手順、特に測定された反応の指示成分も必要とします。校正階層の最上位では、測定手順が国際的に合意される必要があります。たとえば、「IFCC 基準測定手順における NADH の変換率によって測定されるクレアチンキナーゼ」などです。
したがって、一次基準測定手順は測定量の定義に不可欠な部分であり、たとえば以下の点について詳細に従う必要があります。
- 基質の種類（酵素の特異性により変化する場合があります）とその濃度、
- 活性化剤とその濃度、
- 触媒反応の方向、
- インジケーターコンポーネント、
- 緩衝系とpH,
- 温度、
- プレインキュベーション時間、
- 反応を開始するために使用される材料、
- 横たわる時間、
- 反応時間。
酵素測定量の定義、したがって測定結果が手順に依存するという欠点はよく知られています。外部品質評価 (EQA) や方法の移転可能性の評価において問題が発生します。多数の生物学的基準範囲が存在するため、酵素の結果が臨床的に誤って解釈されるリスクが伴います。日常的な酵素測定の標準化は、生物学的基準範囲における既存の差異を排除することによって臨床的有用性と結果の比較可能性を向上させるために、臨床検査医学にとって重要です。
次の 2 つのアプローチが考えられます。
- a)各酵素に対して推奨または標準化された手順を独占的に日常的に使用すること。
- b)選択された基準測定手順によって割り当てられた値を備えた可換酵素校正材料による 1 つまたは複数の日常手順の校正。
「推奨手順」アプローチ (a)) は、20 年以上にわたって精力的に追求されてきました。酵素測定の品質と比較可能性を改善し、分析的に不満足な手順の使用を阻止することに大きな成功を収めています。しかし、標準化に対する推奨手順のアプローチは、その有用性の限界に達しているようです。その欠点としては、次のものが挙げられます。 多数の異なる推奨事項の中から選択するためのコンセンサスが得られないこと。日常使用における推奨手順の意図的または非意図的な変更。分析的および技術的改善に対する推奨手順の無反応。推奨される手順が優先される自動化に部分的に適合しないこと。日常的な酵素手順の変更は、推奨されるかどうかにかかわらず、必然的に生物学的基準値の変更を伴うため、医師にとって当然のことながら歓迎されません。
酵素測定の設計と分析性能の改善は今後も継続される予定です。ただし、これは科学の進歩の開発と普及の通常の慣行に従う必要があります。普遍的に使用できるようにさらに標準化された手順を開発および促進する試みは、現実的ではなく、望ましいものでもありません。
対照的に、「基準測定手順と校正材料」アプローチ (b)) は、比較的ほとんど注目されていません。提起された反対意見には次のようなものがあります。
- 1.キャリブレーターとして機能する適切なマトリックス中に安定な酵素標準物質が存在しない。
- 2.アイソフォームの違いを含む、候補酵素キャリブレーターとヒトサンプル中の分析対象酵素の間の相違点。
- 3.酵素キャリブレーターと検体酵素を含む患者サンプルの両方について、校正（基準）手順と校正（ルーチン）手順の間に一定の手順間比が存在しない（可換性の欠如とも呼ばれる）。
これらの反対意見の逆は、高次酵素標準物質と、校正が提案されている一連の測定手順の両方の仕様のリストを構成します。キャリブレーターは安定していて、そのマトリックス内の触媒特性がルーチンサンプル中の分析対象酵素の触媒特性に近い分析対象酵素を備えている必要があります。手順自体は、標的酵素の触媒活性に対して同じ特異性を持たなければなりません。
したがって、日常的な酵素測定の結果の調和は、基準測定手順を選択し、臨床的に重要な酵素ごとに関連する手順のファミリーを特定することによって達成できます。このようなファミリーに含まれる任意の手順によって得られた結果は、選択された基準測定手順まで計量学的に追跡可能です。
Introduction
The Directive 98/79/EC on in vitro diagnostic medical devices requires that the metrologically traceability of values assigned to calibrators and control materials be assured through available reference measurement materials and reference measurement procedures of higher order. Following this concept, the European Standard prEN ISO 17511 on"traceability" has been elaborated which describes a hierarchical order of measurement procedures and calibration materials. The general rules expressed in that standard also apply to quantities involving catalytic activity. Whenever possible, metrological traceability should be demonstrated to the SI unit which forms the top of the calibration hierarchy.
For the measurement of the catalytic activity concentration of enzymes (hereafter called 'catalytic concentration'), a hierarchy of calibrators and measurement procedures is described in the present standard. For enzyme measurements, the definition of the derived coherent SI unit"mole per second cubic metre", given the special name"katal per cubic metre" by the General Conference on Weights and Measures, is the top of the hierarchy followed by a primary reference measurement procedure to which lower level measurement procedures, calibrators, and control materials should be traced whenever possible.
Enzymes in blood or other biological fluids can be measured for diagnostic purposes in terms of their catalytic concentrations. The analytical principle of the measurement of the catalytic rate of conversion of substrate has considerable advantages of speed, low limit of detection, analytical specificity, and low cost. Results of catalytic concentration measurements are only comparable if the enzyme activities are measured under the same conditions. Therefore, an enzyme measurand cannot be described only by kind-of-quantity (e.g. catalytic concentration), name of enzyme and of system, but requires also the specified measurement procedure and especially the indicator component of the measured reaction. At the top of the calibration hierarchy, the measurement procedure should be internationally agreed, e.g. 'creatine kinase measured by the conversion rate of NADH in the IFCC reference measurement procedure'.
Thus, the primary reference measurement procedure is an integral part of the definition of the measurand and has to be followed in all detail, e.g. as concerns:
- kind of substrate (where the specificity of the enzyme allows this to be varied) and its concentration,
- activators and their concentrations,
- direction of catalysed reaction,
- indicator component,
- buffer system and pH,
- temperature,
- pre-incubation time,
- material used for starting the reaction,
- lag time,
- reaction time.
The disadvantage of the procedure-dependence of the definition of the enzyme measurand and therefore of the results of the measurements are well known: problems are caused in external quality assessment (EQA) and in assessing the transferability of methods; a multiplicity of biological reference intervals exists with the consequent risk of clinical misinterpretation of enzyme results. The standardization of routine enzyme measurements is important to laboratory medicine, to improve the clinical utility and comparability of results through the elimination of existing differences in biological reference intervals.
Two approaches can be considered:
- a) the exclusive routine use of a recommended or standardized procedure for each enzyme;
- b) calibration of one or more routine procedures by commutable enzyme calibration materials with values assigned by a chosen reference measurement procedure.
The"recommended procedure" approach (a)) has been pursued vigorously for more than twenty years. It has had considerable success in improving the quality and comparability of enzyme measurements and in discouraging the use of analytically unsatisfactory procedures. However, the recommended-procedure-approach to standardization appears to have reached the limits of its usefulness. Its disadvantages include: absence of a consensus of choice among a number of differing recommendations; intentional or unintentional modification of recommended procedures in routine use; unresponsiveness of recommended procedures to analytical and technical improvement; and partly non-adaptability of recommended procedures to preferred automation. As a change in routine enzyme procedures, whether recommended or not, inevitably entails a change of biological reference values, it is understandably unwelcome to clinicians.
Improvement of the design and analytical performance of enzyme measurements will, and should, continue. However, this should follow the normal practice of development and dissemination of scientific advances. Attempts to develop and promote further standardized procedures for universal use are neither practicable nor desirable.
The"reference measurement procedure and calibration material" approach (b)) has, in contrast, received relatively little attention. Among the objections that have been raised are:
- 1. lack of stable enzyme reference materials in appropriate matrices to serve as calibrators;
- 2. dissimilarity between candidate enzyme calibrators and the analyte enzymes in human samples, including differences in isoforms;
- 3. absence of a constant inter-procedure ratio between a calibrating (reference) procedure and calibrated (routine) procedure(s), for both the enzyme calibrator and patients' samples containing the analyte enzyme (also described as a lack of commutability).
The converse of these objections constitutes a list of specifications, both for higher order enzyme reference materials and for families of measurement procedures between which calibration is proposed. The calibrator should be stable and have an analyte enzyme that is close in its catalytic properties within its matrix to those of the analyte enzyme in the routine samples. The procedures themselves should have the same specificity for the catalytic activity of the target enzyme.
Harmonization of the results of routine enzyme measurements can thus be achieved by selecting a reference measurement procedure and identifying a family of related procedures for each clinically important enzyme. Results obtained by any procedure included within such a family will be metrologically traceable to the chosen reference measurement procedure.