[转帖]血细胞计数标准化和规范化

上海市临床检验中心 胡晓波　李　冰　金大鸣　张锦锋

随着多数细胞计数仪的广泛应用，结果标准化已成为主要议题。理想情况下，同一患者在不同实验室、不同时间段、使用不同血液分析仪，同一参数的测定结果应该一致，只可能受生物学变异的影响。标准化或规范化的目的就是排除分析过程中的偏倚。 为了达到排除分析过程的偏倚，通常标准化工作包括两个步骤：校准，即通过调整仪器排除偏倚，和质量控制，即保证仪器维持校准的稳定性。 一、ICSH与血细胞计数标准化工作 目前，国际上关于血细胞计数的标准化工作主要由国际血液学标准化委员会（ICSH）来推动。ICSH（international council for standardization in haematology）是一个促进和鼓励改良方法，推动建立国际间血液分析数据可比性的标准，提供专业间交流的非官方组织。 ICSH源于1963年欧洲血液学协会成立的标准化委员会，首次讨论的主题是红细胞方法学和标准化。到1966年，正式成立国际血液学标准化委员会。目前，ICSH组成了由主席、副主席、秘书长、秘书、财务负责人和干事组成的委员会，现任主席是澳大利亚的W.Hughes博士，前任主席是美国的BS.Bull教授，第一副主席是英国的A.j.Bellingham教授，第二副主席是美国的E.Simson博士，秘书长是美国的O.W.van Assendelft博士，执行秘书是英国的R.M.Rowan博士，财务负责人是美国的B.Houwen博士，干事有来自ISLH的加拿大人B.Fernandes博士，来自WHO的英国人S.M.Lewis博士，来自ISBT的新西兰人P.Strengers博士，和美国的J.A.Koepke博士、日本的N.Tatsumi教授。 早期ICSH有4个独立工作组负责细胞计数方面的问题，包括细胞计数组（主席，PW Helleman），血细胞压积（PCV）组（主席，WH Crosby）,细胞大小组（主席，JM England），和血红蛋白测定组（主席，OW van Assendelft），由SM Lewis和JF Coster作为秘书组协调工作。阶段性工作在1970年慕尼黑国际血液学委员会上作了专题报道，PW Helleman回顾了计数系统的物理原理，稀释液的化学成分，和如何控制这些因素，使红细胞计数和细胞大小测量标准化，涉及有脉冲增益、阈值、重合误差、毛细管小孔直径、流体动力学速率和流量、细胞通过小孔的浓度的问题。R Thom在对细胞计数小孔面积的研究中发现，细胞流经电极会影响脉冲电压，证明通过小孔时，红细胞会扭血成纺锤形，白细胞保持球形。SM Lewis建立了一种稳定的、用戊二醛固定的血细胞标准物，将血液和不同动物血液（山羊、马、人等）混合，用于核查脉冲和细胞大小分布曲线的制品，不过，因固定细胞与新鲜细胞通过检测敏感区的方式不同，需要通过形状因子来调节。 细胞测量组是将细胞计数、血细胞压积、细胞大小和血红蛋白测定组合并成立的，于1979年8月在伯林召开了第一次会议，当时主要成员有JM England(主席，已过世),RM Rowan(秘书)，OW van Assendelf,BS Bull，W Coulter(Coulter公司，已过世)，W Groner(Technicon公司)，A Richardson-Jones,JA Koeple,SM Lewis和R Thom等，后来专家组扩大，增加了部分血液学家，如N Tatsumi、G DOnofrio、G Klee，和生物统计学家CE McLaren等。同时，吸引了Sysmex公司的K Fujimoto和Abbott公司的L van Hove。 ICSH专家组考虑各种血细胞计数的问题，包括令人头痛的参考标准，因为在细胞计数系统中，自然血液不稳定，而稳定的非自然红细胞或人工物质又和新鲜血液不一样。另一个问题是，所建立参考方法的准确性，目前多为手工法作为设定真值方法，如细胞计数的计数盘法，白细胞分类或网织红细胞计数的显微镜法，而大多数手工操作不能达到处自动法约1-2%的精度。 专家组首先考虑的是确定影响细胞计数的因素，建立参考方法，目前在使用电阻抗原理仪器方面达成了一致。早期，一系列问题影响仪器的设计。为了克服这些问题，专家组提出了一套方法：（1）根据脉冲体积准确设置检测器，确保能鉴别颗粒和电子噪音，要求信号，噪音比率不超过100：1；（2）要求纠正颗粒同时通过小孔的重合误差；（3）要求细胞悬液在单位时间内通过小孔时的流速和流量稳定；（4）要能避免通过小孔的颗粒再循环；（5）应选用避免颗粒黏附的材料作为管道、计数池、吸管和稀释瓶的物质。 经过数十年的工作，目前在血液学方面ICSH出版了30余篇相关论文或书籍，列举如下： 1.Recommended Methods for the Determination of Packed Cell Volume by Centrifugation.WHO DocumentLAB/89.1,1989; Biochi Clin 14,405-10,1990 2.ICSH Recommendations for the Analysis of Red Cell,White Cell and Platelet Size Distribution Curves.Methods for Fitting a Single Reference Distribution and Assessing its Goodness of Fit.Clin Lab Haematol 12,417-31,1990 3.ICSH Guidelines for Reticulocyte Counting by Microscopy on Supravitally Stained Preparations.WHO document LBS/92.3 4.Calibration and Maintenance of Semi-Automated Haematology Equipment.WHO document LBS/92.8 5.Recommendations of the ICSH for Ethylenediaminetetraacetc Acid Anticoagulation of Blood for Blood Cell Counting and Sizing.Am J Clin Path100,371-2,1993 6.Reference Method for the Enumeration of Erythrocytes and Leucocytes.Clin Lab Haematol 16,131-8,1994 7.Guidelines for the Evaluation of Bood Cell Analyzers Including those Used for Differential Leuko cyte and Reticulocyte Counting and Cell Marker Applications.Clin Lab Haematol16,157-74,1994 8. Recommendation of the ICSH on Reporting Differential Leukocyte Counts.Clin Lab Haematol17,113,1995 9.Stability of Haemiglobin Cyanide Standards,J Clin Path49,275-7,1996 10.Recommendations for Reference Method for Haemoglobinometry in Humman Blood (ICSH Stand and 1995)and Sepecifications for International Haemiglobincyanide Standard(4th edition).J Clin Path 49,271-4,1996 11.Recommended Method for the Determination of the Haemoglobin Concentration of Blood.WHO document LAB/84.10;Revised 1991 12.Revised Recommendations for the Measurement of the Serum Iron in Human Blood.Br J Haematol 75,615-6,1990 13.Stable Lyophilized Reagents for the Serum Ferritin Assay.Clini Lab Haematol 13,297-305,1991 14.Interpretation of Measured Red Cell Mass and Plasma Volume in Adults.Br J Haematol 89,748-56,1995 15.Announcement:Nomenclature of Platelet—Specific Antigens.British Journal of Haematoloty 74,239-40,1990 Revised Guidelines for Compatibility Testing in Hospital Blood Banks:Important Changes for Quality Assurance and Procedures.Clini Lab Haematol 12,235-6,1990 16.Recommended Procedures for the Classification of Acute Leukaemias.Leuk Lympho 11,37-50,1993 17.ICSH Recommendations for Measurement of Erythrocyte Sedimentation Rate.J Clini Path 46,Rate.WHO document LAB/93.1 18.Recommendations for Standardization,Safety and Quality Control of Erythrocyte Sedimentation Rate.WHO document LAB/93.1 19.Haematology Laboratory Management and Practice.S.M.Lewis and J.A.Koepke,eds.Butterworth—Heinemann,Oxford,UK,1995 20.Huefner Memorial Symposium:Analytical and Physiological Aspects of 100 Years of Hemoglobin Research.Lab Hematol 1,30-36;143-69,1995.van Assendelft OW,Introduction 1,143-4,1995 The Oxygen—Binding Capacity of Human Hemoglobin.Zijlstra WG,Huefner Memorial Lecture:1,145-53,1995.Reference Method for the Measur- ement of Hemoglobin.van Assendelft OW,Buursma A,1,154- 5,1995,Spectrophotometric and Oxygen-Binding Properties of Human Whole Blood.Zwart A,1,156-60,1995.CO-Oximetric Measurement of Oxyhemoglobin,Deoxyhemoglobin,and Dyshe- moglobins in Blood:Effects of Analytical Wavelength and Reference Method Selection.Brunelle JA,Degtiarov AM,Moran RF,Race LA,1,161-4,1995.Vasoconstriction and the Effic- acy of Hemoglobin-Based Blood Substitutes.Wislow RM,1,165-9,1995.Blood Substitutes and their Possile Interference with Routine Laboratory Hematology Tests.Houwen B,Kim JC,Change L,Clement L,Hav K,Hull B,Klein O,Mast BJ,Lebeck LK,1,30-6,1995. 21.Review Article.Standardization and Harmonization of the Blood Count.The role of ICSH.S.M.Lewis.Euro J Haem- Atoll 4,Suppl 53,9-13,1990 22.Evaluation of a 200 mm Long Vacuum Aspiration Tube for Measurement of Erythrocyte Sedimentation Rate.M.Cas- Well and J.Stuart.J Clin Path 44,429-30,1991 23.New evelopments inEstabishing Reference Methods in Blood Cel Counting.Lab Med 19,191-201,1995 24.Calibration and Control of Basic Blood Cell Counters.WHO/LAB/97.2 25.Methods for Reticulocyte Counting(flow cytometry & supravitaldyes);ApprovedGuideline.H44-A,Vol.17,No.15.N-CCLS/ICSH joint publication,1997 26.Proposed Reference Method for Reticulocyte Counting Based on the Determination of the Reticulocyte to Red Cell Ratio.Clin Lab Haematol 20,77-9,1998 27.Guidelines for the Organisation and Management of External Quality Assessment Schemes Using Proficiency Testing.Int J Hematol 69,45-52,1998 28.Advanced Lboratory Methods in Haematology Edited by RM Rowan,OW van Assendelft and FE Preston,Edware Arnold Ltd,433p,2002 29.Platelet Counting by the RBC/Platelet Ratio Method:A Reference Method.ICSH and ISLH.Am J Clin Path.115,460-464,2001 30.Recommendations for Single—Use Evacuated Containers for Blood Specimen Collection for Hematological Analyses.ICSH Lab Hematol 8,1-6,2002 31.Specimen Collection,Storage and Transmission to the Laboratory for Hematological Test.ISH/ICSH.Inter Hematol,75,261-268,2002 32.Recommendations for Reference Method for the Packed Cell Volume.ICSH Lab Hematol 7,148-170,2001

二、校准 现代多参数血液分析仪的校准主要通过调整每个同道的稀释因子和信号强度达到。目前，至少有6个参数需要调整，包括白细胞计数、红细胞计数、红细胞压积或MCV、血红蛋白浓度、血小板计数和白细胞分类。 调整方法有两种：一是采用参考方法定值的新鲜血液，与仪器测定值进行比较；二是采用中间物质，如校准品，一种稳定化的血液，通过测定相对于全血的回收率，得到恰当的校准值。无论何种方法，首先必须建立每个参数参考方法/标准品，得到全血标本的参考值。参考方法和参考品由标准化组织建立，如ICSH或NCCLS。 表1列举了血液分析仪的参考方法。可见，部分参数有一种以上参考方法，部分没有参考方法或待建立。这是造成不同仪器间偏倚因不同参考方法而异，虽然这些差异是很细微的。

表1　现代血液分析仪实践指南

参 数	ICSH	NCCLS	争论点
血红蛋白	HiCN国际参考品	H15，HiCN	排除红细胞基质浑浊
红细胞压积	微量离心法	H7，微量离心法	残留血浆
白细胞计数	ZBI方法
红细胞计数	ZBI方法
血小板计数	流式细胞仪间接计数血小板		直接/间接
白细胞分类	流式细胞仪（待建立）	H20，显微镜法	精度
细胞大小分析	正态拟合		红细胞正态拟合
平均红细胞体积	待建立
网织细胞计数	流式细胞计数和活体染色	H44，流式细胞计数和活性染色	目视/流式

1.血红蛋白量：ICSH，1978年，1996年。NCCLS和ICSH均推荐的参考方法，测定溶解红细胞中血红蛋白转化成氰化高铁血红蛋白的吸光度。 2.血细胞压积：ICSH，1980年，2001年。ICSH参考方法采用Wintrobe管，纠正残留血浆。NCCLS采用微量管，不纠正残留血浆。因为在口径小的试管中残留血浆少，两者之间差约1%左右。 3.白细胞分类计数：NCCLS，1992年。NCCLS白细胞分类参考方法H20-A，用Romanowsky染色，镜下分析400个白细胞。 4.红细胞计数，ICSH，1994年。红细胞计数参考方法用特定的半自动血细胞计数仪，测定固定容量的颗粒数（利用Coulter ZBI的电子细胞计数仪符合该标准）。用等渗缓冲生理盐水作1/50000倍稀释，测量和纠正重合误差。 单通道计数仪，能用于检测通过小孔的红细胞、白细胞，小孔为100µm和70µm，其长度：直径比率为1。用水平压力计控制稀释细胞悬液的流量为1ml，与脉冲分析仪连接，设置阈值下限，微型计算机采集数据纠正重合误差。对于新鲜血和乳胶颗粒重复测定精度可达0.35%。 5.白细胞计数：ICSH，1994年。用Coulter ZBI法计数。只作一次稀释，加入Zapoglobin后在1-5分钟内计数。 6.血小板计数：ICSH，2001年。用流式细胞仪法，间接法计数血小板。采用EDTA抗凝全血，加特异性荧光标单抗（CD41和CD61）染色血小板，被染色血小板在流式细胞仪上根据荧光强度和散射光，得出PLT和RBC比率，通过准确计数RBC，就可算得准确的血小板值。计数至少50000个血小板，精度可达2%。用血细胞计数盘直接计数血小板的方法，因为计数盘误差为1%，若计数500个血小板，精度为5%。 目前，稳定参考品仍然未定。ACD或CPD抗凝血液可作为控制品，室间质评样品和短期校准品。因只能稳定数周，不符合国际参考标准的基本性能。另一方面，固定血细胞能稳定数年，但其密度、变形性、形态和流变性能会影响它们在计数系统中的行为，需形状因子纠正才能与新鲜血有可比性。“形状因子”主要影响红细胞，新鲜红细胞在通过计数系统时，呈纺锤形，而固定红细胞呈铜钱形。但是，计数系统中，新鲜白细胞和血小板保持球形，固定也不影响形态，其形状因子为1.0。稳定胶乳颗粒有同样的局限性，优点是可根据颗粒的特定大小生产单一的颗粒，且标准差极小。ICSH和欧盟参考BCR标准局建立了3批特别精度的胶乳颗粒，在显微镜下，用经校准标尺测得直径分别为2.23,4.8和9.445µm,呈球形，计算体积为5.8,58和441fL，此物质能直接溯源到一级长度计量标准。在颗粒计数仪中，形状因子由真实体积和测定体积的差异得出。结果见表2。

表2　参考仪器和常规仪器的形状因子计算

计算体积（fL）	参考仪器（fL）	常规仪器（fL）	形状因子（fL）
5.8	5.74	5.67	1.0
58	76	76	1.3
441	超出范围	超出范围

理论上，胶乳制剂能用于校准一级参考仪器，然后用于新鲜血液或稳定血液的定值。以此调节所有计数仪，给出可比结果，所用校准品必须溯源到一级参考标准。国际上，测量结果的溯源链模式如下图左(图略)。在血液细胞计数方面，生产厂家的校准品溯源链模式如下图右(图略)。

（一）仪器的校准方法 现代血液分析仪的校准在操作手册中都有严格的方法，在校准前，必须确认仪器分析性能，包括精度、线性、交叉污染等指标。采用新鲜血或稳定血液校准时，应考虑不同的影响因素，分述如下。 1.新鲜血液作为校准品 以新鲜血液作为校准品，其值必须用参考方法或选择性方法来确定。尤其是血液的新鲜程度，将明显影响校准结果。其次，根据校准准确度要求，为了减少随机误差，达到校准，必须采用足够数量的标本。表3显示了标本数量和校准准确度之间关系。

表3　全血校准：达到预计准确度的最少数量和标本要求

Parameter	Desired accuracy(%)	Number of specimens	Characteristics
Red blood count	1	5	RBC between 2000×109and 6000×109
	2	2
	3	1
White blood count	2	11	WBC between 3.0×109and 40×109
	4	3
Packed cell volume	2	10	Oxygenate fully
	3	5	MCHC normal
	4	3	MCV normal
Hemoglobin	1	7	WBC less than 40×109
	2	2
	3	1
Platelet count	2	15	MPV greater than 5.5 fl
	4	4
	6	2

校准方法是：将新鲜血液在自动血液分析仪上测定值与定值进行比较，若结果一致（可比），无需校准；若不一致，调整偏倚，以达到一致。 2.稳定血液或替代物 以稳定血液或替代物作为校准品，其值必须用参考方法或选择性方法来确定。明确该值能稳定时间段，和使用的时间段。稳定血液定值设定时，需要比较稳定化物质和新鲜血液间回收率。不同厂商校准定值的参考方法见表4。

表4　部分多参数血细胞计数仪校准品厂商的定值方法

Parameter	ICSH method	Coulter	Bayer	Roche	Streck	R&D Systems
RBC count	ZBI	ZBI	ZBI	ZBI	ZBI	ZBI
WBC count	ZBI	ZBI	ZBI	ZBI	ZBI	ZBI
Hb	ICSH HICN	NCCLS H15	NCCLS H15	NCCLS H15	NCCLS H15	NCCLS H15
PCV	Macroor micro	NCCLS H7	NCCLS H7	NCCLS H7	NCCLS H7	NCCLS H7
WBCdifferential	NCCLS H20	NCCLS H20		Visual	—	—
Platelet	Phase or indirct	Phase	Phase	Phase	Phase	Phase
MCV	Derived	Derived	Derived	Derived	Derived	Derived
RDW	-	-	-	-	-	-
MPV	-	Latex	-	-	-	-

（二）白细胞分类计数 白细胞分类计数的校准未统一。虽然存在参考方法，但用户不能通过校准因子调节偏倚。多由厂家来决定细胞分类，设定仪器标准，这些参数若能实现校准，是最终能达到仪器标准化的目标。

三、质控 质量控制目的是确保校准后血液分析仪的连续分析性能达到预期精度和线性，随时间变化没有发生任何漂移。主要通过监测实验室内部质量，和比较实验室之间的结果来实现。 （一）实验内部质量控制 血液分析仪由于所分析参数的复杂性，没有一种单一的质控方法是最佳的，通常在实践中采用下列方法：（1）新鲜血液；（2）商品质控物。在监测仪器漂移、判断不精密度和线性方面非常有用。 在监测漂移时，多采用：（1）稳定化血液：（2）全血样品的某一相对恒定参数的均值。主要是在一段时间内重复测定样品，保证测量结果的稳定性。 在监测不精密度时，主要是确定仪器的可重复性和精度，用不精密度或偏差表示。原则上，颗粒计数符合Poisson分布，计数数量越多，结果精度越高。 在判断线性方面，若观察细胞计数的线性，可采用不同浓度的稳定血液，也可采用稀释方法；若观察细胞大小的线性，目前是质控中很难解决的问题，不可能直接监测各种细胞大小，现多采用稳定化血液进行重复测定，但不同系统之间有差异。 （二）实验室之间质量控制 ICSH认为室间质评是不同实验室间结果可比性的一个重要标准，通过外部机构组织，统计和评价，可使不同实验室之间结果达到一致化。 室间质评的基本要素包括设置临床实验室的标准、每个实验结果的可溯源性、实验参数的临床应用评价和仪器分析性能的医学验证等方面。 （三）细胞计数仪的性能目标 质量保证的目标是确保分析方法的性能符合预期要求。设定性能标准考虑主要因素有： 1.分析目标符合病人护理的需求，排除任何偏倚。 2.定量方法的精度和准确度目标，必须符合当前实验室的性能。 3.为了筛选目的，将个体从群体中鉴别出来，分析精度目标为： 4.为了诊断或监测目的，分析精度目标为： CVa≤1/2CVintra 5.生理或病理生理学产生的生物学变异，可能影响总性能目标。 总之，根据分析性能和生物学变异，就能建立分析方法的性能目标。NCCLS设定了部分血液学参数的标准，见表5

表5　血液学参数的性能目标（%）

Parameter	Level	Bias goal(2CV)	Precision	Total(2CV)
WBC count	1.0×109/l	9.8	8.0	12.7
WBC count	6.0×109/l	9.8	8.0	12.7
WBC count	20.0×109/l	9.8	8.0	12.7
RBC count	2.7×1012/l	3.9	3.2	5.1
RBC count	4.7×1012/l	3.4	2.5	4.2
RBC count	6.6×1012/l	3.5	2.5	4.3
Hemoglobin	8.0g/dl	4.3	4.5	6.3
Hemoglobin	14.0g/dl	3.1	2.0	3.7
Hemoglobin	20.0g/dl	3.7	2.8	4.6
MCV	60fl	3.8	2.8	4.3
MCV	90fl	2.8	2.2	3.6
MCV	120fl	2.9	2.3	3.7
Platelets	50×109/l	14.7	9.9	17.7
Platelets	300×109/l	14.7	9.9	17.7
Platelets	800×109/l	14.7	9.9	17.7

综上所述，血细胞计数标准化能使实验室结果具有可溯源性，实验室之间结果具有可比性，使同一患者在不同实验室、不同仪器上测定结果达到一致，希望华东六省一市的同道们引起重视，为血细胞计数标准化工作共同努力。

摘自《2003年华东区临床检验中心协作组临床实验室质量管理 及新技术应用高级研讨会资料汇编》