ISO 20391-12026 生物技术 细胞计数 第1部分细胞计数分析方法的一般要求和建议标准立项发展报告

生物技术细胞计数第1部分：细胞计数分析方法的一般要求和建议标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:Biotechnology—Cellcounting—Part1:Generalrequirementsandrecommendationsforcellcountinganalyticalmethods摘要随着细胞治疗、基因工程、再生医学及生物制药等领域的迅猛发展，细胞计数作为生物技术研发与质量控制中的基础性关键环节，其分析结果的准确性与可比性直接影响产品安全性和有效性。然而，长期以来，不同实验室、不同操作方法及不同仪器平台之间的细胞计数结果存在显著差异，缺乏统一的技术规范与评价基准。为应对这一行业痛点，国际标准化组织（ISO）制定并发布了ISO20391-1:2026《生物技术细胞计数第1部分：细胞计数分析方法的一般要求和建议》。本标准系统确立了细胞计数分析方法在设计、实施、验证和结果报告等环节的一般性要求，涵盖方法选择原则、样品制备、仪器校准、数据记录与统计分析等关键技术内容，为细胞计数分析方法的建立与评估提供了权威技术框架。本报告围绕该标准的立项背景、编制历程、核心技术内容、主要参与单位及推广应用前景展开系统论述，旨在为标准使用者提供全面深入的理解与参考，推动我国生物技术领域标准化工作与国际接轨。关键词：生物技术；细胞计数；标准化；分析方法；ISO20391-1；质量控制；国际标准Keywords:Biotechnology;Cellcounting;Standardization;Analyticalmethods;ISO20391-1;Qualitycontrol;Internationalstandard一、引言1.1立项背景细胞计数是生命科学研究和生物技术产业中最基础、最频繁的分析操作之一。在细胞治疗产品的剂量确定、生物制品中宿主细胞残留检测、疫苗生产中抗原量评估、以及科研实验中的细胞活力与增殖分析等场景中，细胞计数的准确性均构成决策质量的关键前提。然而，细胞计数是一个高度复杂的过程——细胞种类多样（如哺乳动物细胞、微生物细胞、植物原生质体等），细胞状态各异（活细胞、死细胞、凋亡细胞、聚集细胞等），计数原理不尽相同（阻抗法、图像分析法、流式细胞术、血球计数板人工计数等），诸多变量交织叠加，使得不同方法乃至相同方法在不同实验室间获得的结果往往存在显著差异。这种差异不仅削弱了研究结果的可重复性，也对监管审查和产品申报中的数据可靠性构成了挑战。美国食品药品监督管理局（FDA）、欧洲药品管理局（EMA）等监管机构在细胞治疗产品审评中越来越多地质疑细胞计数数据的准确性和可追溯性。在中国，国家药品监督管理局（NMPA）发布的《细胞治疗产品研究与评价技术指导原则》等文件中同样对细胞计数方法和数据质量提出了明确要求。在此背景下，国际标准化组织生物技术委员会（ISO/TC276）于2017年启动ISO20391系列标准的制定工作，旨在为生物技术领域的细胞计数建立统一的规范化框架。1.2目的与意义ISO20391-1:2026的制定与发布具有多重重要意义：-统一技术规范：为不同实验室、不同方法之间的细胞计数结果比对提供共同基准；-提升数据质量：通过标准化操作流程和系统性能评价要求，提高计数结果的准确度和精密度；-支撑监管要求：为细胞治疗产品等先进治疗药物的申报和审评提供可靠的数据依据；-促进国际互认：为跨越国界的生物技术产品贸易和合作研发提供互认的计量基础设施。1.3编制历程ISO20391-1的编制历时数年，经历了从工作草案（WD）、委员会草案（CD）、国际标准草案（DIS）到最终国际标准草案（FDIS）的完整制定流程。ISO/TC276下设工作组（WG）负责该标准的起草工作，汇集了来自全球各主要经济体的标准化专家、生物技术企业代表、学术机构研究人员以及监管机构顾问。在编制过程中，工作组组织了多次国际间的实验室间比对研究（interlaboratorycomparisonstudy），以获取不同方法在实际应用中的性能差异数据，为标准的科学性和实用性奠定了实证基础。2026年7月28日，ISO正式发布ISO20391-1:2026，标准状态为现行（Active），标志着该标准正式进入推广实施阶段。二、标准适用范围与定位2.1适用领域ISO20391-1:2026适用于各类细胞计数分析方法，包括但不限于：-人工计数方法：如血球计数板（hemocytometer）配合显微镜的人工计数；-自动化图像分析方法：如基于数字图像识别的细胞计数仪；-流式细胞术方法：包括荧光激活细胞分选（FACS）和基于微球的绝对计数方法；-阻抗法（库尔特原理）：基于电阻抗变化的细胞计数和粒径分析；-其他新兴计数技术：如微流控芯片计数、荧光成像分析等。2.2适用对象标准的主要使用者包括：生物技术企业研发与质控人员、第三方检测实验室、科研院所研究人员、仪器设备制造商、监管审评机构以及标准化技术组织。标准既适用于细胞计数方法的设计开发和实验室内部的性能验证，也适用于不同方法间的比较评估和方法转移场景。2.3标准定位ISO20391-1作为ISO20391系列标准的第1部分，侧重于“一般要求和建议”（Generalrequirementsandrecommendations），属于方法层面的顶层框架性标准。后续部分（如第2部分）将针对特定计数策略（如图像分析法）和特定应用场景提供更为细化的技术指导，形成从一般到具体、从框架到操作的多层次标准体系。三、标准主要内容框架ISO20391-1:2026的技术内容主要包括以下关键章节与要点：3.1术语和定义标准系统定义了细胞计数领域的关键术语，包括：细胞浓度（cellconcentration）、细胞活力（cellviability）、计数精度（countingprecision）、计数准确度（countingaccuracy）、测量不确定度（measurementuncertainty）、参考方法（referencemethod）、校准物质（calibrationmaterial）等。统一的术语体系为不同学科背景和不同国别的使用者提供了共同的语言基础。3.2细胞计数分析方法的一般要求该部分阐明了细胞计数分析方法选择与设计的基本原则，包括：-方法适用性评估：需充分考虑细胞类型、样品基质、预期浓度范围、干扰因素等因素；-分析性能指标设定：明确准确度、精密度、线性范围、检测限和定量限等关键性能参数的要求；-系统适用性检查：在每次运行中应包含适当的质控样品，以确保系统处于受控状态；-操作人员能力要求：对人工计数法，操作人员需通过资质考核和定期能力验证。3.3样品制备与处理建议样品制备是影响细胞计数结果的关键前置环节，标准中就以下方面提出具体建议：-细胞分散处理：针对易聚集细胞（如悬浮培养细胞团块、贴壁细胞消化后悬液），推荐采用适当的分散手段，并验证分散效果；-稀释步骤的准确性：对高浓度样品进行稀释时，应使用经校准的移液器，并记录稀释倍数与不确定度传递；-活力染色的选择与优化：如台盼蓝排斥法、荧光活力染料法等，应依据细胞类型和应用目标进行选择与验证；-样品稳定性管理：明确样品采集后至计数完成之间的时间窗口及存储条件要求。3.4仪器校准与性能验证仪器设备的可靠性和校准状态直接决定计数结果的准确性。标准要求：-自动化计数设备应定期使用经过认证的参考微球或标准物质进行校准；-设备安装和重大维修后应进行性能确认（performancequalification）；-定期参加实验室间比对（proficiencytesting）以评估实验室整体水平；-仪器关键参数（如光路系统、液流系统、检测灵敏度等）应建立持续监控和记录机制。3.5数据记录、分析与报告-原始数据的即时、准确记录，不得事后补录或篡改；-统计分析方法的适当选择，如均值、标准差、变异系数（CV）的计算及离群值处理；-测量不确定度的评估与报告，推荐参照ISO/IEC指南98-3（测量不确定度表示指南，GUM）的基本原则；-结果报告中应详细记录方法类型、仪器型号与编号、样品处理过程、关键参数及原始数据等，以便结果追溯和复核。3.6质量保证与质量控制标准将质量控制理念融入细胞计数的全过程，涉及的要素包括：样品接收与标识管理、试剂和耗材的验收与存储管理、标准操作规程（SOP）的制定与培训执行、内部质控规则（如Westgard多规则在细胞计数中的应用）、以及审核与纠正措施机制。四、标准的主要技术亮点与创新4.1以性能为导向的框架设计ISO20391-1:2026并未将某一特定计数方法“钦定”为唯一推荐方案，而是采用性能导向的制定思路——不对具体方法做强制性规定，而是针对所有方法提出共通的性能要求和验证路径。这种灵活性的设计既尊重了不同应用场景的差异化需求，也为未来新方法的纳入保留了标准扩展空间。4.2强调测量不确定度的系统化评估标准首次在细胞计数领域系统性地引入测量不确定度的概念与评估框架。通过分解计数过程中的各个不确定度来源（包括取样误差、稀释误差、计数随机误差、仪器系统误差等），使用者能够量化表征计数结果的可信区间，从而为批间一致性评价和放行检验中的判断提供更科学的数据基础。这一理念与美国国家标准与技术研究院（NIST）在细胞计量学领域的前沿研究保持高度一致。4.3关注新兴技术方法的兼容性随着人工智能辅助图像识别和微流控单细胞分析技术的快速兴起，标准在方法框架中为这些新技术预留了衔接接口——通过通用性能指标（如准确度、精密度、线性范围）的评价方式，使新兴方法能够在同一评价体系下与传统方法进行公平比较。五、主要编制单位介绍ISO20391-1:2026的制定由ISO/TC276生物技术委员会主导。ISO/TC276成立于2013年，秘书处设于中国（由国家标准委华大基因研究院承担），是国际生物技术领域最重要的标准化技术组织之一，其工作范围涵盖生物技术术语、生物银行、分析方法、生物过程加工等多个方向。在本标准核心起草工作中，中国计量科学研究院（NIM）作为关键技术贡献单位发挥了重要作用。中国计量科学研究院是中国的国家计量院，隶属于国家市场监督管理总局，是国家级法定计量技术机构，承担着建立国家测量标准、研制标准物质、开展量值传递与溯源的关键使命。在生物计量领域，NIM设立了生物计量创新团队，长期致力于细胞计量学的前沿研究。NIM在本标准编制中的主要贡献包括：-实验数据支撑：组织国内多家实验室开展了细胞计数方法的实验室间比对研究，提供了涵盖流式细胞术、图像分析和人工计数方法的系统性能数据；-不确定度方法框架建议：将计量学中成熟的不确定度评估方法引入细胞计数领域，为标准中相关技术条款的制定提供了方法学支撑；-标准物质研制经验：依托其在细胞标准物质（如微粒计数标准物质、细胞模拟物等）研制方面的丰富经验，为标准中校准和质量控制相关建议提供了实证依据；-国际协调：通过ISO/TC276平台，NIM专家与来自美国、欧盟、日本、韩国等国家和地区的专家开展广泛合作，推动各方在关键技术议题上达成共识。此外，国内参与标准编制的还有中国食品药品检定研究院（中检院），其在细胞治疗产品质量控制领域的实践经验为标准中质控条款的实用性提供了保障。六、标准实施的影响与推广应用6.1对生物技术产业的推动ISO20391-1:2026的实施将促进生物技术企业建立更为规范的细胞计数质控体系，降低不同时间、不同批次、不同操作者之间因计数差异导致的批次放行争议和质量纠纷。在细胞治疗产品的规模化生产中，应用该标准有助于提高产品剂量确定的准确度，从而更好地保障患者用药安全。6.2对监管审评的支持6.3对科研质量提升的促进在基础研究和转化研究领域，该标准为科研人员提供了规范细胞计数操作的参考依据。遵循标准有助于提高研究结果的实验室间可重复性，应对当前生命科学领域面临的可重复性危机挑战。同时，标准也为学术论文中细胞计数方法学部分的规范描述提供了模板。6.4在国际贸易中的作用生物技术产品的国际贸易对数据的可比性和互认性有着天然需求。ISO20391-1:2026的实施，有助于消除不同国家实验室间因方法差异导致的数据壁垒，促进生物技术产品和服务的跨境流通。6.5在中国的推广应用建议中国作为全球生物技术产业发展最为迅速的国家之一，应积极推动该标准的国内转化与应用。建议的推广路径包括：一是推动将ISO20391-1等同采用为国家标准（IDT），建立国内细胞计数标准化技术体系；二是依托中国合格评定国家认可委员会（CNAS）能力验证体系，组织开展细胞计数领域的实验室间比对计划；三是在细胞治疗药物研发和生产企业的GMP检查中，引入细胞计数方法验证的核查要点。七、未来展望细胞计数标准化工作是生物技术领域计量与标准化体系建设的重要组成部分。随着细胞治疗产业从“实验室时代”加速迈向“工业化时代”，对细胞计数准确性、自动化程度和标准化水平的要求将持续提升。ISO20391系列标准的持续完善和细化，将为细胞治疗产品的质量控制提供更加坚实的标准化支撑。展望未来，以下几个方向将成为细胞计数标准化工作的重点：-新兴技术的标准化：人工智能辅助图像识别、微流控单细胞分析等新技术快速发展，需要相应的标准化方法评价体系予以配套；-参考方法的建立：开发基于先进测量原理（如数字PCR绝对定量、单细胞质谱）的参考方法，为其他方法的准确度评价提供基准锚点；-标准物质体系的完善：研制更多类型的细胞标准物质和模拟物，覆盖不同细胞类型和不同浓度水平；-与国际计量体系的衔接：推动细胞计数结果向国际单位制（SI）的溯源链条延伸，为产业界提供完整的量值溯源路径。在标准化工作的推动下，随着ISO20391-1:2026的深入实施，一个以准确、可比、可溯源的细胞计数数据为支撑的生物技术产业生态将逐步形成。八、结论ISO20391-1:2026《生物技术细胞计数第1部分：细胞计数分析方法的一般要求和建议》是国际生物技术标准化领域的一项具有里程碑意义的标准文件。该标准的发布填补了细胞计数领域在国际标准层面的长期空白，为全球生物技术研发、生产和监管提供了一个统一的技术规范和评价框架。标准所确立的性能导向、不确定度系统评估、全流程质控和仪器持续校准等核心理念，对于提升细胞计数数据的准确性、可比性和可追溯性具有重要的指导价值。标准的发布不仅惠及各细胞治疗研发企业、临床检测机构、仪器制造企业和科研院所，更在宏观层面为生物技术产业的规范化发展和国际化接轨奠定了计量与标准化基础。参考文献[1]ISO20391-1:2026,Biotechnology—Cellcounting—Part1:Generalrequirementsandrecommendationsforcellcountinganalyticalm