Molecular in vitro diagnostic examinations -- Specifications for pre-examination processes in metabolomics in urine, venous blood serum and plasma

This document specifies requirements and gives recommendations for the handling, documentation and processing of urine, venous blood plasma and serum intended for metabolomics analysis in the pre-examination processes. This document is applicable to metabolomics examinations and can be used by biomedical laboratories, customers of laboratories, in vitro diagnostics developers and manufacturers, institutions and companies performing biomedical research, biobanks, and regulatory authorities.

Analyses de diagnostic moléculaire in vitro -- Spécifications relatives aux processus préanalytiques pour l'analyse du métabolome dans l'urine et le sang veineux (sérum et plasma)

Le présent document spécifie les exigences et donne des recommandations concernant la manipulation, la documentation et le traitement de l’urine et du sang veineux (plasma et sérum) destinés à l’analyse métabolomique lors du processus préanalytique. Le présent document est applicable aux analyses métabolomiques et peut être utilisé par les laboratoires biomédicaux, les clients de laboratoires, les développeurs et fabricants de diagnostics in vitro, les organismes et sociétés de recherche biomédicale, les biobanques et les autorités réglementaires.

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Publication Date
17-May-2021
Current Stage
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Start Date
20-Apr-2021
Completion Date
19-Apr-2021
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ISO 23118:2021 - Molecular in vitro diagnostic examinations -- Specifications for pre-examination processes in metabolomics in urine, venous blood serum and plasma
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ISO 23118:2021 - Analyses de diagnostic moléculaire in vitro -- Spécifications relatives aux processus préanalytiques pour l'analyse du métabolome dans l'urine et le sang veineux (sérum et plasma)
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ISO/FDIS 23118:Version 18-apr-2021 - Analyses de diagnostic moléculaire in vitro -- Spécifications relatives aux processus préanalytiques pour l'analyse du métabolome dans l'urine et le sang veineux (sérum et plasma)
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Standards Content (sample)

INTERNATIONAL ISO
STANDARD 23118
First edition
2021-05
Molecular in vitro diagnostic
examinations — Specifications
for pre-examination processes in
metabolomics in urine, venous blood
serum and plasma
Analyses de diagnostic moléculaire in vitro — Spécifications relatives
aux processus préanalytiques pour l'analyse du métabolome dans
l'urine et le sang veineux (sérum et plasma)
Reference number
ISO 23118:2021(E)
ISO 2021
---------------------- Page: 1 ----------------------
ISO 23118:2021(E)
COPYRIGHT PROTECTED DOCUMENT
© ISO 2021

All rights reserved. Unless otherwise specified, or required in the context of its implementation, no part of this publication may

be reproduced or utilized otherwise in any form or by any means, electronic or mechanical, including photocopying, or posting

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below or ISO’s member body in the country of the requester.
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CH-1214 Vernier, Geneva
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Published in Switzerland
ii © ISO 2021 – All rights reserved
---------------------- Page: 2 ----------------------
ISO 23118:2021(E)
Contents Page

Foreword ........................................................................................................................................................................................................................................iv

Introduction ..................................................................................................................................................................................................................................v

1 Scope ................................................................................................................................................................................................................................. 1

2 Normative references ...................................................................................................................................................................................... 1

3  Terms and definitions ..................................................................................................................................................................................... 1

4 General considerations .................................................................................................................................................................................. 3

5 Urine .................................................................................................................................................................................................................................. 4

5.1 Outside the laboratory ..................................................................................................................................................................... 4

5.1.1 Urine collection ................................................................................................................................................................. 4

5.1.2 Transport requirements ............................................................................................................................................ 5

5.2 Inside the laboratory ......................................................................................................................................................................... 5

5.2.1 Specimen reception ....................................................................................................................................................... 5

5.2.2 Storage requirements .................................................................................................................................................. 6

5.2.3 Urine sample processing ........................................................................................................................................... 6

5.2.4 Long-term storage requirements for urine samples......................................................................... 6

5.2.5 Urine thawing ..................................................................................................................................................................... 6

6 Blood ................................................................................................................................................................................................................................. 7

6.1 Outside the laboratory ..................................................................................................................................................................... 7

6.1.1 Primary collection .......................................................................................................................................................... 7

6.1.2 Transport of pre-processed specimens to laboratory ..................................................................... 8

6.2 Inside the laboratory ......................................................................................................................................................................... 8

6.2.1 Specimen reception ....................................................................................................................................................... 8

6.2.2 Sample processing .......................................................................................................................................................... 9

6.2.3 Transport of processed samples to a laboratory for metabolomics analysis

or transport to a biobank ......................................................................................................................................... 9

6.2.4 Long-term storage requirements ...................................................................................................................... 9

6.2.5 Serum and plasma thawing and use ............................................................................................................10

Annex A (informative) Instability of the metabolome.....................................................................................................................11

Bibliography .............................................................................................................................................................................................................................17

© ISO 2021 – All rights reserved iii
---------------------- Page: 3 ----------------------
ISO 23118:2021(E)
Foreword

ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards

bodies (ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out

through ISO technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical

committee has been established has the right to be represented on that committee. International

organizations, governmental and non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work.

ISO collaborates closely with the International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of

electrotechnical standardization.

The procedures used to develop this document and those intended for its further maintenance are

described in the ISO/IEC Directives, Part 1. In particular, the different approval criteria needed for the

different types of ISO documents should be noted. This document was drafted in accordance with the

editorial rules of the ISO/IEC Directives, Part 2 (see www .iso .org/ directives).

Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of

patent rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights. Details of

any patent rights identified during the development of the document will be in the Introduction and/or

on the ISO list of patent declarations received (see www .iso .org/ patents).

Any trade name used in this document is information given for the convenience of users and does not

constitute an endorsement.

For an explanation of the voluntary nature of standards, the meaning of ISO specific terms and

expressions related to conformity assessment, as well as information about ISO's adherence to the

World Trade Organization (WTO) principles in the Technical Barriers to Trade (TBT), see www .iso .org/

iso/ foreword .html.

This document was prepared by Technical Committee ISO/TC 212, Clinical laboratory testing and in

vitro diagnostic test systems, in collaboration with the European Committee for Standardization (CEN)

Technical Committee CEN/TC 140, In vitro diagnostic medical devices, in accordance with the Agreement

on technical cooperation between ISO and CEN (Vienna Agreement).

Any feedback or questions on this document should be directed to the user’s national standards body. A

complete listing of these bodies can be found at www .iso .org/ members .html.
iv © ISO 2021 – All rights reserved
---------------------- Page: 4 ----------------------
ISO 23118:2021(E)
Introduction

Metabolomics is the "-omic" science that deals with the characterization of the metabolome, in turn

defined as the whole set of small molecules (molecular mass <2 000 Da) in a certain biological system

[1]

such as a cell, a tissue, an organ, or an entire organism . The analyses are mainly performed via two

major analytical techniques, namely mass spectrometry (MS) and nuclear magnetic resonance (NMR)

[2][3][4]

. The former has a sensitivity that can be as low as picomolar, requires sample separation and

multiple experimental runs targeted to specific classes of compounds. The latter measures metabolites

present at concentration above 1 µM and is mainly used for untargeted analyses, where all metabolites

above the detection limit are observed simultaneously, independent of their chemical nature, without

any separation procedure.

The metabolome is dynamic and quite sensitive to perturbations. The metabolome can change

drastically during primary sample collection, transport, storage, and processing. As a result, the

outcome from the diagnostic and research measurements could become an unreliable representation

of the specific targeted physiological state or point in time, but instead describes an artificial profile

generated during the pre-examination process. Pre-analytical variations have been identified to

originate from two main sources:
a) enzymatic activity in the samples, mainly related to the presence of cells;

b) chemical reactions (e.g. redox reactions) among metabolites or between metabolites and oxygen,

see References [5] to [11].

Moreover, the analyses can be influenced by the use of additives or by the introduction of contaminants,

and therefore the selection of appropriate collection tubes and plasticware is also a critical aspect of

the pre-examination phase.

Studies have been undertaken to establish the best pre-examination procedures in terms of

maintenance of the original sample metabolome by identifying the critical steps and parameters

affecting the metabolome composition. Additionally, standardization of the entire pre-examination

workflow is needed to ensure comparability in multicentre studies. At the present state of the art, there

are no defined pre-examination procedures for metabolomic samples. As a consequence, the procedures

adopted by the various centres differentially influence the metabolome of the samples, making their

comparison unreliable. The adoption of the present requirements for the pre-examination phase make

it possible to compare and evaluate the results obtained from metabolic analysis.

This document draws upon such studies to codify and standardize the steps for urine, serum and

plasma metabolomics analysis in what is referred to as the pre-analytical phase.
© ISO 2021 – All rights reserved v
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INTERNATIONAL STANDARD ISO 23118:2021(E)
Molecular in vitro diagnostic examinations —
Specifications for pre-examination processes in
metabolomics in urine, venous blood serum and plasma
1 Scope

This document specifies requirements and gives recommendations for the handling, documentation

and processing of urine, venous blood plasma and serum intended for metabolomics analysis in the pre-

examination processes. This document is applicable to metabolomics examinations and can be used by

biomedical laboratories, customers of laboratories, in vitro diagnostics developers and manufacturers,

institutions and companies performing biomedical research, biobanks, and regulatory authorities.

2 Normative references

The following documents are referred to in the text in such a way that some or all of their content

constitutes requirements of this document. For dated references, only the edition cited applies. For

undated references, the latest edition of the referenced document (including any amendments) applies.

ISO 15189, Medical laboratories — Requirements for quality and competence
ISO 15190, Medical laboratories — Requirements for safety
3  Terms and definitions

For the purposes of this document, the terms and definitions given in ISO 15189 and the following apply.

ISO and IEC maintain terminological databases for use in standardization at the following addresses:

— ISO Online browsing platform: available at https:// www .iso .org/ obp
— IEC Electropedia: available at http:// www .electropedia .org/
3.1
biofluid

biological fluid which can be excreted (such as urine or sweat), secreted (such as breast milk, saliva

or bile), obtained with a needle (such as blood or cerebrospinal fluid), or produced as a result of a

pathological process (such as blister or cyst fluid)
3.2
examination

set of operations having the object of determining the value or characteristics of a property

Note 1 to entry: Processes that start with the isolated analyte and include all kinds of parameter testing or

chemical manipulation for quantitative or qualitative examination.

Note 2 to entry: For metabolomic analysis, analyte isolation is not necessarily required.

[SOURCE: ISO 20166-1:2018, 3.10, modified — admitted term “analytical test” has been deleted and

Note 2 entry has been added.]
3.3
fasting
abstinence from any solid or liquid food excluding water for at least 8 hours
© ISO 2021 – All rights reserved 1
---------------------- Page: 6 ----------------------
ISO 23118:2021(E)
3.4
mass spectrometry

method used to analyse chemical compounds on the basis of their mass to charge ratio

3.5
metabolic profiling

use of analytical platforms to simultaneously measure the ensemble of metabolites (3.6) in biological

systems that can be measured by the employed (or selected) technique
EXAMPLE Examples for such techniques are NMR and MS.
3.6
metabolites

small molecules (≤ 2 000 Da) that are intermediates and/or products of metabolism of the host

organisms, of its microflora, deriving from food, drinks, drugs or pollutants.
Note 1 to entry: For further information see Reference [1].
3.7
metabolome

complete set of metabolites (3.6) to be found within an organism or a biological sample

Note 1 to entry: For further information see Reference [1]
3.8
metabolomics

comprehensive analysis of the metabolome (3.7) of a biological specimen (3.14) (e.g., organism, cell,

tissue or biofluids (3.1))
3.9
MS-based metabolomics

use of mass spectrometry (3.4) to measure metabolites (3.6) in biological samples

3.10
nuclear magnetic resonance spectroscopy
NMR

method based on the selective absorption of high frequency radio waves by atomic nuclei subjected to a

stationary magnetic field
Note 1 to entry: NMR provides chemical and structural properties of molecules.
3.11
NMR-based metabolomics

use of NMR spectroscopy (3.10) to measure metabolites (3.6) in biological samples

3.12
plasma
liquid part of unclotted blood
Note 1 to entry: Plasma samples can contain anti-coagulants.
3.13
pre-examination processes
preanalytical phase
preanalytical workflow

processes that start, in chronological order, from the clinician’s request and include the examination

(3.2) request, preparation and identification of the patient, collection of the primary sample(s),

temporary storage, transportation to and within the analytical laboratory, aliquoting, retrieval

Note 1 to entry: The preanalytical phase can include preparative processes that can influence the outcome of the

intended examination (3.2).
2 © ISO 2021 – All rights reserved
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ISO 23118:2021(E)

[SOURCE: ISO 15189:2012, 3.15, modified — An additional term was added, and more details were

included.]
3.14
primary sample
specimen

discrete portion of a body fluid, breath, hair or tissue taken for examination (3.2), study or analysis of

one or more quantities or properties assumed to apply for the whole

[SOURCE: ISO 15189:2012, 3.16, modified — The term and definition are used here without the original

notes.]
3.15
room temperature
temperature which is defined as 18 °C to 25 °C for the purpose of this document
3.16
serum
liquid that can be separated from clotted blood
3.17
stability

characteristic of a reference material, when stored under specified conditions, to maintain a specified

property value within specified limits for a specified period of time

[SOURCE: ISO Guide 30:2015, 2.1.15 — The term and definition are used here without the original note.]

4 General considerations

For general statements on medical laboratory quality management systems and in particular on

specimen collection, reception, and handling (including avoidance of cross contaminations) see

ISO 15189 or ISO/IEC 17020. The requirements on laboratory equipment, reagents, and consumables

according to ISO 15189 shall be followed; ISO/IEC 17020 can also apply.

All steps of a diagnostic workflow can influence the final analytical test result and a risk assessment

shall be performed (see also ISO 14971). Mitigation measures for eliminating or reducing identified risks

shall be established where required for ensuring the performance of the examination. It shall especially

be investigated and ensured that the metabolites intended to be analysed are not compromised in a

manner impacting the examination performance. This can be done, e.g. by applying the intended

examination to specimens/samples which underwent time course studies reflecting the individual pre-

examination process steps such as transport and storage and by implementing measures to prevent or

reduce impacts by the identified pre-analytical variables.

In the absence of suitable specimen stabilization technologies, regarding the metabolome, the specimen

collection shall be carried out in hospital premises or institutions where there are immediate suitable

biofluid processing procedures available.

Specifically, for specimens intended to be analysed by metabolomics, the following steps shall be

considered:
a) patient pre-treatment (fasting, therapy, etc.);
b) the specimen collection from the patient;

c) the selection of collection containers and packages (e.g. collection tubes, cooling box, box for storing

and transportation);

d) the selection of stabilization procedures (e.g. any compounds added for stabilizing the specimen);

e) the recording of any additions or modifications to the specimen;
© ISO 2021 – All rights reserved 3
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ISO 23118:2021(E)
f) the recording of types and quantity as well as description of specimens.

Safety requirements for facilities, transport and handling shall be considered in accordance with

ISO 15189 and ISO 15190. WHO Guidelines for the Safe Transport of Infectious Substances and

[14]
Diagnostic Specimens should be followed.
5 Urine
5.1 Outside the laboratory
5.1.1 Urine collection
5.1.1.1 General

For the collection of the specimen the requirements (e.g. disease condition, specimen size) for the

intended molecular examination shall be considered.
See also ISO 15189.
5.1.1.2 Information about the specimen donor/patient

The documentation shall include the ID of the specimen donor/patient, which can be in the form of a

code.
The documentation should include, but is not limited to:

a) the health status and relevant lifestyle factors of the urine donor [e.g. healthy, disease type,

concomitant disease(s)];
b) demographics (e.g., age, sex);

c) the information about medical treatment and any treatment prior to urine collection (e.g.

anaesthetics, medications, diagnostic procedures);

d) the collection time, including information about fasting, previous activities.

e) the appropriate consent from the specimen donor/patient.
5.1.1.3 Selection and labelling of collection containers
The laboratory shall define the container intended for urine collection.

Additives are usually not used, because they can interfere with the analytical method. If they are

required for specific purposes, their impact on the analytical performance and outcome shall be

analysed. Some additives in collection tubes could present a risk to patients (e.g. toxic or corrosive).

For the labelling (specimen identification) of the urine collection tube a routine procedure (see also

ISO 15189) or a procedure with additional information (e.g. 2D-barcode) shall be used.

5.1.1.4 Urine collection and reception from the specimen donor
5.1.1.4.1 General

Instruction for the urine collection shall be given to the donor, including any safety measures that need

to be followed while handling collection containers containing harmful additives. All urine collection

4 © ISO 2021 – All rights reserved
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ISO 23118:2021(E)

devices should be checked for compatibility with metabolomics, e.g. avoiding any interference with the

metabolomics profile.

NOTE For non-toilet-trained children, the most popular non-invasive method used is the clean catch, which

National Institute for Health and Clinical Excellence (NICE), 2007 defines as a gold standard. This involves

catching a sample by holding a sterile specimen bottle in the urine stream. Urine collection bags and urine

collection pads can also be used to collect urine. NICE suggests urine collection pads as the next best option to

clean catch.

The first midstream urine of the morning should be collected after a minimum of 8 h fasting. Drinking

can influence urine metabolite concentrations. This requires a normalization. Specify, if collected at

different times, or for 24 h collection. Any variations to instructions shall be validated. Fasting enables

to perform the metabolomics analysis of urine where donors are synchronized having similar metabolic

conditions. Research or dedicated analytical tests can require different patient conditions.

A sufficient volume of urine shall be collected according to the requirements of the preanalytical

preparation steps and the analytical test.

Any clinical procedure affecting the specimen collection shall be documented. The total collected

volume shall be documented.

5.1.1.4.2 Information on the urine specimen and storage requirements at the urine collection

site

As metabolic profiles can change after urine collection and can thereby affect the validity and reliability

of the analytical test result, the documentation on the primary urine specimen shall include the time

and date of urine collection.

The whole urine specimen should be kept refrigerated at 2 °C to 8 °C for a maximum of 2 h and shall not

be frozen prior to centrifugation and/or filtration to avoid cell disruption upon ice crystal formation,

unless specified differently by the analytical test.

The allowed urine specimen total storage duration includes the time for storage at the point of urine

collection, transportation to the testing laboratory and further storage at the testing laboratory or

other institutions.
5.1.2 Transport requirements

During transport, the specimen should be kept cool (temperature range 2 °C to 8 °C).

Appropriate measures shall be taken to secure temperature specifications and to reduce time for the

delivery, which should be completed within 2 h from collection.

The conformity with the protocol for the transport procedure shall be documented. Any deviations

from the protocol shall be described and documented.
[14]

WHO Guidelines for the Safe Transport of Infectious Substances and Diagnostic Specimens should be

followed.
5.2 Inside the laboratory
5.2.1 Specimen reception

The urine specimen reception time and conditions (e.g. labelling, transport conditions, volume, leaking

and precipitation) of the received specimens shall be documented. Nonconformities of labelling,

transport conditions and urine volume differences to specifications described for the urine collection

or specimen preparation requirements shall be documented.
© ISO 2021 – All rights reserved 5
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ISO 23118:2021(E)

Where there are nonconformities in transport conditions, overall storage and transport time or urine

[7][8][9]

volume that could affect the validity and reliability of the analytical test result , a new specimen

should be obtained.

If required for the analytical test, specimen properties should be assessed (e.g. pH-value, creatinine

concentration, blood and/or bacterial contaminations).
5.2.2 Storage requirements

The storage temperature and time interval between specimen receipt and sample processing for urine

shall be documented.
The storage temperature should be according to 5.1.1.4.2.

The urine specimen total storage duration shall include the time for storage at the urine collection

site (see 5.1.1.4.2), transportation to the laboratory (see 5.1.2) and further storage at the laboratory or

other institutions.

Some examinations need special urine storage/archiving conditions. Manufacturers’/providers’

instructions shall be followed. Appropriate measures shall be taken to ensure compliance with

temperature recommendations.
5.2.3 Urine sample processing

Centrifugation (recommended: 1 000 g to 3 000 g for 5 min at 2 °C to 8 °C) followed by filtration (e.g.

with a 0.20 μm cut-off filter) to remove particulate matter and cells.
Alternatively, only filtration can be used and documented.

Filter material and devices shall be proven neither to absorb nor to release metabolites or interfere

with their analyses.

NOTE The above mentioned centrifugation/filtration is important to avoid cell disruption that would

[7][8][9]
contaminate the specimen .
Alternative processing procedures shall be validated.
5.2.4 Long-term storage requirements for urine samples

The temperature and durations between sample receipt, sample processing and freezing of the

processed sample shall be documented.

If the processed sample is intended to be stored frozen, the impact on the metabolomics analyses should

be validated. The processed sample should be aliquoted into cryo-vials in the suitable volume needed

for the metabolic profile testing. The minimum aliquot volume is determined by the analytical test. The

vials shall be tested to avoid sample contamination (e.g. from phthalates).

Before freezing, cells should be removed, following 5.2.3. Controlled-rate freezing via slow

programmable cooling can be applied.

Provided centrifugation/filtration procedures have been strictly followed (see 5.2.3), storage at −70 °C

[9]

is sufficient to ensure stability of the NMR-detectable part of the metabolome for at least 5 years .

For MS-based metabolomics, in case of metabolites that are not routinely measured, in absence of

[15]

specific recommendations, temperatures below −130 °C are recommended to ensure longer stability .

For specific metabolites, the long-term stability should be checked.
5.2.5 Urine thawing

Thawing on ice is recommended. The thawing duration shall be documented. The time elapsing after

the thawing until the analysis shall be documented.
6 © ISO 2021 – All rights reserved
---------------------- Page: 11 ----------------------
ISO 23118:2021(E)

The thawing procedure and duration until commencing the subsequent analysis shall be validated.

6 Blood
6.1 Outside the laboratory
6.1.1 Primary collection
6.1.1.1 General

For the collection of the specimen the requirements (e.g. disease condition, specimen size) for the

intended molecular examination shall be considered.
See also ISO 15189.
6.1.1.2 Information about the specimen donor/patient

The documentation shall include the ID of the specimen donor/patient, which can be in the form of a

code.
The documentation should include, but is not limited to:

a) the health status and relevant lifestyle factors of the blood donor [e.g. healthy, disease type,

concomitant disease(s)];
b) demographics (e.g., age, sex);

c) the information about medical treatment and any treatment prior to blood collection (e.g.

anaesthetics, medications, diagnostic procedures);

d) the collection time, including information about fasting, previous activities.

e) the appropriate consent from the specimen donor/patient.
6.1.1.3 Selection of the blood collection tube

A blood collection tube permitting to draw a sufficient amount of venous blood shall be selected. The

size of blood collection tube is determined by the amount of venous blood required to perform both

preanalytical and analytical procedures.

The choice of the specific tube suitable for harvesting plasma or harvesting serum will depend on the

requirements of the subsequent metabolic profile analysis.

For plasma, EDTA, sodium fluoride or citrate can be used as anticoagulants. EDTA is preferred for

...

NORME ISO
INTERNATIONALE 23118
Première édition
2021-05
Analyses de diagnostic moléculaire
in vitro — Spécifications relatives
aux processus préanalytiques pour
l'analyse du métabolome dans l'urine
et le sang veineux (sérum et plasma)
Molecular in vitro diagnostic examinations — Specifications for pre-
examination processes in metabolomics in urine, venous blood serum
and plasma
Numéro de référence
ISO 23118:2021(F)
ISO 2021
---------------------- Page: 1 ----------------------
ISO 23118:2021(F)
DOCUMENT PROTÉGÉ PAR COPYRIGHT
© ISO 2021

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y compris la photocopie, ou la diffusion sur l’internet ou sur un intranet, sans autorisation écrite préalable. Une autorisation peut

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Publié en Suisse
ii © ISO 2021 – Tous droits réservés
---------------------- Page: 2 ----------------------
ISO 23118:2021(F)
Sommaire Page

Avant-propos ..............................................................................................................................................................................................................................iv

Introduction ..................................................................................................................................................................................................................................v

1 Domaine d’application ................................................................................................................................................................................... 1

2 Références normatives ................................................................................................................................................................................... 1

3 Termes et définitions ....................................................................................................................................................................................... 1

4 Considérations générales ............................................................................................................................................................................ 3

5 Urine .................................................................................................................................................................................................................................. 4

5.1 En dehors du laboratoire ............................................................................................................................................................... 4

5.1.1 Prélèvement d’urine ..................................................................................................................................................... 4

5.1.2 Exigences relatives au transport ........................................................................................................................ 5

5.2 Au sein du laboratoire ...................................................................................................................................................................... 6

5.2.1 Réception des échantillons ..................................................................................................................................... 6

5.2.2 Exigences relatives au stockage .......................................................................................................................... 6

5.2.3 Traitement des échantillons d’urine ............................................................................................................... 6

5.2.4 Exigences relatives au stockage à long terme des échantillons d’urine ........................... 6

5.2.5 Décongélation de l’urine ........................................................................................................................................... 7

6 Sang .................................................................................................................................................................................................................................... 7

6.1 En dehors du laboratoire ............................................................................................................................................................... 7

6.1.1 Prélèvement primaire ................................................................................................................................................. 7

6.1.2 Transport des échantillons prétraités vers le laboratoire ........................................................... 9

6.2 Au sein du laboratoire ...................................................................................................................................................................... 9

6.2.1 Réception des échantillons ..................................................................................................................................... 9

6.2.2 Traitement des échantillons .................................................................................................................................. 9

6.2.3 Transport des échantillons traités vers un laboratoire en vue de l’analyse

métabolomique ou transport vers une biobanque ..........................................................................10

6.2.4 Exigences relatives au stockage à long terme ......................................................................................10

6.2.5 Décongélation et utilisation du sérum et du plasma .....................................................................10

Annexe A (informative) Instabilité du métabolome ..........................................................................................................................11

Bibliographie ...........................................................................................................................................................................................................................17

© ISO 2021 – Tous droits réservés iii
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ISO 23118:2021(F)
Avant-propos

L’ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d’organismes

nationaux de normalisation (comités membres de l’ISO). L’élaboration des Normes internationales est

en général confiée aux comités techniques de l’ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude

a le droit de faire partie du comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales,

gouvernementales et non gouvernementales, en liaison avec l’ISO participent également aux travaux.

L’ISO collabore étroitement avec la Commission électrotechnique internationale (IEC) en ce qui

concerne la normalisation électrotechnique.

Les procédures utilisées pour élaborer le présent document et celles destinées à sa mise à jour sont

décrites dans les Directives ISO/IEC, Partie 1. Il convient, en particulier de prendre note des différents

critères d’approbation requis pour les différents types de documents ISO. Le présent document a été

rédigé conformément aux règles de rédaction données dans les Directives ISO/IEC, Partie 2 (voir www

.iso .org/ directives).

L’attention est attirée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l’objet de

droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L’ISO ne saurait être tenue pour responsable

de ne pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence. Les détails concernant

les références aux droits de propriété intellectuelle ou autres droits analogues identifiés lors de

l’élaboration du document sont indiqués dans l’Introduction et/ou dans la liste des déclarations de

brevets rédigées par l’ISO (voir www .iso .org/ brevets).

Les appellations commerciales éventuellement mentionnées dans le présent document sont données

pour information, par souci de commodité, à l’intention des utilisateurs et ne sauraient constituer un

engagement.

Pour une explication de la nature volontaire des normes, de la signification des termes et expressions

spécifiques de l’ISO liés à l’évaluation de la conformité, ou pour toute autre information au sujet de

l’adhésion de l’ISO aux principes de l’Organisation mondiale du commerce (OMC) concernant les

obstacles techniques au commerce (OTC), voir le lien suivant: www .iso .org/ iso/ fr/ avant -propos .html.

Le présent document a été élaboré par le comité technique ISO/TC 212, Laboratoires d’analyses de

biologie médicale et systèmes de diagnostic in vitro, en collaboration avec le comité technique CEN/TC 140,

Dispositifs médicaux de diagnostic in vitro du Comité européen de normalisation (CEN), conformément à

l’Accord de coopération technique entre l’ISO et le CEN (Accord de Vienne).

Il convient que l’utilisateur adresse tout retour d’information ou toute question concernant le présent

document à l’organisme national de normalisation de son pays. Une liste exhaustive desdits organismes

se trouve à l’adresse www .iso .org/ members .html.
iv © ISO 2021 – Tous droits réservés
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ISO 23118:2021(F)
Introduction

La métabolomique est la science -omique qui couvre la caractérisation du métabolome, lui-même

défini comme étant l’ensemble des petites molécules (masse moléculaire < 2 000 Da) dans un certain

[1]

système biologique tel qu’une cellule, un tissu, un organe ou un organisme entier . Les analyses sont

généralement effectuées à l’aide de deux techniques analytiques principales, à savoir la spectrométrie

[2][3][4]

de masse (SM) et la résonance magnétique nucléaire (RMN) . La première a une sensibilité très

faible de l’ordre du picomolaire. Elle nécessite une séparation des échantillons et plusieurs séries

d’expériences ciblant des classes de composés spécifiques. La dernière mesure les métabolites présents

à une concentration supérieure à 1 µM et sert principalement au cours d’analyses non ciblées dans

lesquelles tous les métabolites au-dessus de la limite de détection sont observés simultanément, quelle

que soit leur nature chimique, sans séparation.

Le métabolome est dynamique et assez sensible aux perturbations. Le métabolome peut nettement

changer pendant le prélèvement, le transport, le stockage et le traitement d’échantillons primaires. Par

conséquent, le résultat du diagnostic et des recherches peut devenir une représentation non fiable de

l’état physiologique ciblé spécifique ou de l’instant donné, mais décrit au contraire un profil artificiel

généré pendant le processus préanalytique. On a identifié que les variations préanalytiques avaient

deux origines principales:

a) l’activité enzymatique dans les échantillons, généralement liée à la présence de cellules;

b) les réactions chimiques (par exemple, réactions d’oxydoréduction) dans les métabolites ou entre

les métabolites et l’oxygène, voir les Références [5] à [11].

De plus, les analyses peuvent être influencées par l’utilisation d’additifs ou par l’introduction de

contaminants. Par conséquent, il est capital de choisir des tubes de prélèvement et un matériel en

plastique appropriés lors de la phase préanalytique.

Des études ont été menées pour établir les meilleures méthodes préanalytiques en termes de

préservation du métabolome de l’échantillon d’origine en identifiant les étapes cruciales et les

paramètres affectant la composition du métabolome. De plus, il est nécessaire de standardiser

l’ensemble du processus préanalytique pour assurer la comparabilité des études multicentriques.

Dans l’état actuel des connaissances, aucune méthode préanalytique n’est définie pour les échantillons

métabolomiques. Par conséquent, les méthodes adoptées par les différents centres influencent

grandement le métabolome des échantillons, ce qui rend leur comparaison non fiable. L’adoption des

présentes exigences pour la phase préanalytique permet de comparer et d’évaluer les résultats obtenus

avec l’analyse métabolomique.

Le présent document s’appuie sur ces études pour codifier et standardiser les étapes de l’analyse

métabolomique de l’urine, du sérum et du plasma en phase dite préanalytique.
© ISO 2021 – Tous droits réservés v
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NORME INTERNATIONALE ISO 23118:2021(F)
Analyses de diagnostic moléculaire in vitro —
Spécifications relatives aux processus préanalytiques pour
l'analyse du métabolome dans l'urine et le sang veineux
(sérum et plasma)
1 Domaine d’application

Le présent document spécifie les exigences et donne des recommandations concernant la manipulation,

la documentation et le traitement de l’urine et du sang veineux (plasma et sérum) destinés à l’analyse

métabolomique lors du processus préanalytique. Le présent document est applicable aux analyses

métabolomiques et peut être utilisé par les laboratoires biomédicaux, les clients de laboratoires, les

développeurs et fabricants de diagnostics in vitro, les organismes et sociétés de recherche biomédicale,

les biobanques et les autorités réglementaires.
2 Références normatives

Les documents suivants sont cités dans le texte de sorte qu’ils constituent, pour tout ou partie de leur

contenu, des exigences du présent document. Pour les références datées, seule l’édition citée s’applique.

Pour les références non datées, la dernière édition du document de référence s'applique (y compris les

éventuels amendements).

ISO 15189, Laboratoires de biologie médicale — Exigences concernant la qualité et la compétence

ISO 15190, Laboratoires de biologie médicale — Exigences pour la sécurité
3 Termes et définitions

Pour les besoins du présent document, les termes et définitions donnés dans l’ISO 15189 ainsi que les

suivants s’appliquent.

L’ISO et l’IEC tiennent à jour des bases de données terminologiques destinées à être utilisées en

normalisation, consultables aux adresses suivantes:

— ISO Online browsing platform: disponible à l’adresse https:// www .iso .org/ obp

— IEC Electropedia: disponible à l’adresse https:// www .electropedia .org/
3.1
biofluide

fluide biologique qui peut être excrété (tel que l’urine ou la sueur), sécrété (tel que le lait maternel, la

salive ou la bile), obtenu à l’aide d’une aiguille (tel que le sang ou le liquide céphalorachidien) ou produit

suite à un processus pathologique (tel qu’une ampoule ou un liquide cystique)
3.2
analyse

ensemble des opérations destinées à déterminer la valeur ou les caractéristiques d’une propriété

Note 1 à l'article: à l’Article Les processus débutent avec l’analyte extrait et comprennent toutes sortes d’essais

paramétriques ou une manipulation chimique en vue de réaliser l’analyse quantitative ou qualitative.

Note 2 à l'article: à l’Article Pour l’analyse métabolomique, l’extraction de l’analyte n’est pas nécessairement

requise.
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ISO 23118:2021(F)

[SOURCE: ISO 20166-1:2018, 3.10, modifiée — le terme admis «phase analytique» a été supprimé et la

Note 2 à l’article a été ajoutée.]
3.3
jeûne
abstinence d’ingestion de nourriture solide ou liquide pendant au moins 8 heures
3.4
spectrométrie de masse

méthode utilisée pour analyser les composés chimiques d’après leur rapport masse/charge

3.5
profilage métabolique

utilisation de plateformes analytiques pour mesurer simultanément l’ensemble des métabolites (3.6)

dans des systèmes biologiques qui peuvent être mesurés par la technique employée (ou sélectionnée)

EXEMPLE La RMN et la SM sont des exemples de techniques.
3.6
métabolites

petites molécules (≤ 2 000 Da) qui sont des intermédiaires et/ou produits du métabolisme des

organismes hôtes, de sa microflore, provenant de nourriture, de boissons, de médicaments ou de

polluants
Note 1 à l'article: à l’Article Pour plus d’informations, voir la Référence [1].
3.7
métabolome

ensemble complet de métabolites (3.6) contenus dans un organisme ou dans un échantillon biologique

Note 1 à l'article: à l’Article Pour plus d’informations, voir la Référence [1].
3.8
métabolomique

analyse exhaustive du métabolome (3.7) d’un échantillon (3.14) biologique (par exemple, organisme,

cellule, tissu ou biofluides (3.1))
3.9
métabolomique par SM

utilisation de la spectrométrie de masse (3.4) pour mesurer les métabolites (3.6) dans des échantillons

biologiques
3.10
spectroscopie par résonance magnétique nucléaire
RMN

méthode reposant sur l’absorption sélective d’ondes radioélectriques haute fréquence par des noyaux

atomiques soumis à un champ magnétique constant

Note 1 à l'article: à l’Article La RMN permet d’obtenir les propriétés chimiques et structurelles des molécules.

3.11
métabolomique par RMN

utilisation de la spectroscopie par RMN (3.10) pour mesurer les métabolites (3.6) dans des échantillons

biologiques
3.12
plasma
partie liquide du sang non coagulé

Note 1 à l'article: à l’Article Les échantillons de plasma peuvent contenir des anticoagulants.

2 © ISO 2021 – Tous droits réservés
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ISO 23118:2021(F)
3.13
processus préanalytiques
phase préanalytique
flux de travail préanalytique

processus commençant chronologiquement par la prescription des analyses par le clinicien, comprenant

la demande d’analyse (3.2), la préparation et l’identification du patient, le prélèvement de l’échantillon

primaire, son stockage temporaire, son acheminement jusqu’au laboratoire et au sein du laboratoire,

son aliquotage et son extraction

Note 1 à l'article: à l’Article La phase préanalytique peut comprendre des processus de préparation qui peuvent

influencer le résultat de l’analyse (3.2) prévue.

[SOURCE: ISO 15189:2012, 3.15, modifiée — Un terme supplémentaire a été ajouté et d’autres

informations ont été intégrées.]
3.14
échantillon primaire
spécimen

partie discrète d’un liquide corporel, d’une haleine, d’un cheveu ou d’un tissu prélevé à des fins d’analyse

(3.2), d’étude ou d’examen d’une ou plusieurs grandeurs ou propriétés pour déterminer le caractère de

l’ensemble

[SOURCE: ISO 15189:2012, 3.16, modifiée — Le terme et la définition sont utilisés ici sans les notes

d’origine.]
3.15
température ambiante
température définie entre 18 °C et 25 °C pour les besoins du présent document
3.16
sérum
liquide qui peut être séparé du sang coagulé
3.17
stabilité

caractéristique d’un matériau de référence, lorsqu’il est entreposé dans des conditions spécifiées, à

conserver une valeur de propriété spécifiée dans des limites spécifiées pendant une période de temps

spécifiée

[SOURCE: Guide ISO 30:2015, 2.1.15 — Le terme et la définition sont utilisés ici sans la note d’origine.]

4 Considérations générales

Pour les considérations générales sur les systèmes de management de la qualité des laboratoires

médicaux et, en particulier, sur le prélèvement, la réception et la manipulation des échantillons (y

compris la prévention de la contamination croisée), voir l’ISO 15189 ou l’ISO/IEC 17020. Les exigences

relatives à l’équipement, aux réactifs et aux consommables de laboratoire conformément à l’ISO 15189

doivent être respectées; l’ISO/IEC 17020 peut également s’appliquer.

Toutes les étapes du processus de diagnostic peuvent influencer le résultat final de l’essai analytique et

une évaluation des risques doit être effectuée (voir également l’ISO 14971). Des mesures d’élimination

ou de réduction des risques identifiés doivent être établies, le cas échéant, pour assurer le bon

déroulement de l’analyse. Il faut notamment étudier et vérifier que les métabolites destinés à être

analysés ne sont pas compromis d’une manière affectant le bon déroulement de l’analyse. Cela peut

être effectué, par exemple, en appliquant l’analyse prévue aux spécimens/échantillons qui ont subi

des études temporelles reflétant chaque étape du processus préanalytique telles que le transport et

le stockage, et en mettant en œuvre des mesures de prévention ou de réduction des impacts par les

variables préanalytiques identifiées.
© ISO 2021 – Tous droits réservés 3
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ISO 23118:2021(F)

En l’absence de technologies adaptées de stabilisation des échantillons, concernant le métabolome, le

prélèvement d’échantillons doit être effectué à l’hôpital ou dans des établissements où des méthodes

appropriées de traitement des biofluides sont immédiatement disponibles.

En particulier, pour les échantillons destinés à subir une analyse métabolomique, les étapes suivantes

doivent être prises en compte:
a) prétraitement du patient (jeûne, thérapie, etc.);
b) prélèvement de l’échantillon sur le patient;

c) sélection de récipients et d’emballages de prélèvement (par exemple, tubes de prélèvement, boîte

réfrigérante, boîte de stockage et boîte de transport);

d) sélection de méthodes de stabilisation (par exemple, tout composé ajouté pour stabiliser

l’échantillon);
e) consignation des ajouts ou modifications de l’échantillon;
f) consignation des types et de la quantité, et description des échantillons.

Les exigences de sécurité relatives au stockage, au transport et à la manipulation doivent être prises en

compte conformément à l’ISO 15189 et à l’ISO 15190. Il convient de respecter le Guide de l’OMS sur la

[14]

sécurité du transport des matières infectieuses et des échantillons de diagnostic .

5 Urine
5.1 En dehors du laboratoire
5.1.1 Prélèvement d’urine
5.1.1.1 Généralités

Pour le prélèvement de l’échantillon, les exigences (par exemple, état pathologique, taille d’échantillon)

relatives à l’analyse moléculaire prévue doivent être prises en compte.
Voir également l’ISO 15189.
5.1.1.2 Informations sur le donneur d’échantillons/patient

La documentation doit inclure l’identifiant du donneur d’échantillons/patient, qui peut avoir la forme

d’un code.
Il convient que la documentation comprenne, entre autres:

a) l’état de santé et les facteurs liés au mode de vie du donneur d’urine [par exemple, en bonne santé,

type de maladie, maladie(s) concomitante(s)];
b) les caractéristiques démographiques (par exemple, âge, sexe);

c) les informations sur le traitement médical et sur tout traitement précédent le prélèvement d’urine

(par exemple, anesthésiques, médicaments, méthodes de diagnostic);

d) l’heure du prélèvement, y compris des informations sur le jeûne, les activités antérieures;

e) le consentement approprié du donneur d’échantillons/patient.
5.1.1.3 Sélection et étiquetage des récipients de prélèvement
Le laboratoire doit définir le récipient destiné au prélèvement d’urine.
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ISO 23118:2021(F)

Généralement, aucun additif n’est utilisé car il peut interférer avec la méthode analytique. Si nécessaire,

pour des besoins spécifiques, leur impact sur les performances et les résultats analytiques doit être

analysé. Certains additifs présents dans les tubes de prélèvement peuvent être dangereux pour les

patients (toxiques ou corrosifs par exemple).

Pour l’étiquetage (identification des échantillons) du tube de prélèvement d’urine, une méthode de

routine (voir également l’ISO 15189) ou une méthode incluant des informations supplémentaires (par

exemple, code-barres 2D) doit être utilisée.
5.1.1.4 Prélèvement et réception d’urine en provenance du donneur d’échantillons
5.1.1.4.1 Généralités

Des instructions de prélèvement d’urine doivent être fournies au donneur, y compris les mesures

de sécurité à respecter lors de la manipulation des récipients de prélèvement contenant des additifs

dangereux. Il convient de s’assurer que tous les dispositifs de prélèvement d’urine sont compatibles

avec la métabolomique, par exemple en évitant toute interférence avec le profil métabolique.

NOTE Pour les enfants qui ne vont pas tout seuls aux toilettes, la méthode non invasive la plus courante est la

technique «clean catch», définie comme étant la référence absolue par le National Institute for Health and Clinical

Excellence (NICE), 2007. Cette méthode consiste à récupérer un échantillon en tenant un flacon d’échantillon

stérile sous le jet d’urine. Les poches et les compresses de prélèvement d’urine peuvent également être utilisées

pour prélever l’urine. L’institut NICE estime que les compresses de prélèvement d’urine constituent la meilleure

option pour effectuer la technique «clean catch».

Il convient que les premières urines à mi-jet du matin soient prélevées après un jeûne d’au moins 8 h.

L’ingestion de boissons peut influencer les concentrations en métabolites. Cela nécessite une

normalisation. Préciser si le prélèvement a été effectué à différents moments ou s’il s’agit d’un

prélèvement sur 24 h. Tout écart par rapport aux instructions doit être validé. Le jeûne permet

d’effectuer l’analyse métabolomique de l’urine lorsque les donneurs ayant les mêmes conditions

métaboliques sont synchronisés. Les recherches ou les essais analytiques dédiés peuvent nécessiter

différentes conditions chez les patients.

Un volume suffisant d’urine doit être prélevé conformément aux exigences des étapes de préparation

préanalytiques et à l’essai analytique.

Toute intervention clinique affectant le prélèvement des échantillons doit être documentée. Le volume

prélevé total doit être documenté.

5.1.1.4.2 Informations sur les échantillons d’urine et exigences de stockage sur le site de

prélèvement d’urine

Étant donné que les profils métaboliques peuvent changer après le prélèvement d’urine et ainsi affecter

la validité et la fiabilité du résultat de l’essai analytique, la documentation sur l’échantillon primaire

d’urine doit inclure l’heure et la date de prélèvement de l’urine.

Il convient de conserver tout l’échantillon d’urine au réfrigérateur entre 2 °C et 8 °C pendant 2 h

maximum et de ne pas le congeler avant centrifugation et/ou filtration, pour éviter toute perturbation

cellulaire due à la formation de cristaux de glace, sauf si l’essai analytique fournit des indications

différentes.

La durée totale autorisée pour le stockage de l’échantillon d’urine comprend la durée de stockage sur le

site de prélèvement d’urine, le transport vers le laboratoire d’essai et le stockage au sein du laboratoire

d’essai ou d’autres établissements.
5.1.2 Exigences relatives au transport

Pendant le transport, il convient de conserver l’échantillon dans un endroit réfrigéré (entre 2 °C et 8 °C).

© ISO 2021 – Tous droits réservés 5
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ISO 23118:2021(F)

Des mesures appropriées doivent être prises pour respecter les limites de température et pour réduire

le temps de livraison, qui ne doit pas dépasser 2 h après prélèvement.

La déclaration de conformité de la méthode de transport doit être documentée. Tout écart par rapport

au protocole doit être décrit et documenté.

Il convient de respecter le Guide de l’OMS sur la sécurité du transport des matières infectieuses et des

[14]
échantillons de diagnostic .
5.2 Au sein du laboratoire
5.2.1 Réception des échantillons

L’heure de réception des échantillons d’urine et les conditions (par exemple, étiquetage, conditions de

transport, volume, fuite et précipitation) des échantillons reçus doivent être documentées. Toute non-

conformité de l’étiquetage, des conditions de transport et des différences de volumes d’urine avec les

exigences décrites pour le prélèvement d’urine ou la préparation des échantillons doit être documentée.

En cas de non-conformité des conditions de transport, du temps de stockage et de transport ou du

[7][8][9]

volume d’urine susceptible d’affecter la validité et la fiabilité du résultat de l’essai analytique , il

convient de prélever un nouvel échantillon.

Si l’essai analytique l’exige, il convient d’évaluer les propriétés de l’échantillon (par exemple, valeur pH,

concentration en créatinine, sang et/ou contaminations bactériennes).
5.2.2 Exigences relatives au stockage

La température de stockage et l’intervalle de temps entre la réception des échantillons et le traitement

des échantillons d’urine doivent être documentés.
Il convient que la température de stockage soit conforme à 5.1.1.4.2.

La durée totale de stockage des échantillons d’urine doit inclure la durée de stockage sur le site de

prélèvement d’urine (voir 5.1.1.4.2), le transport vers le laboratoire (voir 5.1.2) et tout autre stockage au

sein du laboratoire ou d’autres établissements.

Certaines analyses nécessitent des conditions spéciales pour le stockage/la conservation de l’urine. Les

instructions des fabricants/fournisseurs doivent être suivies. Des mesures appropriées doivent être

prises pour assurer la conformité avec les recommandations de température.
5.2.3 Traitement des échantillons d’urine

Centrifugation (recommandation: 1 000 g à 3 000 g pendant 5 min entre 2 °C et 8 °C) puis filtration (par

exemple avec un filtre ayant un seuil de coupure de 0,20 μm) pour éliminer la matière particulaire et les

cellules.
Sinon, seule la filtration peut être utilisée et documentée.

Il doit être prouvé que le matériau et les dispositifs de filtration n’absorbent pas et ne libèrent pas de

métabolites ou n’interfèrent pas avec leur analyse.

NOTE La centrifugation/filtration susmentionnée est importante pour éviter toute perturbation cellulaire

[7][8][9]
qui contaminerait l’échantillon .
Toute autre méthode de traitement doit être validée.
5.2.4 Exigences relatives au stockage à long terme des échantill
...

FINAL
INTERNATIONAL ISO/FDIS
DRAFT
STANDARD 23118
ISO/TC 212
Molecular in vitro diagnostic
Secretariat: ANSI
examinations — Specifications
Voting begins on:
2021­02-22 for pre-examination processes in
metabolomics in urine, venous blood
Voting terminates on:
2021­04-19
serum and plasma
Analyses de diagnostic moléculaire in vitro — Spécifications relatives
aux processus préanalytiques pour l'analyse du métabolome dans
l'urine et le sang veineux (sérum et plasma)
ISO/CEN PARALLEL PROCESSING
RECIPIENTS OF THIS DRAFT ARE INVITED TO
SUBMIT, WITH THEIR COMMENTS, NOTIFICATION
OF ANY RELEVANT PATENT RIGHTS OF WHICH
THEY ARE AWARE AND TO PROVIDE SUPPOR TING
DOCUMENTATION.
IN ADDITION TO THEIR EVALUATION AS
Reference number
BEING ACCEPTABLE FOR INDUSTRIAL, TECHNO­
ISO/FDIS 23118:2021(E)
LOGICAL, COMMERCIAL AND USER PURPOSES,
DRAFT INTERNATIONAL STANDARDS MAY ON
OCCASION HAVE TO BE CONSIDERED IN THE
LIGHT OF THEIR POTENTIAL TO BECOME STAN­
DARDS TO WHICH REFERENCE MAY BE MADE IN
NATIONAL REGULATIONS. ISO 2021
---------------------- Page: 1 ----------------------
ISO/FDIS 23118:2021(E)
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Published in Switzerland
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ISO/FDIS 23118:2021(E)
Contents Page

Foreword ........................................................................................................................................................................................................................................iv

Introduction ..................................................................................................................................................................................................................................v

1 Scope ................................................................................................................................................................................................................................. 1

2 Normative references ...................................................................................................................................................................................... 1

3  Terms and definitions ..................................................................................................................................................................................... 1

4 General considerations .................................................................................................................................................................................. 3

5 Urine .................................................................................................................................................................................................................................. 4

5.1 Outside the laboratory ..................................................................................................................................................................... 4

5.1.1 Urine collection ................................................................................................................................................................. 4

5.1.2 Transport requirements ............................................................................................................................................ 5

5.2 Inside the laboratory ......................................................................................................................................................................... 5

5.2.1 Specimen reception ....................................................................................................................................................... 5

5.2.2 Storage requirements .................................................................................................................................................. 6

5.2.3 Urine sample processing ........................................................................................................................................... 6

5.2.4 Long-term storage requirements for urine samples......................................................................... 6

5.2.5 Urine thawing ..................................................................................................................................................................... 6

6 Blood ................................................................................................................................................................................................................................. 7

6.1 Outside the laboratory ..................................................................................................................................................................... 7

6.1.1 Primary collection .......................................................................................................................................................... 7

6.1.2 Transport of pre-processed specimens to laboratory ..................................................................... 8

6.2 Inside the laboratory ......................................................................................................................................................................... 8

6.2.1 Specimen reception ....................................................................................................................................................... 8

6.2.2 Sample processing .......................................................................................................................................................... 9

6.2.3 Transport of processed samples to a laboratory for metabolomics analysis

or transport to a biobank ......................................................................................................................................... 9

6.2.4 Long-term storage requirements ...................................................................................................................... 9

6.2.5 Serum and plasma thawing and use ............................................................................................................10

Annex A (informative) Instability of the metabolome.....................................................................................................................11

Bibliography .............................................................................................................................................................................................................................17

© ISO 2021 – All rights reserved iii
---------------------- Page: 3 ----------------------
ISO/FDIS 23118:2021(E)
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complete listing of these bodies can be found at www .iso .org/ members .html

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Any trade name used in this document is information given for the convenience of users and does not

constitute an endorsement.

For an explanation of the voluntary nature of standards, the meaning of ISO specific terms and

expressions related to conformity assessment, as well as information about ISO's adherence to the

World Trade Organization (WTO) principles in the Technical Barriers to Trade (TBT), see www .iso .org/

iso/ foreword .html.

This document was prepared by Technical Committee ISO/TC 212, Clinical laboratory testing and in

vitro diagnostic test systems, in collaboration with the European Committee for Standardization (CEN)

Technical Committee CEN/TC 140, In vitro diagnostic medical devices, in accordance with the Agreement

on technical cooperation between ISO and CEN (Vienna Agreement).

Any feedback or questions on this document should be directed to the user’s national standards body. A

complete listing of these bodies can be found at www .iso .org/ members .html.
iv © ISO 2021 – All rights reserved
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ISO/FDIS 23118:2021(E)
Introduction

Metabolomics is the "­omic" science that deals with the characterization of the metabolome, in turn

defined as the whole set of small molecules (molecular mass <2 000 Da) in a certain biological system

[1]

such as a cell, a tissue, an organ, or an entire organism . The analyses are mainly performed via two

major analytical techniques, namely mass spectrometry (MS) and nuclear magnetic resonance (NMR)

[2][3][4]

. The former has a sensitivity that can be as low as picomolar, requires sample separation and

multiple experimental runs targeted to specific classes of compounds. The latter measures metabolites

present at concentration above 1 µM and is mainly used for untargeted analyses, where all metabolites

above the detection limit are observed simultaneously, independent of their chemical nature, without

any separation procedure.

The metabolome is dynamic and quite sensitive to perturbations. The metabolome can change

drastically during primary sample collection, transport, storage, and processing. As a result, the

outcome from the diagnostic and research measurements could become an unreliable representation

of the specific targeted physiological state or point in time, but instead describes an artificial profile

generated during the pre-examination process. Pre-analytical variations have been identified to

originate from two main sources:
a) enzymatic activity in the samples, mainly related to the presence of cells;

b) chemical reactions (e.g. redox reactions) among metabolites or between metabolites and oxygen,

see References [5] to [11].

Moreover, the analyses can be influenced by the use of additives or by the introduction of contaminants,

and therefore the selection of appropriate collection tubes and plasticware is also a critical aspect of

the pre-examination phase.

Studies have been undertaken to establish the best pre-examination procedures in terms of

maintenance of the original sample metabolome by identifying the critical steps and parameters

affecting the metabolome composition. Additionally, standardization of the entire pre-examination

workflow is needed to ensure comparability in multicentre studies. At the present state of the art, there

are no defined pre-examination procedures for metabolomic samples. As a consequence, the procedures

adopted by the various centres differentially influence the metabolome of the samples, making their

comparison unreliable The adoption of the present requirements for the pre-examination phase make

it possible to compare and evaluate the results obtained from metabolic analysis.

This document draws upon such studies to codify and standardize the steps for urine, serum and

plasma metabolomics analysis in what is referred to as the pre-analytical phase.
© ISO 2021 – All rights reserved v
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FINAL DRAFT INTERNATIONAL STANDARD ISO/FDIS 23118:2021(E)
Molecular in vitro diagnostic examinations —
Specifications for pre-examination processes in
metabolomics in urine, venous blood serum and plasma
1 Scope

This document specifies requirements and gives recommendations for the handling, documentation

and processing of urine, venous blood plasma and serum intended for metabolomics analysis in the pre-

examination processes. This document is applicable to metabolomics examinations and can be used by

biomedical laboratories, customers of laboratories, in vitro diagnostics developers and manufacturers,

institutions and companies performing biomedical research, biobanks, and regulatory authorities.

2 Normative references

The following documents are referred to in the text in such a way that some or all of their content

constitutes requirements of this document. For dated references, only the edition cited applies. For

undated references, the latest edition of the referenced document (including any amendments) applies.

ISO 15189, Medical laboratories — Requirements for quality and competence
ISO 15190, Medical laboratories — Requirements for safety
3  Terms and definitions

For the purposes of this document, the terms and definitions given in ISO 15189 and the following apply.

ISO and IEC maintain terminological databases for use in standardization at the following addresses:

— ISO Online browsing platform: available at https:// www .iso .org/ obp
— IEC Electropedia: available at http:// www .electropedia .org/
3.1
biofluid

biological fluid which can be excreted (such as urine or sweat), secreted (such as breast milk, saliva

or bile), obtained with a needle (such as blood or cerebrospinal fluid), or produced as a result of a

pathological process (such as blister or cyst fluid)
3.2
examination

set of operations having the object of determining the value or characteristics of a property

Note 1 to entry: Processes that start with the isolated analyte and include all kinds of parameter testing or

chemical manipulation for quantitative or qualitative examination.

Note 2 to entry: For metabolomic analysis, analyte isolation is not necessarily required.

[SOURCE: ISO 20166-1:2018, 3.10, modified — admitted term “analytical test” has been deleted and

Note 2 entry has been added.]
3.3
fasting
abstinence from any solid or liquid food excluding water for at least 8 hours
© ISO 2021 – All rights reserved 1
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ISO/FDIS 23118:2021(E)
3.4
mass spectrometry

method used to analyse chemical compounds on the basis of their mass to charge ratio

3.5
metabolic profiling

use of analytical platforms to simultaneously measure the ensemble of metabolites (3.6) in biological

systems that can be measured by the employed (or selected) technique
EXAMPLE Examples for such techniques are NMR and MS.
3.6
metabolites

small molecules (≤ 2 000 Da) that are intermediates and/or products of metabolism of the host

organisms, of its microflora, deriving from food, drinks, drugs or pollutants.
Note 1 to entry: For further information see Reference [1].
3.7
metabolome

complete set of metabolites (3.6) to be found within an organism or a biological sample

Note 1 to entry: For further information see Reference [1]
3.8
metabolomics

comprehensive analysis of the metabolome (3.7) of a biological specimen (3.14) (e.g., organism, cell,

tissue or biofluids (3.1))
3.9
MS-based metabolomics

use of mass spectrometry (3.4) to measure metabolites (3.6) in biological samples

3.10
nuclear magnetic resonance spectroscopy
NMR

method based on the selective absorption of high frequency radio waves by atomic nuclei subjected to a

stationary magnetic field
Note 1 to entry: NMR provides chemical and structural properties of molecules.
3.11
NMR-based metabolomics
use of NMR spectroscopy to measure metabolites (3.6) in biological samples
3.12
plasma
liquid part of unclotted blood
Note 1 to entry: Plasma samples can contain anti-coagulants.
3.13
pre-examination processes
preanalytical phase
preanalytical workflow

processes that start, in chronological order, from the clinician’s request and include the examination

(3.2) request, preparation and identification of the patient, collection of the primary sample(s),

temporary storage, transportation to and within the analytical laboratory, aliquoting, retrieval

Note 1 to entry: The preanalytical phase can include preparative processes that can influence the outcome of the

intended examination (3.2).
2 © ISO 2021 – All rights reserved
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ISO/FDIS 23118:2021(E)

[SOURCE: ISO 15189:2012, 3.15, modified — An additional term was added, and more details were

included.]
3.14
primary sample
specimen

discrete portion of a body fluid, breath, hair or tissue taken for examination (3.2), study or analysis of

one or more quantities or properties assumed to apply for the whole

[SOURCE: ISO 15189:2012, 3.16, modified — The term and definition are used here without the

original notes.]
3.15
room temperature
temperature which is defined as 18 °C to 25 °C for the purpose of this document
3.16
serum
liquid that can be separated from clotted blood
3.17
stability

characteristic of a reference material, when stored under specified conditions, to maintain a specified

property value within specified limits for a specified period of time

[SOURCE: ISO Guide 30:2015, 2.1.15 — The term and definition are used here without the original note.]

4 General considerations

For general statements on medical laboratory quality management systems and in particular on

specimen collection, reception, and handling (including avoidance of cross contaminations) see

ISO 15189 or ISO/IEC 17020. The requirements on laboratory equipment, reagents, and consumables

according to ISO 15189 shall be followed; ISO/IEC 17020 can also apply.

All steps of a diagnostic workflow can influence the final analytical test result and a risk assessment

shall be performed (see also ISO 14971). Mitigation measures for eliminating or reducing identified risks

shall be established where required for ensuring the performance of the examination. It shall especially

be investigated and ensured that the metabolites intended to be analysed are not compromised in a

manner impacting the examination performance. This can be done, e.g. by applying the intended

examination to specimens/samples which underwent time course studies reflecting the individual pre-

examination process steps such as transport and storage and by implementing measures to prevent or

reduce impacts by the identified pre-analytical variables.

In the absence of suitable specimen stabilization technologies, regarding the metabolome, the specimen

collection shall be carried out in hospital premises or institutions where there are immediate suitable

biofluid processing procedures available.

Specifically, for specimens intended to be analysed by metabolomics, the following steps shall be

considered:
a) patient pre-treatment (fasting, therapy, etc.);
b) the specimen collection from the patient;

c) the selection of collection containers and packages (e.g. collection tubes, cooling box, box for storing

and transportation);

d) the selection of stabilization procedures (e.g. any compounds added for stabilizing the specimen);

e) the recording of any additions or modifications to the specimen;
© ISO 2021 – All rights reserved 3
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ISO/FDIS 23118:2021(E)
f) the recording of types and quantity as well as description of specimens.

Safety requirements for facilities, transport and handling shall be considered in accordance with

ISO 15189 and ISO 15190. WHO Guidelines for the Safe Transport of Infectious Substances and

[14]
Diagnostic Specimens should be followed.
5 Urine
5.1 Outside the laboratory
5.1.1 Urine collection
5.1.1.1 General

For the collection of the specimen the requirements (e.g. disease condition, specimen size) for the

intended molecular examination shall be considered.
See also ISO 15189.
5.1.1.2 Information about the specimen donor/patient

The documentation shall include the ID of the specimen donor/patient, which can be in the form of a code.

The documentation should include, but is not limited to:

a) the health status and relevant lifestyle factors of the urine donor [e.g. healthy, disease type,

concomitant disease(s)];
b) demographics (e.g., age, sex);

c) the information about medical treatment and any treatment prior to urine collection (e.g.

anaesthetics, medications, diagnostic procedures);

d) the collection time, including information about fasting, previous activities.

e) the appropriate consent from the specimen donor/patient.
5.1.1.3 Selection and labelling of collection containers
The laboratory shall define the container intended for urine collection.

Additives are usually not used, because they can interfere with the analytical method. If they are

required, for specific purposes their impact on the analytical performance and outcome shall be

analysed. Some additives in collection tubes could present a risk to patients (e.g. toxic or corrosive).

For the labelling (specimen identification) of the urine collection tube a routine procedure (see also

ISO 15189) or a procedure with additional information (e.g. 2D­barcode) shall be used.

5.1.1.4 Urine collection and reception from the specimen donor
5.1.1.4.1 General

Instruction for the urine collection shall be given to the donor, including any safety measures that need

to be followed while handling collection containers containing harmful additives. All urine collection

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ISO/FDIS 23118:2021(E)

devices should be checked for compatibility with metabolomics, e.g. avoiding any interference with the

metabolomics profile.

NOTE For non­toilet­trained children, the most popular non­invasive method used is the clean catch, which

National Institute for Health and Clinical Excellence (NICE), 2007 defines as a gold standard. This involves

catching a sample by holding a sterile specimen bottle in the urine stream. Urine collection bags and urine

collection pads can also be used to collect urine. NICE suggests urine collection pads as the next best option to

clean catch.

The first midstream urine of the morning should be collected after a minimum of 8 h fasting. Drinking

can influence urine metabolite concentrations. This requires a normalization. Specify, if collected at

different times, or for 24 h collection. Any variations to instructions shall be validated. Fasting enables

to perform the metabolomics analysis of urine where donors are synchronized having similar metabolic

conditions. Research or dedicated analytical tests can require different patient conditions.

A sufficient volume of urine shall be collected according to the requirements of the preanalytical

preparation steps and the analytical test.

Any clinical procedure affecting the specimen collection shall be documented. The total collected

volume shall be documented.

5.1.1.4.2 Information on the urine specimen and storage requirements at the urine

collection site

As metabolic profiles can change after urine collection and can thereby affect the validity and reliability

of the analytical test result, the documentation on the primary urine specimen shall include the time

and date of urine collection.

The whole urine specimen should be kept refrigerated at 2 °C to 8 °C for a maximum of 2 h and shall not

be frozen prior to centrifugation and/or filtration to avoid cell disruption upon ice crystal formation,

unless specified differently by the analytical test.

The allowed urine specimen total storage duration includes the time for storage at the point of urine

collection, transportation to the testing laboratory and further storage at the testing laboratory or

other institutions.
5.1.2 Transport requirements

During transport, the specimen should be kept cool (temperature range 2 °C to 8 °C).

Appropriate measures shall be taken to secure temperature specifications and to reduce time for the

delivery, which should be completed within 2 h from collection.

The conformity with the protocol for the transport procedure shall be documented. Any deviations

from the protocol shall be described and documented.
[14]

WHO Guidelines for the Safe Transport of Infectious Substances and Diagnostic Specimens should be

followed.
5.2 Inside the laboratory
5.2.1 Specimen reception

The urine specimen reception time and conditions (e.g. labelling, transport conditions, volume, leaking

and precipitation) of the received specimens shall be documented. Nonconformities of labelling,

transport conditions and urine volume differences to specifications described for the urine collection

or specimen preparation requirements shall be documented.
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ISO/FDIS 23118:2021(E)

Where there are nonconformities in transport conditions, overall storage and transport time or urine

[7][8][9]

volume that could affect the validity and reliability of the analytical test result , a new specimen

should be obtained.

If required for the analytical test, specimen properties should be assessed (e.g. pH-value, creatinine

concentration, blood and/or bacterial contaminations).
5.2.2 Storage requirements

The storage temperature and time interval between specimen receipt and sample processing for urine

shall be documented.
The storage temperature should be according to 5.1.1.4.2.

The urine specimen total storage duration shall include the time for storage at the urine collection

site (see 5.1.1.4.2), transportation to the laboratory (see 5.1.2) and further storage at the laboratory or

other institutions.

Some examinations need special urine storage/archiving conditions. Manufacturers’/providers’

instructions shall be followed. Appropriate measures shall be taken to ensure compliance with

temperature recommendations.
5.2.3 Urine sample processing

Centrifugation (recommended: 1 000 g to 3 000 g for 5 min at 2 °C to 8 °C) followed by filtration (e.g.

with a 0.20 μm cut-off filter) to remove particulate matter and cells.
Alternatively, only filtration can be used and documented.

Filter material and devices shall be proven neither to absorb nor to release metabolites or interfere

with their analyses.

NOTE The above mentioned centrifugation/filtration is important to avoid cell disruption that would

[7][8][9]
contaminate the specimen .
Alternative processing procedures shall be validated.
5.2.4 Long-term storage requirements for urine samples

The temperature and durations between sample receipt, sample processing and freezing of the

processed sample shall be documented.

If the processed sample is intended to be stored frozen, the impact on the metabolomics analyses should

be validated. The processed sample should be aliquoted into cryo-vials in the suitable volume needed

for the metabolic profile testing. The minimum aliquot volume is determined by the analytical test. The

vials shall be tested to avoid sample contamination (e.g. from phthalates).

Before freezing, cells should be removed, following 5.2.3. Controlled­rate freezing via slow

programmable cooling can be applied.

Provided centrifugation/filtration procedures have been strictly followed (see 5.2.3), storage at −70 °C

[9]

is sufficient to ensure stability of the NMR-detectable part of the metabolome for at least 5 years .

For MS-based metabolomics, in case of metabolites that are not routinely measured, in absence of

[15]

specific recommendations, temperatures below −130 °C are recommended to ensure longer stability .

For specific metabolites, the long-term stability should be checked.
5.2.5 Urine thawing

Thawing on ice is recommended. The thawing duration shall be documented. The time elapsing after

the thawing until the analysis shall be documented.
6 © ISO 2021 – All rights reserved
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ISO/FDIS 23118:2021(E)

The thawing procedure and duration until commencing the subsequent analysis shall be validated.

6 Blood
6.1 Outside the laboratory
6.1.1 Primary collection
6.1.1.1 General

For the collection of the specimen the requirements (e.g. disease condition, specimen size) for the

intended molecular examination shall be considered.
See also ISO 15189.
6.1.1.2 Information about the specimen donor/patient

The documentation shall include the ID of the specimen donor/patient, which can be in the form of a code.

The documentation should include, but is not limited to:

a) the health status and relevant lifestyle factors of the blood donor [e.g. healthy, disease type,

concomitant disease(s)];
b) demographics (e.g., age, sex);
...

PROJET
NORME ISO/FDIS
FINAL
INTERNATIONALE 23118
ISO/TC 212
Analyses de diagnostic moléculaire
Secrétariat: ANSI
in vitro — Spécifications relatives
Début de vote:
2021-02-22 aux processus préanalytiques pour
l'analyse du métabolome dans l'urine
Vote clos le:
2021-04-19
et le sang veineux (sérum et plasma)
Molecular in vitro diagnostic examinations — Specifications for pre-
examination processes in metabolomics in urine, venous blood serum
and plasma
LES DESTINATAIRES DU PRÉSENT PROJET SONT
INVITÉS À PRÉSENTER, AVEC LEURS OBSER-
VATIONS, NOTIFICATION DES DROITS DE PRO-
TRAITEMENT PARALLÈLE ISO/CEN
PRIÉTÉ DONT ILS AURAIENT ÉVENTUELLEMENT
CONNAISSANCE ET À FOURNIR UNE DOCUMEN-
TATION EXPLICATIVE.
OUTRE LE FAIT D’ÊTRE EXAMINÉS POUR
ÉTABLIR S’ILS SONT ACCEPTABLES À DES FINS
INDUSTRIELLES, TECHNOLOGIQUES ET COM-
Numéro de référence
MERCIALES, AINSI QUE DU POINT DE VUE
ISO/FDIS 23118:2021(F)
DES UTILISATEURS, LES PROJETS DE NORMES
INTERNATIONALES DOIVENT PARFOIS ÊTRE
CONSIDÉRÉS DU POINT DE VUE DE LEUR POSSI-
BILITÉ DE DEVENIR DES NORMES POUVANT
SERVIR DE RÉFÉRENCE DANS LA RÉGLEMENTA-
TION NATIONALE. ISO 2021
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ISO/FDIS 23118:2021(F)
DOCUMENT PROTÉGÉ PAR COPYRIGHT
© ISO 2021

Tous droits réservés. Sauf prescription différente ou nécessité dans le contexte de sa mise en œuvre, aucune partie de cette

publication ne peut être reproduite ni utilisée sous quelque forme que ce soit et par aucun procédé, électronique ou mécanique,

y compris la photocopie, ou la diffusion sur l’internet ou sur un intranet, sans autorisation écrite préalable. Une autorisation peut

être demandée à l’ISO à l’adresse ci-après ou au comité membre de l’ISO dans le pays du demandeur.

ISO copyright office
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CH-1214 Vernier, Genève
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Publié en Suisse
ii © ISO 2021 – Tous droits réservés
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ISO/FDIS 23118:2021(F)
Sommaire Page

Avant-propos ..............................................................................................................................................................................................................................iv

Introduction ..................................................................................................................................................................................................................................v

1 Domaine d’application ................................................................................................................................................................................... 1

2 Références normatives ................................................................................................................................................................................... 1

3 Termes et définitions ....................................................................................................................................................................................... 1

4 Considérations générales ............................................................................................................................................................................ 3

5 Urine .................................................................................................................................................................................................................................. 4

5.1 En dehors du laboratoire ............................................................................................................................................................... 4

5.1.1 Prélèvement d’urine ..................................................................................................................................................... 4

5.1.2 Exigences relatives au transport ........................................................................................................................ 5

5.2 Au sein du laboratoire ...................................................................................................................................................................... 6

5.2.1 Réception des échantillons ..................................................................................................................................... 6

5.2.2 Exigences relatives au stockage .......................................................................................................................... 6

5.2.3 Traitement des échantillons d’urine ............................................................................................................... 6

5.2.4 Exigences relatives au stockage à long terme des échantillons d’urine ........................... 6

5.2.5 Décongélation de l’urine ........................................................................................................................................... 7

6 Sang .................................................................................................................................................................................................................................... 7

6.1 En dehors du laboratoire ............................................................................................................................................................... 7

6.1.1 Prélèvement primaire ................................................................................................................................................. 7

6.1.2 Transport des échantillons prétraités vers le laboratoire ........................................................... 9

6.2 Au sein du laboratoire ...................................................................................................................................................................... 9

6.2.1 Réception des échantillons ..................................................................................................................................... 9

6.2.2 Traitement des échantillons .................................................................................................................................. 9

6.2.3 Transport des échantillons traités vers un laboratoire en vue de l’analyse

métabolomique ou transport vers une biobanque ..........................................................................10

6.2.4 Exigences relatives au stockage à long terme ......................................................................................10

6.2.5 Décongélation et utilisation du sérum et du plasma .....................................................................10

Annexe A (informative) Instabilité du métabolome ..........................................................................................................................11

Bibliographie ...........................................................................................................................................................................................................................17

© ISO 2021 – Tous droits réservés iii
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ISO/FDIS 23118:2021(F)
Avant-propos

Il convient que l’utilisateur adresse tout retour d’information ou toute question concernant le présent

document à l’organisme national de normalisation de son pays. Une liste exhaustive desdits organismes

se trouve à l’adresse www .iso .org/ members .html

L’ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d’organismes

nationaux de normalisation (comités membres de l’ISO). L’élaboration des Normes internationales est

en général confiée aux comités techniques de l’ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude

a le droit de faire partie du comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales,

gouvernementales et non gouvernementales, en liaison avec l’ISO participent également aux travaux.

L’ISO collabore étroitement avec la Commission électrotechnique internationale (IEC) en ce qui

concerne la normalisation électrotechnique.

Les procédures utilisées pour élaborer le présent document et celles destinées à sa mise à jour sont

décrites dans les Directives ISO/IEC, Partie 1. Il convient, en particulier de prendre note des différents

critères d’approbation requis pour les différents types de documents ISO. Le présent document a été

rédigé conformément aux règles de rédaction données dans les Directives ISO/IEC, Partie 2 (voir www

.iso .org/ directives).

L’attention est attirée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l’objet de

droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L’ISO ne saurait être tenue pour responsable

de ne pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence. Les détails concernant

les références aux droits de propriété intellectuelle ou autres droits analogues identifiés lors de

l’élaboration du document sont indiqués dans l’Introduction et/ou dans la liste des déclarations de

brevets rédigées par l’ISO (voir www .iso .org/ brevets).

Les appellations commerciales éventuellement mentionnées dans le présent document sont données

pour information, par souci de commodité, à l’intention des utilisateurs et ne sauraient constituer un

engagement.

Pour une explication de la nature volontaire des normes, de la signification des termes et expressions

spécifiques de l’ISO liés à l’évaluation de la conformité, ou pour toute autre information au sujet de

l’adhésion de l’ISO aux principes de l’Organisation mondiale du commerce (OMC) concernant les

obstacles techniques au commerce (OTC), voir le lien suivant: www .iso .org/ iso/ fr/ avant -propos .html.

Le présent document a été élaboré par le comité technique ISO/TC 212, Laboratoires d’analyses de

biologie médicale et systèmes de diagnostic in vitro, en collaboration avec le comité technique CEN/TC 140,

Dispositifs médicaux de diagnostic in vitro du Comité européen de normalisation (CEN), conformément à

l’Accord de coopération technique entre l’ISO et le CEN (Accord de Vienne).

Il convient que l’utilisateur adresse tout retour d’information ou toute question concernant le présent

document à l’organisme national de normalisation de son pays. Une liste exhaustive desdits organismes

se trouve à l’adresse www .iso .org/ members .html.
iv © ISO 2021 – Tous droits réservés
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ISO/FDIS 23118:2021(F)
Introduction

La métabolomique est la science -omique qui couvre la caractérisation du métabolome, lui-même

défini comme étant l’ensemble des petites molécules (masse moléculaire < 2 000 Da) dans un certain

[1]

système biologique tel qu’une cellule, un tissu, un organe ou un organisme entier . Les analyses sont

généralement effectuées à l’aide de deux techniques analytiques principales, à savoir la spectrométrie

[2][3][4]

de masse (SM) et la résonance magnétique nucléaire (RMN) . La première a une sensibilité très

faible de l’ordre du picomolaire. Elle nécessite une séparation des échantillons et plusieurs séries

d’expériences ciblant des classes de composés spécifiques. La dernière mesure les métabolites présents

à une concentration supérieure à 1 µM et sert principalement au cours d’analyses non ciblées dans

lesquelles tous les métabolites au-dessus de la limite de détection sont observés simultanément, quelle

que soit leur nature chimique, sans séparation.

Le métabolome est dynamique et assez sensible aux perturbations. Le métabolome peut nettement

changer pendant le prélèvement, le transport, le stockage et le traitement d’échantillons primaires. Par

conséquent, le résultat du diagnostic et des recherches peut devenir une représentation non fiable de

l’état physiologique ciblé spécifique ou de l’instant donné, mais décrit au contraire un profil artificiel

généré pendant le processus préanalytique. On a identifié que les variations préanalytiques avaient

deux origines principales:

a) l’activité enzymatique dans les échantillons, généralement liée à la présence de cellules;

b) les réactions chimiques (par exemple, réactions d’oxydoréduction) dans les métabolites ou entre

les métabolites et l’oxygène, voir les Références [5] à [11].

De plus, les analyses peuvent être influencées par l’utilisation d’additifs ou par l’introduction de

contaminants. Par conséquent, il est capital de choisir des tubes de prélèvement et un matériel en

plastique appropriés lors de la phase préanalytique.

Des études ont été menées pour établir les meilleures méthodes préanalytiques en termes de

préservation du métabolome de l’échantillon d’origine en identifiant les étapes cruciales et les

paramètres affectant la composition du métabolome. De plus, il est nécessaire de standardiser

l’ensemble du processus préanalytique pour assurer la comparabilité des études multicentriques.

Dans l’état actuel des connaissances, aucune méthode préanalytique n’est définie pour les échantillons

métabolomiques. Par conséquent, les méthodes adoptées par les différents centres influencent

grandement le métabolome des échantillons, ce qui rend leur comparaison non fiable. L’adoption des

présentes exigences pour la phase préanalytique permet de comparer et d’évaluer les résultats obtenus

avec l’analyse métabolomique.

Le présent document s’appuie sur ces études pour codifier et standardiser les étapes de l’analyse

métabolomique de l’urine, du sérum et du plasma en phase dite préanalytique.
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PROJET FINAL DE NORME INTERNATIONALE ISO/FDIS 23118:2021(F)
Analyses de diagnostic moléculaire in vitro —
Spécifications relatives aux processus préanalytiques pour
l'analyse du métabolome dans l'urine et le sang veineux
(sérum et plasma)
1 Domaine d’application

Le présent document spécifie les exigences et donne des recommandations concernant la manipulation,

la documentation et le traitement de l’urine et du sang veineux (plasma et sérum) destinés à l’analyse

métabolomique lors du processus préanalytique. Le présent document est applicable aux analyses

métabolomiques et peut être utilisé par les laboratoires biomédicaux, les clients de laboratoires, les

développeurs et fabricants de diagnostics in vitro, les organismes et sociétés de recherche biomédicale,

les biobanques et les autorités réglementaires.
2 Références normatives

Les documents suivants sont cités dans le texte de sorte qu’ils constituent, pour tout ou partie de leur

contenu, des exigences du présent document. Pour les références datées, seule l’édition citée s’applique.

Pour les références non datées, la dernière édition du document de référence s'applique (y compris les

éventuels amendements).

ISO 15189, Laboratoires de biologie médicale — Exigences concernant la qualité et la compétence

ISO 15190, Laboratoires de biologie médicale — Exigences pour la sécurité
3 Termes et définitions

Pour les besoins du présent document, les termes et définitions donnés dans l’ISO 15189 ainsi que les

suivants s’appliquent.

L’ISO et l’IEC tiennent à jour des bases de données terminologiques destinées à être utilisées en

normalisation, consultables aux adresses suivantes:

— ISO Online browsing platform: disponible à l’adresse https:// www .iso .org/ obp

— IEC Electropedia: disponible à l’adresse https:// www .electropedia .org/
3.1
biofluide

fluide biologique qui peut être excrété (tel que l’urine ou la sueur), sécrété (tel que le lait maternel, la

salive ou la bile), obtenu à l’aide d’une aiguille (tel que le sang ou le liquide céphalorachidien) ou produit

suite à un processus pathologique (tel qu’une ampoule ou un liquide cystique)
3.2
analyse

ensemble des opérations destinées à déterminer la valeur ou les caractéristiques d’une propriété

Note 1 à l'article: à l’Article Les processus débutent avec l’analyte extrait et comprennent toutes sortes d’essais

paramétriques ou une manipulation chimique en vue de réaliser l’analyse quantitative ou qualitative.

Note 2 à l'article: à l’Article Pour l’analyse métabolomique, l’extraction de l’analyte n’est pas nécessairement

requise.
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[SOURCE: ISO 20166-1:2018, 3.10, modifiée — le terme admis «phase analytique» a été supprimé et la

Note 2 à l’article a été ajoutée.]
3.3
jeûne
abstinence d’ingestion de nourriture solide ou liquide pendant au moins 8 heures
3.4
spectrométrie de masse

méthode utilisée pour analyser les composés chimiques d’après leur rapport masse/charge

3.5
profilage métabolique

utilisation de plateformes analytiques pour mesurer simultanément l’ensemble des métabolites (3.6)

dans des systèmes biologiques qui peuvent être mesurés par la technique employée (ou sélectionnée)

EXEMPLE La RMN et la SM sont des exemples de techniques.
3.6
métabolites

petites molécules (≤ 2 000 Da) qui sont des intermédiaires et/ou produits du métabolisme des

organismes hôtes, de sa microflore, provenant de nourriture, de boissons, de médicaments ou de

polluants
Note 1 à l'article: à l’Article Pour plus d’informations, voir la Référence [1].
3.7
métabolome

ensemble complet de métabolites (3.6) contenus dans un organisme ou dans un échantillon biologique

Note 1 à l'article: à l’Article Pour plus d’informations, voir la Référence [1].
3.8
métabolomique

analyse exhaustive du métabolome (3.7) d’un échantillon (3.14) biologique (par exemple, organisme,

cellule, tissu ou biofluides (3.1))
3.9
métabolomique par SM

utilisation de la spectrométrie de masse (3.4) pour mesurer les métabolites (3.6) dans des échantillons

biologiques
3.10
spectroscopie par résonance magnétique nucléaire
RMN

méthode reposant sur l’absorption sélective d’ondes radioélectriques haute fréquence par des noyaux

atomiques soumis à un champ magnétique constant

Note 1 à l'article: à l’Article La RMN permet d’obtenir les propriétés chimiques et structurelles des molécules.

3.11
métabolomique par RMN

utilisation de la spectroscopie RMN pour mesurer les métabolites (3.6) dans des échantillons biologiques

3.12
plasma
partie liquide du sang non coagulé

Note 1 à l'article: à l’Article Les échantillons de plasma peuvent contenir des anticoagulants.

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3.13
processus préanalytiques
phase préanalytique
flux de travail préanalytique

processus commençant chronologiquement par la prescription des analyses par le clinicien, comprenant

la demande d’analyse (3.2), la préparation et l’identification du patient, le prélèvement de l’échantillon

primaire, son stockage temporaire, son acheminement jusqu’au laboratoire et au sein du laboratoire,

son aliquotage et son extraction

Note 1 à l'article: à l’Article La phase préanalytique peut comprendre des processus de préparation qui peuvent

influencer le résultat de l’analyse (3.2) prévue.

[SOURCE: ISO 15189:2012, 3.15, modifiée — Un terme supplémentaire a été ajouté et d’autres

informations ont été intégrées.]
3.14
échantillon primaire
spécimen

partie discrète d’un liquide corporel, d’une haleine, d’un cheveu ou d’un tissu prélevé à des fins d’analyse

(3.2), d’étude ou d’examen d’une ou plusieurs grandeurs ou propriétés pour déterminer le caractère de

l’ensemble

[SOURCE: ISO 15189:2012, 3.16, modifiée — Le terme et la définition sont utilisés ici sans les notes

d’origine.]
3.15
température ambiante
température définie entre 18 °C et 25 °C pour les besoins du présent document
3.16
sérum
liquide qui peut être séparé du sang coagulé
3.17
stabilité

caractéristique d’un matériau de référence, lorsqu’il est entreposé dans des conditions spécifiées, à

conserver une valeur de propriété spécifiée dans des limites spécifiées pendant une période de temps

spécifiée

[SOURCE: Guide ISO 30:2015, 2.1.15 — Le terme et la définition sont utilisés ici sans la note d’origine.]

4 Considérations générales

Pour les considérations générales sur les systèmes de management de la qualité des laboratoires

médicaux et, en particulier, sur le prélèvement, la réception et la manipulation des échantillons (y

compris la prévention de la contamination croisée), voir l’ISO 15189 ou l’ISO/IEC 17020. Les exigences

relatives à l’équipement, aux réactifs et aux consommables de laboratoire conformément à l’ISO 15189

doivent être respectées; l’ISO/IEC 17020 peut également s’appliquer.

Toutes les étapes du processus de diagnostic peuvent influencer le résultat final de l’essai analytique et

une évaluation des risques doit être effectuée (voir également l’ISO 14971). Des mesures d’élimination

ou de réduction des risques identifiés doivent être établies, le cas échéant, pour assurer le bon

déroulement de l’analyse. Il faut notamment étudier et vérifier que les métabolites destinés à être

analysés ne sont pas compromis d’une manière affectant le bon déroulement de l’analyse. Cela peut

être effectué, par exemple, en appliquant l’analyse prévue aux spécimens/échantillons qui ont subi

des études temporelles reflétant chaque étape du processus préanalytique telles que le transport et

le stockage, et en mettant en œuvre des mesures de prévention ou de réduction des impacts par les

variables préanalytiques identifiées.
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En l’absence de technologies adaptées de stabilisation des échantillons, concernant le métabolome, le

prélèvement d’échantillons doit être effectué à l’hôpital ou dans des établissements où des méthodes

appropriées de traitement des biofluides sont immédiatement disponibles.

En particulier, pour les échantillons destinés à subir une analyse métabolomique, les étapes suivantes

doivent être prises en compte:
a) prétraitement du patient (jeûne, thérapie, etc.);
b) prélèvement de l’échantillon sur le patient;

c) sélection de récipients et d’emballages de prélèvement (par exemple, tubes de prélèvement, boîte

réfrigérante, boîte de stockage et boîte de transport);

d) sélection de méthodes de stabilisation (par exemple, tout composé ajouté pour stabiliser

l’échantillon);
e) consignation des ajouts ou modifications de l’échantillon;
f) consignation des types et de la quantité, et description des échantillons.

Les exigences de sécurité relatives au stockage, au transport et à la manipulation doivent être prises en

compte conformément à l’ISO 15189 et à l’ISO 15190. Il convient de respecter le Guide de l’OMS sur la

[14]

sécurité du transport des matières infectieuses et des échantillons de diagnostic .

5 Urine
5.1 En dehors du laboratoire
5.1.1 Prélèvement d’urine
5.1.1.1 Généralités

Pour le prélèvement de l’échantillon, les exigences (par exemple, état pathologique, taille d’échantillon)

relatives à l’analyse moléculaire prévue doivent être prises en compte.
Voir également l’ISO 15189.
5.1.1.2 Informations sur le donneur d’échantillons/patient

La documentation doit inclure l’identifiant du donneur d’échantillons/patient, qui peut avoir la forme

d’un code.
Il convient que la documentation comprenne, entre autres:

a) l’état de santé et les facteurs liés au mode de vie du donneur d’urine [par exemple, en bonne santé,

type de maladie, maladie(s) concomitante(s)];
b) les caractéristiques démographiques (par exemple, âge, sexe);

c) les informations sur le traitement médical et sur tout traitement précédent le prélèvement d’urine

(par exemple, anesthésiques, médicaments, méthodes de diagnostic);

d) l’heure du prélèvement, y compris des informations sur le jeûne, les activités antérieures;

e) le consentement approprié du donneur d’échantillons/patient.
5.1.1.3 Sélection et étiquetage des récipients de prélèvement
Le laboratoire doit définir le récipient destiné au prélèvement d’urine.
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Généralement, aucun additif n’est utilisé car il peut interférer avec la méthode analytique. Si nécessaire,

pour des besoins spécifiques, leur impact sur les performances et les résultats analytiques doit être

analysé. Certains additifs présents dans les tubes de prélèvement peuvent être dangereux pour les

patients (toxiques ou corrosifs par exemple).

Pour l’étiquetage (identification des échantillons) du tube de prélèvement d’urine, une méthode de

routine (voir également l’ISO 15189) ou une méthode incluant des informations supplémentaires (par

exemple, code-barres 2D) doit être utilisée.
5.1.1.4 Prélèvement et réception d’urine en provenance du donneur d’échantillons
5.1.1.4.1 Généralités

Des instructions de prélèvement d’urine doivent être fournies au donneur, y compris les mesures

de sécurité à respecter lors de la manipulation des récipients de prélèvement contenant des additifs

dangereux. Il convient de s’assurer que tous les dispositifs de prélèvement d’urine sont compatibles

avec la métabolomique, par exemple en évitant toute interférence avec le profil métabolique.

NOTE Pour les enfants qui ne vont pas tout seuls aux toilettes, la méthode non invasive la plus courante est la

technique «clean catch», définie comme étant la référence absolue par le National Institute for Health and Clinical

Excellence (NICE), 2007. Cette méthode consiste à récupérer un échantillon en tenant un flacon d’échantillon

stérile sous le jet d’urine. Les poches et les compresses de prélèvement d’urine peuvent également être utilisées

pour prélever l’urine. L’institut NICE estime que les compresses de prélèvement d’urine constituent la meilleure

option pour effectuer la technique «clean catch».

Il convient que les premières urines à mi-jet du matin soient prélevées après un jeûne d’au moins 8 h.

L’ingestion de boissons peut influencer les concentrations en métabolites. Cela nécessite une

normalisation. Préciser si le prélèvement a été effectué à différents moments ou s’il s’agit d’un

prélèvement sur 24 h. Tout écart par rapport aux instructions doit être validé. Le jeûne permet

d’effectuer l’analyse métabolomique de l’urine lorsque les donneurs ayant les mêmes conditions

métaboliques sont synchronisés. Les recherches ou les essais analytiques dédiés peuvent nécessiter

différentes conditions chez les patients.

Un volume suffisant d’urine doit être prélevé conformément aux exigences des étapes de préparation

préanalytiques et à l’essai analytique.

Toute intervention clinique affectant le prélèvement des échantillons doit être documentée. Le volume

prélevé total doit être documenté.

5.1.1.4.2 Informations sur les échantillons d’urine et exigences de stockage sur le site de

prélèvement d’urine

Étant donné que les profils métaboliques peuvent changer après le prélèvement d’urine et ainsi affecter

la validité et la fiabilité du résultat de l’essai analytique, la documentation sur l’échantillon primaire

d’urine doit inclure l’heure et la date de prélèvement de l’urine.

Il convient de conserver tout l’échantillon d’urine au réfrigérateur entre 2 °C et 8 °C pendant 2 h

maximum et de ne pas le congeler avant centrifugation et/ou filtration, pour éviter toute perturbation

cellulaire due à la formation de cristaux de glace, sauf si l’essai analytique fournit des indications

différentes.

La durée totale autorisée pour le stockage de l’échantillon d’urine comprend la durée de stockage sur le

site de prélèvement d’urine, le transport vers le laboratoire d’essai et le stockage au sein du laboratoire

d’essai ou d’autres établissements.
5.1.2 Exigences relatives au transport

Pendant le transport, il convient de conserver l’échantillon dans un endroit réfrigéré (entre 2 °C et 8 °C).

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Des mesures appropriées doivent être prises pour respecter les limites de température et pour réduire

le temps de livraison, qui ne doit pas dépasser 2 h après prélèvement.

La déclaration de conformité de la méthode de transport doit être documentée. Tout écart par rapport

au protocole doit être décrit et documenté.

Il convient de respecter le Guide de l’OMS sur la sécurité du transport des matières infectieuses et des

[14]
échantillons de diagnostic .
5.2 Au sein du laboratoire
5.2.1 Réception des échantillons

L’heure de réception des échantillons d’urine et les conditions (par exemple, étiquetage, conditions de

transport, volume, fuite et précipitation) des échantillons reçus doivent être documentées. Toute non-

conformité de l’étiquetage, des conditions de transport et des différences de volumes d’urine avec les

exigences décrites pour le prélèvement d’urine ou la préparation des échantillons doit être documentée.

En cas de non-conformité des conditions de transport, du temps de stockage et de transport ou du

[7][8][9]

volume d’urine susceptible d’affecter la validité et la fiabilité du résultat de l’essai analytique , il

convient de prélever un nouvel échantillon.

Si l’essai analytique l’exige, il convient d’évaluer les propriétés de l’échantillon (par exemple, valeur pH,

concentration en créatinine, sang et/ou contaminations bactériennes).
5.2.2 Exigences relatives au stockage

La température de stockage et l’intervalle de temps entre la réception des échantillons et le traitement

des échantillons d’urine doivent être documentés.
Il convient que la température de stockage soit conforme à 5.1.1.4.2.

La durée totale de stockage des échantillons d’urine doit inclure la durée de stockage sur le site de

prélèvement d’urine (voir 5.1.1.4.2), le transport vers le laboratoire (voir 5.1.2) et tout autre stockage au

sein du laboratoire ou d’autres établissements.
Certaines analyses
...

Questions, Comments and Discussion

Ask us and Technical Secretary will try to provide an answer. You can facilitate discussion about the standard in here.