大四上学期临床生化绪论

临床生物化学检验概论中南大学湘雅医学院医学检验系徐克前

目的要求及重点、难点【目的要求】1.掌握临床生物化学检验的内涵及作用；2.重点掌握临床生物化学检验的研究内容和方法；3.了解临床生物化学检验的发展历程及现状。【重点】临床生物化学检验的研究方法【难点】临床生物化学检验的研究方法第一节临床生物化学检验的性质与任务案例1：某男，37岁，工作勤奋，经常加班，甚至到深夜，久而久之，他逐渐感觉周身疲乏无力，肌肉关节酸痛，食欲不振，到医院就诊。案例2（人民日报，2012-6-14）题目：“误诊率50%”是讹传今年6月1日，患者赵某来到河北钢铁集团舞钢职工医院看病，医生诊断为胸膜炎。在患者输水未减轻病痛的情况下，医生连续给他输了两支“杜冷丁”，病情更不可控制。最终，患者在入院4个多小时后经抢救无效死亡。之前舞钢实业公司职工王某也在该医院就诊后死亡。舞钢职工医院医务科主任李明臣介绍，根据赵姓患者入院时的综合表现，医生做出了胸膜炎的判断，但只打了一针止痛的杜冷丁。对赵的死亡，医院不确定死因，还需做鉴定。他说，国内医院都是50%的误诊率，这很正常。

一、临床医学的核心问题是什么？

问题1：“有病”还是“没病”区分健康与疾病面临巨大挑战：

“亚健康”问题2：“是何种病”？根据WHO发布的ICD-10（2007），疾病数大约为12420.（国际疾病分类（internationalClassificationofdiseases,ICD）二、生物化学物质与疾病1.生命体是一个由活性物质

构成的化学体2.正常的生物化学过程是健康的基础3.所用的疾病均有生物化学基础

核酸↔遗传病蛋白质（酶）↔代谢性疾病

脂类↔动脉粥样硬化

糖类↔糖尿病

维生素↔佝偻病等

水、无机盐↔体液平衡紊乱

（检测对象）（临床应用）举例：

疾病

病因苯丙酮尿症苯丙酮酸羟化酶基因突变动脉粥样硬化遗传、饮食和环境因素1型糖尿病遗传、环境因素导致胰岛素缺乏维生素C缺乏佝偻病缺乏维生素C和D霍乱霍乱弧菌的外毒素4.临床生物化学检验指标

能很好的反应机体功能改变

机体功能

临床生化检验指标

机体代谢状态钠、钾、氯、碳酸氢盐、尿素、肌酐、葡萄糖、钙（基本）总蛋白、白蛋白、ALP、ALT、AST、胆红素肾功能尿素、肌酐肝功能总蛋白、白蛋白、A/G、尿蛋白、ALP、ALT、AST、GGT、胆红素心脏标志物肌钙蛋白、肌球蛋白、CK-MB、BNP糖尿病血糖、OGTT、HbA1c、自身抗体唐氏综合症AFP、hCG、E3肿瘤标志物AFP、CEA、PSA

什么是临床生物化学检验？它是研究人体体液生物化学组成成分的改变，为疾病诊断、治疗监测、药物疗效、预后判断和疾病预防等提供信息和决策依据的学科。三、临床生物化学检验的作用1.疾病的诊断例：糖尿病的诊断WHO（1999）①空腹血糖≥7.0mmol/L；②OGTT2h-PG≥11.1mmol/L；③有典型症状，随机血糖≥11.1mmol/L。ADA（2010年）④HbA1c≥6.5%2.治疗监测举例：CA15-3在乳腺癌治疗监测中的作用恩替卡韦（Entecavir）治疗乙肝（DeSocioGVL,etal.MJHID,2011,3(1):e2011010)3.药物疗效（1）有些药物的安全范围窄药物治疗浓度中毒浓度氨茶碱10～20µg/ml25µg/ml司可巴比妥3～5µg/ml10µg/ml洋地黄毒苷14～30ng/ml30ng/ml地高辛0.9～2.0ng/ml2.0ng/ml奎尼丁2.0～5.6µg/ml10.0µg/ml（2）有些药物不同的治疗目的需要不同的血药浓度

阿司匹林血药浓度与疗效的关系血药浓度（µg/ml）疗效或中毒50～100镇痛＞250抗风湿350～400抗炎症550～850轻度中毒1000～1100中度中毒1250～1450重度中毒1600～1800致死（3）有些药物只适合特定的个体生物标记代表性药物雌激素受体、孕酮受体他莫昔芬EGFR表达等西妥昔单抗、吉非替尼Her2/neu过表达西妥昔单抗CYP2C9突变等华法林VitK环氧化还原酶(VKORC1)变异

华法林4.预后判断（prognosis）

检验指标

疾病预后

碱性磷酸酶

病毒性肝炎

尿液白蛋白肾功能

Her2/neu过表达乳腺癌预后差PSA前列腺癌AFP原发性肝癌

5.疾病预防（1）健康检查：一般检查：血糖、血脂、肝功能、肾功能、心血管功能等肿瘤：隐血试验、PSA、AFP（2）优生优育：产前诊断、新生儿筛查

举例：新生儿筛查（串联质谱）（3）职业病检查：有毒物质的检测（重金属、有机物、毒品等）（4）食品安全（5）检验检疫

第二节临床生物化学检验的

研究内容和方法一、研究内容（一）疾病的生物化学机制的阐明临床生物化学（clinicalbiochemistry）

又称化学病理学（chemicalpathology)

以Wilson病为例：即肝豆状核变性。临床表现：角膜K-F环、肝硬化、精神症状、肾功能损害及。临床生化机制研究：常染色体隐性遗传的铜代谢障碍疾病。铜转运磷酸化ATP酶（ATP7B）、铜蓝蛋白导致铜的代谢异常Wilson病的诊断Wilson病的治疗铜吸收的拮抗剂：乙酸锌铜的螯合剂：曲恩汀(Trientine)、D-青霉胺、四硫代钼酸铵等（二）临床化学（clinicalchemistry）主要研究内容：疾病的实验诊断包括：

①发现疾病相关的生化标志物；

②建立可靠的检测方法；

③评估临床意义。二、研究方法（一）统计学方法1.方法学的选择与评价（selectionandevaluationofmethods）（1）实验方法的分级IFCC将检验方法分为3级：①决定性方法（definitivemethod）：准确度最高，系统误差最小。方法：重量分析法、中子活化法、放射性核素稀释-质谱法（ID-MS）等②参考方法（referencemethod）：不准确度、不精密度很小的方法。

一般需与决定性方法作比对

用于生产厂家或临床实验室③常规方法（routinemethod）：其性能符合临床需要，满足临床需要的精密度、准确性和特异性，有适当的分析范围，而且经济实用。不同的方法采用参考物：

一级参考物（primaryreferencematerial）

二级参考物（secondaryreferencematerial）三级参考物（tertiaryreferencematerial）

校准物（calibrator）

质控品（control）（2）方法学评价

主要指标：1）准确度（accuracy）：是指测定值与真实值之间的接近程度。

表示方法：不准确度评价准确度的方法：

①对照实验

②回收实验③干扰实验④线性实验2）精密度（precision）指在规定的测试条件下，对同一个均匀样品重复测定结果的重现性。表示方法：用标准差（SD）或变异系数（CV）来表示。评价方法：

①平行实验②重复性实验准确度与精密度的关系

准确度高，精密度差准确度差，精密度高

3）分析灵敏度（analyticalsensitivity）：指分析过程中能检测出的最小量。又名检测低限（lowerlimitofdetection,LLD）检测限（detectionlimit）表示方法：空白样本测定20次，得到的标准差（SD）乘以3。注意：生化检验中，并不是分析灵敏度越低越好有些要求灵敏度高：如毒物分析、特种蛋白等有些灵敏度适当：如血清总蛋白（用双缩脲反应，而不用考马斯亮蓝法）4）分析特异性（analyticalspecificity）：用于描述检测程序在样本中有其他物质存在时只测量被测量物的能力。

特异性与方法的准确度有关。

评价实验：干扰实验。干扰物：包括干扰物和交叉反应物。5）分析范围（analyticalrange）

又称线性范围（Linearityrange）：实验方法所能检测标本中某物质的浓度范围。

方法：线性实验CLSI/NCCLS公布的与方法学评价有关的文件：EP5-A：临床化学设备操作精密度评价EP6-A：定量分析的线性评价EP7-A：临床化学干扰试验EP9-A2：用患者样本进行方法对比及偏差评估

（≠检测系统）EP10-A2：定量临床实验室方法的初步评价EP12-A：定性实验评价EP14-A：基质效应的评价EP15-A：精密度和准确度性能应用

2.参考区间的建立与验证

（1）什么是参考区间

正常值（normalvalue）

正常范围（normalrange）

（具有误导性）

参考值（referencevalue）

（IFCC1986年提出）

参考范围（referencerange）

参考区间（referenceinterval）

（1995年美国CLSI/NCCLS提出）

定义：是指对特定条件下（健康人群）抽样的个体进行某项目检测所得的值，用95%抽样所测值的平均值加减其标准差（s）构成（x±2s)。影响因素：

①抽样人群：年龄、性别、体重、饮食、活动、体位、地理、气候、习惯、职业、种族等

②实验室：标本采集、实验方法、仪器试剂、技术人员素质等生化检测指标常呈正态分布或者偏态分布

（临床一般选用95作为百分界值）根据检测指标的实际用途确定单侧或双侧界值①大部分采用双侧界值：过高或者过低视为不正常，如血糖3.9～6.1mmol/L；②有些采用单侧上界：ALT≤40U/L，AST≤40U/L，转氨酶过高属不正常；③有些采用单侧下界：AST/ALT≥1，过低属不正常。（2）参考区间的建立

参考个体↓组成

参考人群↓选定

参考标本↓通过测定获得

参考值↓统计学分析

参考分布（正态或偏态）↓计算

参考限↓确定

参考区间

（3）参考区间的验证参考区间转移：参考区间在不同实验室会发生转移。解决方案：参考区间的验证①系统性评审②用20个参考值数据进行验证③用60个参考值数据进行验证3.诊断性试验的评价（1）诊断性试验：判断“有病”和“无病”的实验方法。金标准（goldstandard）：指当前临床医学界公认的诊断疾病的最可靠、最准确、最好的诊断方法。包括：①组织病理学检查（活检、尸检）；②手术发现；③影像诊断；④病原体的分离培养；⑤长期随访所得的结论等。（2）阳性与阴性的关系真阳性(TP)：正确的肯定真阴性(TN)：正确的否定假阳性(FP)：错误的肯定假阴性(FN)：错误的否定（3）诊断性试验评价指标①诊断灵敏度（sensitivity）：即真阳性率（truepositiverate,TPR），指某检验项目在所有患者中获得真阳性结果的百分比。TPR=TP/(TP+FN)②诊断特异度（specificity）：即真阴性率（truenegativerate,TNR），指某检验项目在所有非患者中获得真阴性结果的百分比。TNR=TN/(TN+FP)

③阳性预测值(positivepredictivevalue,PPV)：指某检验项目的真阳性在全部阳性病例中（真阳性和假阳性）所占比例。

确定患者真正有病的把握度。

PPV=TP/(TP+FP)

④阴性预测值（negativepredictivevalue,NPV）：指某检验项目的真阴性在全部阴性病例中（真阴性和假阴性）所占比例。排除患者真正无病的把握度。NPV=TN/(TN+FN)举例：已知D-二聚体可用于深部静脉血栓（DVT）的诊断。如果采用ELISA方法测得D-二聚体0.25mg/L为阳性，结果如下，请计算其诊断性参数。D-二聚体DVT非DVT合计0.25mg/L1391322710.25mg/L11220231合计150352502利用公式计算：灵敏度：TPR=TP/(TP+FN)=139/150=0.93特异性：TNR=TN/(TN+FP)=220/352=0.63阳性预测值：PPV=TP/(TP+FP)

=139/271=0.51阴性预测值：NPV=TN/(TN+FN)=11/231=0.05举例：甲、乙两个试验敏感度分别为80%、95%，而特异度分别为95%、80%，上述指标结果是相同或相近的，但这两个试验临床应用价值有何不同？甲试验可能在确诊时更有价值，乙试验于筛查时可能更好些。理想的诊断性方法：敏感度100%，特异度100%受试者操作特性曲线ROC（receiveroperatingcharacteristic）曲线4.医学决定水平的确定（1）医学决定水平（medicaldecisionlevels）：是指临床上必须采取措施时的检测水平。

决定水平是一个阈值（thresholdvalue），或称界值（cut-offvalue），高于或者低于该值，临床上应采取适当的治疗措施。举例：血清钾（3.5～5.5mmol/L）≤3.0mmol/L，出现周身麻痹，虚弱，心律失常；

≥5.8mmol/L，需查找高血钾的原因，并考虑是否有肾小球疾病；≥6.5mmol/L，心律失常（2）危急值（criticalvalue）：特殊的决定水平。指某些检测结果出现异常，超过一定界值，可危及患者生命。

检验项目

低值

高值钾2.5mmol/L6.5mmol/L钠120mmol/L160mmol/L钙1.5mmol/L3.5mmol/L血糖（成人）2.2mmol/L28.9mmol/L血糖（新生儿）1.7mmol/L16.7mmol/L血气分析：pH7.07.6PCO2PO220mmHg50mmHg70mmHg--（二）

循证医学（evidence-basedmedicine,EBM)1.定义：循证医学就是慎重、准确、合理地使用当今最有效的临床依据，对患者采取正确的医疗措施。

循证医学丰富了传统医学模式：

经验医学→循证医学：最佳证据+专业知识和经验+患者需求举例：雌激素替代治疗2.循证检验医学（evidence-basedlaboratorymedicine,EBLM)：是慎重、准确、合理地使用当今最有效的检验医学依据，有助于医生对患者采取正确的医疗措施。AMI的诊断：CK→CK-MB→肌钙蛋白核心问题：

①检测方法是否可靠？②是否有助于疾病的诊断？③是否值得？EBLM的实践途径：（三）化学分析的方法包括：①光谱技术②电化学分析技术③传感器（sensors）（四）生物化学的方法①离心技术②层析技术③电泳技术④酶学分析⑤免疫化学分析（五）自动化和信息化1.实验室自动化2.实验室信息化：LIS和HIS区域实验室信息共享（六）质量管理1.医学检验质量管理的重要性及挑战（1）一次测定就报告结果（2）医学检验涉及多个步骤、多个过程

（3）医学检验的目标：对患者的诊断负责化验单注明“本报告仅对此标本负责”，对吗?实现途径：全面质量管理减少误差（差错）涉及内容：医学检验过程中可能的误差（差错）举例：（1）分析前：检验项目的申请

患者的准备

标本的采集

标本的运输与保存（2）分析中：标本的前处理

分析方法的选择

试剂和仪器

操作程序（3）分析后：检验结果的审核和报告

检验结果的解释和咨询

分析后标本的保存

第三节临床生物化学检验

发展简史、现状和展望一、发展简史及现状（ClinChem,57:1-9,2011)1.尿液检查阶段希波克拉底（Hippocrates,460-355BC)首次描写了尿的特征和颜色

尝尿阶段：

糖尿病(diabetesmellitus,DM)TheGreekwordDiabetes=toSiphon/passthroughtheLatinwordmellitus=sweetashoney

尿轮阶段：2.化学分析阶段OttoF