農業(yè)轉基因成分檢測能力驗證工作的關鍵點分析

王顥潛

摘 要：能力驗證是加強轉基因檢測機構能力水平和質量控制的重要措施。本文介紹了能力驗證的概念和意義，以及農業(yè)部科技發(fā)展中心多年組織開展農業(yè)轉基因成分檢測能力驗證工作的經驗，包含實施方案確定、樣品制備、結果分析過程中的關鍵點和注意事項，并對照當前能力驗證工作存在的問題，提出了進一步完善的建議，以期對今后的能力驗證工作提供參考。

關鍵詞：轉基因檢測；實驗室間；能力驗證

中圖分類號：TU712 文獻標識碼：A DOI 編碼：10.3969/j.issn.1006-6500.2018.09.022

Analysis of Key Points in the Proficiency Testing of Agricultural Genetically Modified Organism

WANG Haoqian1， LI Xiaying1， LAN Qingkuo2， LIU Pengcheng1， LI Wenlong1，ZHANG Xiujie1

（1.Development Center of Science and Technology， MOA， Beijing 100176， China；2.Tianjin Agricultural Quality Standard and Detection Technology Research Institute，Tianjin 300192， China）

Abstract： Proficiency testing was an important measure for GMO testing institution to strengthen the ability level and quality control. This paper introduced concept and meaning of proficiency testing， and the experiences of many years to organize the proficiency testing of GMO detection including determination of implementation plan， sample preparation， the key points and matters needing attention of results analysis process. By comparing the insufficient of current proficiency testing， the paper put forward some suggestions for improving the future proficiency testing.

Key words： GMO testing； interlaboratory； proficiency testing

近年來，隨著轉基因研發(fā)技術的不斷進步和轉基因作物產業(yè)化進程的不斷推進，轉基因生物安全監(jiān)管工作的范圍和難度也越來越大。轉基因檢測工作作為轉基因生物安全監(jiān)管的主要技術支撐，其重要性日益凸顯。多年來，我國農業(yè)轉基因檢測機構承擔了大量政府下達和社會委托的轉基因檢測工作，為我國農業(yè)轉基因產業(yè)化發(fā)展做出了應有的貢獻。當前，在我國不斷推進全面深化改革、簡政放權的形勢下，轉基因檢測機構的技術能力建設和質量管理水平越來越重要。能力驗證作為世界各國政府以及國際組織廣泛認可的評價實驗室能力水平的一種方法，已經成為目前國內外實驗室提升自身檢測水平、質量控制水平和促進檢測結果互認的重要途徑[1]。農業(yè)部科技發(fā)展中心的業(yè)務范圍涉及農業(yè)轉基因生物安全、農業(yè)科技管理、植物新品種保護等三大內容，其中轉基因生物安全方面包括農業(yè)轉基因生物安全監(jiān)管、科普、評價及全國農業(yè)轉基因檢驗檢測機構的業(yè)務指導工作。為促進各轉基因檢測機構的能力水平提升，縮小機構間的差異，增加機構間檢測結果的可比性，自2007年起農業(yè)部科技發(fā)展中心開始組織轉基因檢測機構能力驗證工作，周期一般為1 年，取得了較好的效果。本文簡要介紹了能力驗證的概念和作用、轉基因能力驗證工作的組織和實施，并對照當前能力驗證工作存在的不足，提出了進一步完善的建議。

1 能力驗證的概念及作用

能力驗證（proficiency testing，PT）屬于實驗室外部質量控制方法的一種，是考核實驗室檢測結果一致性和準確性、監(jiān)督實驗室質量管理過程、識別實驗室存在問題的一種驗證活動[2]。ISO /IEC 17043：2010《合格評定能力驗證通用要求》中對能力驗證進行了概括：“利用實驗室間比對，按照預先定制的準則來評價參加者能力的活動”[3]。能力驗證最早起源于20世紀40年代，美國臨床實驗室管理者發(fā)現不同實驗室間檢測結果有差異，因而擔心檢測結果準確性，于是決定組織若干實驗室間的比對試驗[4]。在全球市場經濟一體化的今天，能力驗證在評價實驗室檢測能力和技術水平方面具有不可替代的作用，其主要作用可以歸納為以下3個方面。

1.1 促進實驗室的規(guī)范運行與管理

通過參加能力驗證活動，實驗室日常運行的每一個環(huán)節(jié)從接樣、編號、檢測任務下達、檢測的開展與完成、記錄的填寫到結果的審核都得到了全面考核，便于實驗室管理者、業(yè)務人員、檢測人員及時發(fā)現實驗室存在的問題，找到差距，分析問題，并采取相關的補救措施，從而對實驗室的質量管理及內部質量控制起到補充和完善的作用。可以說，能力驗證的結果是實驗室體系整體運行狀況的體現，對實驗室規(guī)范管理、科學運行起到了監(jiān)督和促進的作用。

1.2 全面提升實驗室的能力水平

通過參加能力驗證活動，檢測人員在具體實踐中有效地提升了技術水平和操作規(guī)范性，是很好的教育、考核、培訓的機會；對于實驗室而言，可以有效識別自身與其他實驗室的系統(tǒng)偏差，針對性地提升整體技術水平建設，提高實驗室檢測能力和檢測水平，確保檢測質量[5-6]；對于管理者，則提供了一個客觀了解實驗室技術能力和水平的機會，以更好地把握和制定實驗室未來發(fā)展方向和目標。合格的能力驗證結果不僅是對現有儀器設備、標準物質、檢測方法的有效確認，更是驗收新的儀器設備、確認新的檢測項目的一種有效手段，不斷豐富實驗室的能力范圍。

1.3 增加了實驗室的公信力

通過能力驗證，證明了實驗室現階段能力水平維持在較高水準，增強了客戶對于實驗室出具數據和結果的信任度，也增強了實驗室的自信心和公信力。能力驗證的結果同樣也是考核實驗室、評選基準實驗室、參考實驗室、重點實驗室的重要依據和加入國際互認協(xié)議（MRA）的必要條件，實驗室在能力驗證中的良好表現無疑會為實驗室贏得機會和優(yōu)勢。

2 能力驗證的組織與實施

2.1 實施方案確定

為做好轉基因檢測能力驗證工作，必須先制定科學合理的實施方案。農業(yè)部科技發(fā)展中心每年都會召集業(yè)內專家針對能力驗證實施方案的制定進行充分討論，明確考核的目的和意義，特別是要利用能力驗證活動為政府、為社會、為實驗室解決一些實際問題，確保實驗室能夠滿足新方針政策和管理制度的要求。為制定一個科學、合理、有效的方案，通常情況實施方案應至少包括以下信息：

（1）驗證的性質和目的；（2）驗證范圍（面向哪些單位開展能力驗證）；（3）樣品類型、測試項目及測試依據（簡要說明設計的理由和思路）；（4）樣品獲取來源、制備方法、預期結果和運輸保存；（5）樣品的均勻性、穩(wěn)定性驗證安排；（6）能力驗證時間進度安排及說明；（7）參加單位返回結果的要求；（8）能力驗證結果的統(tǒng)計和評價方法國；（9）能力驗證結果報告的相關說明；（10）組織單位信息、聯系人及聯系方式。

能力驗證實施方案確定后文件化，并以此作為能力驗證活動的組織和運作的指導性文件，然后組織者將通知發(fā)放給各考核對象，考核對象根據通知安排做好引物合成等相關準備工作。

2.2 能力驗證樣品設計

為真實反映檢測機構的水平，能力驗證考核樣品應按照多數轉基因檢測機構日常檢測樣品的常見類型及種類來制備。而對于考核參數的設置，農業(yè)部科技發(fā)展中心根據以下三方面綜合考慮來確定：一是結合歷年能力驗證參數的統(tǒng)計結果；二是結合當前轉基因發(fā)展形勢和政府監(jiān)管的需求；三是結合農業(yè)轉基因檢測體系的整體水平和發(fā)展方向。

基于目前我國的轉基因檢測以定性檢測為主，確定定性檢測作為能力驗證的必考項目。一般選擇實際檢測工作中常見的調控元件特異性參數、基因特異性參數，以及轉化體等作為能力驗證考核參數。此外，轉基因檢測標準中陽性對照轉基因含量為0.5%或1.0%，檢出限為0.05～0.10%；且已有文獻發(fā)表的轉基因檢測方法，如：依賴于凝膠電泳的PCR[7]、實時熒光PCR[8]、巢式PCR[9-10]、多重PCR[11]、免疫熒光反應[12]、ELISA[13-14]、數字PCR[15]等，檢出限一般在0.01%～0.50%。為確保按照標準方法均能檢出，故將考核樣品中各陽性轉化事件的含量水平設定為1%。

為了對各轉基因檢測機構的定量檢測能力進行摸底，提升各機構掌握的實時熒光定量PCR技術、數字PCR技術等轉基因成分定量檢測技術，為將來轉基因安全管理實施定量標識和閾值管理做準備，農業(yè)部科技發(fā)展中心將定量檢測項目作為能力驗證的選考項目，以轉基因作物的含量為考核參數，各機構可以根據自身條件及能力水平情況自行決定是否參加定量測定。

2.3 樣品的制備

樣品的制備環(huán)節(jié)尤為重要，在樣品材料選擇、制備方法、包裝標識、儲存條件、運輸分發(fā)等環(huán)節(jié)都應按照規(guī)范程序執(zhí)行。為保證測試樣品的真實性、均一性和穩(wěn)定性，制備的樣品在分裝前后分別進行實驗室內驗證和實驗室間驗證。

2.3.1 定性檢測樣品 首先對所需的原始轉化事件進行身份驗證，對陰性填充物進行轉基因成分篩查。使用驗證合格的一種或多種轉化體與陰性填充物按1%比例混合制備成12類480份的考核樣品。在實驗室內部每類樣品隨機抽5個樣，每個樣品3個平行進行普通PCR檢測，如果5個樣的3次平行反應均擴增得到一致的預期結果，說明該類樣品的有效性和均一性良好。將驗證完畢的樣品進行隨機編號，以盲樣的形式發(fā)送至多家檢測機構進行進一步實驗室間驗證，實驗室間驗證結果合格的樣品作為考核樣品。

2.3.2 定量檢測樣品 按比例添加轉化事件和陰性填充物，制備成不同含量水平的樣品，繪制標準曲線使用高含量樣品，測試樣品使用低含量樣品。高含量樣品隨機抽5個樣，每個樣品3個平行進行實時熒光PCR檢測繪制標準曲線，保證標準曲線線性區(qū)間和斜率均符合要求。低含量樣品隨機抽5個樣，每個樣品3個平行進行實時熒光PCR檢測，如果5個樣的3次平行反應均得到一致的預期結果，說明該類樣品的有效性和均一性良好。將驗證完畢的樣品進行隨機編號，發(fā)送至多家檢測機構進行進一步實驗室間驗證，實驗室間驗證結果合格的樣品作為考核樣品。

2.4 樣品的抽取和分發(fā)

為保證驗證結果的真實性和科學性，避免機構間的串通，農業(yè)部科技發(fā)展中心采用雙盲隨機的方式，從12類400余份樣品中抽取，每參加單位測試4個樣品，如果同一個單位抽到兩個同一類的樣品，要進行人為調整，原則上每個單位測試樣品種類不少于4類。此外，還采取了限制測試樣品量和結果上報時間節(jié)點等措施，確保能力驗證結果是短時間內、有限次數檢測的結果，這樣就能真實反映機構的檢測水平。在樣品的包裝與運輸方面，采用統(tǒng)一規(guī)格加厚密封塑料小瓶外加泡沫進行包裝，降低樣品損壞和污染的可能性。

2.5 結果評價

收集各考核對象的結果，結合原始記錄和檢測報告對結果的真實性、科學性進行核實與評定。

2.5.1 定性檢測 能力驗證中定性檢測的結果除了具體結果和數據外，還應從“人、機、料、法、環(huán)、測”六大方面根據機構的質量體系文件要求提供獲得該數據和結果的過程及依據，以便后續(xù)對結果的真實性進行全面考核和評價，故農業(yè)部科技發(fā)展中心要求參試者提交相關原始記錄和檢測報告等信息。結果評價標準為參試實驗室對測試樣品所有參數的判定結果都符合預期結果，且其提供的原始記錄等的科學性和規(guī)范性符合要求，則判定為滿意，否則為不滿意。

2.5.2 定量檢測 對全部參試機構提供的驗證結果進行統(tǒng)計分析的基礎上，評價某個機構驗證結果的準確性?；赯比分數的四分位數穩(wěn)健統(tǒng)計方法是國際上實驗室能力驗證中使用最為廣泛的統(tǒng)計方法。Z比分數的計算公式為：z=（x-X）/S（式中：x代表參試實驗室的測試結果；X代表中位值；S代表標準化四分位距，等于四分位距的0.741 3倍）。

按照ISO/IEC指南43-1：1997[16]，z比分數絕對值超過3時，評為離群值，實驗室應開展糾正措施，加強質量控制；z 比分數絕對值落在2～3，表明結果可疑，應引起實驗室注意；z 比分數小于2時，表明結果滿意。

2.6 結果報告的簽發(fā)

匯總并分析各參試機構能力驗證結果，撰寫能力驗證結果報告。報告應全面、清晰，包括以下內容：本次能力驗證基本情況、樣品設置說明、結果評價方法、能力驗證結果總體情況、各參試機構的具體結果評定等。經中心領導審核后報送各參試單位及其上級主管部門，并抄報農業(yè)部相關業(yè)務司局。

3 能力驗證存在的問題

3.1 專業(yè)化水平較低

我國組織實驗室能力驗證工作起步相對較晚，特別是轉基因檢測領域，與國外的英國食品與環(huán)境研究院（FERA）、英國政府化學家實驗室（LGC）、美國谷物檢驗、包裝及儲存管理局（GIPSA）、國際種子檢驗協(xié)會（ISTA）等機構組織相比缺乏相關經驗[17]。能力驗證組織者和相關技術人員專門從事此項工作的時間不長，也都不是以該項工作為主業(yè)，在制定計劃、項目設置、樣品制備和結果處理等方面缺乏深入的研究，組織實施工作以及樣品制備設施的科學化水平需要進一步提高。

3.2 覆蓋率和結果利用率不高

農業(yè)部科技發(fā)展中心每年組織的能力驗證目前只有農業(yè)部部級轉基因檢測機構參加，其他諸如出入境檢驗檢疫行業(yè)、省市級質檢機構和第三方檢測公司等含有轉基因檢測項目的實驗室都沒有覆蓋，導致規(guī)模和透明度較小，覆蓋率和影響力不大。并且現行的能力驗證體制不夠完善、宣傳不夠到位，導致能力驗證工作未能引起部分實驗室和其上級主管部門的足夠重視和支持，在結果的利用上也不夠充分。目前能力驗證的結果主要用于實驗室內部的質量控制和實驗室評審，暫未用于其他事項，結果的采信度和利用率偏低，并且還不能與國際接軌。

3.3 對能力驗證工作的認識不到位

首先是有的參試者對工作認識不到位，大多參試者是為了滿足資質認定和考核的要求，被動地參加能力驗證，而不是為了識別發(fā)現自身問題、積極改正、不斷提升，主動積極地接受考核。其次作為組織者，對考核的本質和目的把握不準，導致在考核難度設置和項目設置上的科學性有待加強。另外，從全國范圍來看，政府和認可機構對能力驗證工作的推動還不夠，體制機制不夠成熟和規(guī)范。目前，國家認監(jiān)委、CNAS、農業(yè)部、出入境檢驗檢疫部門、省質監(jiān)局等都在自行組織各自行業(yè)內的能力驗證，彼此溝通共享較少，造成一定程度上的重復低效和資源浪費，缺乏一個全國能力驗證信息綜合平臺，將各系統(tǒng)的項目有機整合起來，推動我國能力驗證工作的發(fā)展。

4 完善能力驗證工作的建議

4.1 建立隊伍，提升能力

建立一支專門從事能力驗證組織工作的高水平隊伍，積累組織能力驗證工作的經驗，關注轉基因領域發(fā)展現狀和發(fā)展方向，學習數據統(tǒng)計、量值溯源、均勻性和穩(wěn)定性測定等方面的知識，在項目設置、樣品制備和結果處理等方面的專業(yè)化水平需要進一步提高，特別是要保證樣品的均一性和穩(wěn)定性，使能力驗證工作能適應轉基因行業(yè)領域的發(fā)展。從轉基因檢測行業(yè)、資質認定評審領域選擇一些專家，成立能力驗證專家咨詢委員會，提供方案制定、樣品制備、結果評價等能力驗證相關環(huán)節(jié)技術支撐和政策應用，共同研討發(fā)現的問題，促進轉基因能力驗證工作科學化發(fā)展。

4.2 建立機制，擴大規(guī)模

充分發(fā)揮中心對轉基因檢測體系的指導和建設作用，建立能力驗證綜合信息平臺，將考核結果與參加機構和人員的評比、獎懲掛鉤，并與其他能力驗證組織機構合作，擴大轉基因能力驗證工作的覆蓋面和影響力，進一步豐富和提升能力驗證結果的應用。加快制定農業(yè)轉基因能力驗證管理辦法，明確能力驗證組織者的責任、地位、組織實施流程、結果應用、信息發(fā)布等方面，不斷提升轉基因能力驗證組織工作的規(guī)范化；加強與CNAS的合作與交流，按照CNAS認可的能力驗證提供者的標準推動中心能力驗證工作的規(guī)范化，將轉基因能力驗證工作推上一個新的高度。

4.3 加深認識，促進交流

正確認識能力驗證工作的重要性，作為參加者，應當盡快將“要我參加”的意識變?yōu)椤拔乙獏⒓印?，并正確看待和處理發(fā)現的問題，特別是對檢測工作有重要影響的環(huán)節(jié)：標準物質的有效性、儀器設備的穩(wěn)定性、操作規(guī)程的合理性，切實提升檢測水平；作為組織者，是能力驗證工作成敗的關鍵，對自身機構及配套實驗室的能力建設和日常管理要抓緊抓牢，立足于為政府、社會、實驗室服務的根本，精心組織實施能力驗證工作，切實起到“科學公正考核、持續(xù)推動發(fā)展”的目標；相關主管部門應加強與國內外先進能力驗證提供者的交流與合作，學習借鑒其先進技術體系，促進能力驗證活動系統(tǒng)化、規(guī)?；统B(tài)化，早日實現我國轉基因能力驗證工作的國際互認。

5 小 結

隨著我國行政審批改革和“放管服”改革工作的深入推進，檢驗檢測機構自身能力建設越來越重要。能力驗證作為實驗室質量控制的重要手段，其應用將越來越廣泛、系統(tǒng)。通過多年的能力驗證組織工作，農業(yè)部科技發(fā)展中心發(fā)現各轉基因產品檢測機構的整體水平能夠滿足轉基因生物安全監(jiān)管的需要，但各機構間也存在一定差異。世界各國政府、實驗室認證認可機構和實驗室的客戶對實驗室檢測結果的真實性、準確性、可比性和溯源性都非常關注，在轉基因檢測領域組織實驗室能力驗證活動，對進一步提高轉基因檢測體系的能力水平，促進我國農業(yè)轉基因檢測工作與國際接軌具有深遠的意義[18]。隨著轉基因作物的商業(yè)化種植以及轉基因研發(fā)技術的不斷發(fā)展，轉基因檢測技術的發(fā)展也會越來越快，這無疑對我國轉基因能力驗證工作提出了更高的要求。例如，如何通過能力驗證方案的設計更真實、有效地反映實驗室日常檢測的真實水平；參加單位結果不滿意原因的分析；能力驗證不滿意結果糾正措施的跟進與落實；盡快建立能力驗證信息平臺，擴大規(guī)模等等，都需要我們進一步研討，以期不斷提高能力驗證工作開展的水平，為我國農業(yè)轉基因生物安全監(jiān)管工作提供堅強的技術支撐。

參考文獻：

[1]王艷， 朱玉龍， 鄧強. 能力驗證在農產品質量安全檢測機構中的應用及對策[J]. 中國漁業(yè)質量與標準， 2017， 7（2）：1-5.

[2]毛鳳琴. 能力驗證及在實驗室管理中的作用[J]. 江蘇現代計量， 2007（2）： 33-36.

[3]ISO/IEC 17043： Conformity assessment-General requirements for proficiency testing[M]. ISO， 2010.

[4]郭德華. 有效開展實驗室能力驗證的對策思考[J]. 現代測量與實驗室管理， 2011， 19（1）： 40-42.

[5]POWELL J， OWEN L. Reliability of food measurements： the application of proficiency testing to GMO analysis[J]. Accreditation & quality assurance， 2002， 7（10）：392-402.

[6]郝曼. 能力驗證活動對現代實驗室建設的重要性[J]. 現代測量與實驗室管理， 2014（3）：46-47.

[7]呂山花， 常汝鎮(zhèn)， 陶波， 等. 抗草甘膦轉基因大豆PCR檢測方法的建立與應用. 中國農業(yè)科學， 2003， 36（8）：883-887.

[8]陳穎， 徐寶梁， 蘇寧， 等. 實時熒光定量PCR技術檢測轉基因大豆方法的建立[J]. 食品與發(fā)酵工業(yè)， 2003， 29（8）：65-69.

[9]敖金霞， 高學軍， 于艷波， 等. 轉基因大豆、玉米、水稻深加工產品的五重巢式PCR 技術檢測[J]. 中國農業(yè)大學學報， 2010 ， 15（2）：93-99.

[10]劉營， 張明輝， 甄貞， 等. OsDREB3大豆品系特異性巢式PCR及多重PCR檢測方法的建立[J]. 東北農業(yè)大學學報， 2014， 45（4）： 7-11.

[11]白衛(wèi)濱， 李宵， 朱翠娟， 等. 通用引物多重PCR新技術對番木瓜轉基因成分檢測的研究[J]. 現代食品科技， 2016（4）：229-234.

[12]馮莉， 李蜀渝， 肖波， 等. 量子點及Cy3免疫熒光染色標記阿爾茨海默病轉基因細胞模型APP的比較研究（英文）[J]. 中南大學學報（醫(yī)學版）， 2010， 35（9）：903-909.

[13]白衛(wèi)濱， 孫建霞， 姜桂傳， 等. ELISA方法定量檢測轉基因大豆及其產品的研究[J]. 食品與發(fā)酵工業(yè)， 2007， 33（11）：103-106.

[14]薛振華， 史文清， 王曉鳳， 等. 雙抗體夾心ELISA在轉基因生物檢測中的應用研究[J]. 安徽農業(yè)科學， 2014（12）：3476-3476.

[15]任怡菲， 高琴， 鄧婷婷， 等. 基于數字PCR 的轉基因水稻LL62 品系精準定量方法建立. 生物技術通報， 2016， 32（8）：69-76.

[16]International Standards Organisation，ISO/IEC Cuide 43-1：1997.Proficiency testing by interlaboratory comparisons-Part 1： Development and operation of proficiency testing schemes[S/OL].[2017-09-12].https：www.iso.org/standard/27216.html.

[17]李夏瑩， 宋貴文， 劉鵬程， 等. 國內外轉基因檢測能力驗證概述[J]. 中國農業(yè)科技導報， 2017， 19（9）：51-56.

[18]曹際娟， 鄭江， 曹志軍， 等. 國際實驗室間轉基因產品檢測能力驗證的研究[J]. 化學分析計量， 2005（2）：12-16.