
小代君說
生物樣本庫又稱生物銀行(Biobank),是對臨床患者的樣本資源進行標準化留存,并對相應的臨床資料和質控體系等進行統一化管理的生物應用系統[1-2]。隨著科技的進步,高質量、標準化的生物樣本庫已成為重大疾病基礎與臨床研究、臨床診治技術研發、健康研究與產業化的必要因素[3],也是以相互合作和資源共享為特點的轉化醫學的重要戰略資源。生物樣本庫的構建對于開展人類疾病的預測、診斷、治療研究具有不可替代的重要作用[4-5],擁有高質量的臨床樣本庫,同時有基因芯片和高通量測序等相關技術的支撐,以及系統生物學的分析可以使人類對疾病進行早期預測、預防及個性化治療成為可能,也就是現在所倡導的精準醫療。因此,生物樣本庫的建設在已經到來的精準醫學時代里將會起到重要作用。

01
生物樣本庫的發展現狀
人類組織生物樣本庫在國外已有60余年的發展歷史。國外比較有代表性的平臺有國際生物和環境樣本庫協會(ISBER)、美國國立癌癥研究所樣本庫(NCI)、歐洲生物樣本庫與生物分子資源研究平臺(BBMRI)和英國生物樣本庫(UK Biobank)等[3,6]。隨著轉化醫學對生物樣本庫發展的需求,促進生物樣本庫建設更加規范。我國是一個多民族國家,人口多、臨床疾病類型多、生物樣本資源豐富是特有的國情。2003年國家啟動了自然科技資源共享平臺建設項目,并明確要求建設國家生物信息科技基礎設施—國家生物信息中心,包括生物信息庫和大型生物樣本資源庫以及共享服務體系[7]。隨著中華民族永生細胞庫、國家重大新藥創制專項臨床標本資源庫等樣本庫的建成,推動了我國生物樣本庫的發展[8]。
02
綜合性醫院建設生物樣本庫存在的問題
隨著國家對科技發展的要求,每年都有大批臨床醫師申請承擔各類研究任務,政府投入建設的大型生物樣本庫遠不能滿足研究任務的需求,因此以學科為單位的小型樣本庫不斷涌現,這些各自為戰的小型樣本庫為各學科提供較為方便的服務,同時也帶來一系列問題。
2.1建設標準不統一 缺乏有效管理機制
樣本的留存需要多部門(臨床科室、手術室、病理科、檢驗科)、多環節(包括采集、處理、運輸、存儲等)相互合作,并無縫對接的過程;在實際過程中,利益直接獲得者表現得非常積極,而服務提供者則表現為敷衍、應付,在這樣的工作狀態下,如果沒有一個有效的管理機制和規范的操作流程很難保證多部門的默契配合,影響樣本的完整收集和高質留存。其次,生物樣本種類繁多,各種類型的樣本以及檢測需求的不同,對留存有不一樣的要求。由于缺乏各類樣本存儲標準規程,因此留存的樣本質量參差不齊,對后續的實驗造成負面影響,產生的科研結果和數據可信度下降。另外,樣本信息與臨床信息集成不緊密,信息不完整,標準化不夠,難以用于臨床研究。總之,對于什么樣的患者/病種適合入庫、入什么庫,樣本的使用管控,實驗數據管理共享,樣本信息與臨床信息集成,調動和保護臨床研究者,尤其是樣本提供者的積極性和使用的公平性,都需要有效的管理機制進行規范,才能促進樣本庫長期健康發展。
2.2輕視倫理審查 存在倫理風險
臨床樣本的科學研究、大數據的產生,以及精準醫療實踐都面臨很多倫理問題,需要進一步規范倫理審查和監督。現狀是樣本收集者主觀上缺乏倫理知識和意識,忽略倫理要求的相關流程,有項目不經過倫理審查;客觀上擔心患者不配合,存在直接采集樣本而不告知的現象,違背倫理原則;另外由于缺乏標準操作,采集樣本不規范,干擾臨床診斷,存在嚴重倫理風險。
2.3建設分散不統籌 各類資源浪費嚴重
在大量研究任務的驅使下,科室為了更加便捷地使用樣本,開始建立科室小型樣本庫。分散建設必然存在效率低下,成本過高的問題:一是各科室均購置低溫冰箱和液氮罐等大型深低溫儲存設備,造成設備的重復購置;二是諸多儀器設備體積大,占地面積多,使原本就很緊張的醫療用房更加緊缺;三是每個科室都配備相關工作人員,專門從事樣本的留存工作,有限的人力資源未得到合理配置;四是由于硬件建設和采集流程不標準不統一,數據不完整,造成臨床樣本資源的根本性浪費。
03
綜合性醫院生物樣本庫的建設探索
截至2009年,我國約70%的三甲醫院已有或者已經計劃建設自己的生物樣本庫,而其中多以專科醫院為主。本院作為一所大型綜合性醫院,每年承擔國家和省市各類基金百余項,建設一個規范、標準、面向精準醫療基于大數據的臨床生物樣本庫是醫院開展轉化醫學研究的必要條件,也是打造基礎科研平臺的重要舉措。本院在分析多家單位樣本庫建設情況的基礎上,以“搭構架、定機制、立規范、抓信息”為主要任務,結合本院自身特點,探索在轉化醫學背景下本院生物樣本庫的建設。
3.1做好頂層設計 注重團隊建設
首先,定位生物樣本庫是本院科研公共服務平臺,由醫院統一管理,并成立生物樣本庫領導小組,由院長牽頭,各部門共同參與,負責生物樣本庫的建設指導和大項工作的決策;二是成立樣本庫管理辦公室,掛靠轉化醫學辦公室,負責生物樣本庫的日常運行;三是成立生物樣本庫專家委員會,由相關學術專家及入庫臨床科室主任擔任,負責對樣本入庫的必要性、有效性、樣本資源的使用和數據管理進行論證和審核;四是依托醫院倫理委員會對樣本涉及的倫理問題進行監督和審查;五是明確由檢驗科和病理科負責選派專業人員專門從事樣本的收集、處理和凍存等工作,并接受生物樣本庫專業培訓。各部門明確分工和職責,確保樣本庫有效持續運行(圖1)。

▲圖1 生物樣本庫運行模式
3.2制定建設規劃 按照步驟推進
在搭建了較為完善的組織構架和管理機制基礎上,醫院制定“生物樣本庫建設5年發展規劃”,該規劃分三期完成:一期堅持“有需求、有計劃、有支撐、有產出”的原則,實現部分科室樣本率先入庫,主要針對醫院特色學科,有大量病源且有課題任務支撐的科室,摸索并形成適合長海醫院的生物樣本庫建設模式;二期在一期建設的基礎上不斷完善改進管理機制,逐漸擴大病種范圍,實現多元化、多病種樣本庫的建設;三期在原有樣本庫信息系統的基礎上,對所有入庫科室完成電子科研病歷的信息化建設,確保資源的完整性和使用數據的方便性,為下一步的資源共享奠定基礎。
3.3建立規范標準 把控樣本質量
“質量是樣本庫的靈魂”。為了保證每一例入庫樣本的質量,醫院依照ISBER國際標準,制定《長海醫院生物樣本庫SOP》。該SOP涵蓋了樣本管理、質量控制、硬件維護、人員管理、倫理審查等數十個方面的內容,尤其是對采集人員、樣本總量及轉移過程都有明確要求,實施全流程的監督和管理。例如血液樣本是患者入院后醫師開具醫囑,由護士收取血液樣本,分別收入抗凝管(EDTA抗凝)和促凝管(促凝膠),低溫運送至樣本庫進行分離處理成血漿、血清、血細胞,并匹配患者臨床信息后存儲入庫;組織樣本則是在手術室取材間由病理科醫師對術中標本進行取材、分裝和信息的錄入,并于當天統一入庫,每一例組織樣本的留存都必須在保證臨床病理診斷的前提下完成,組織樣本包括癌組織、癌旁組織和正常組織;對于需進行RNA提取分析的特殊樣本,要求樣本離體后必須在熱缺血時間內完成樣本的分裝錄入并置于液氮保存,如胰腺組織必須在離體后15分鐘內完成分裝儲存,以防生物降解,確保RNA的提取。
3.4依靠審核機制 確保規范使用
“樣本庫的作用不僅是為了留存有價值的臨床樣本,更關鍵的是要發揮和挖掘其價值,且保護好各方的利益”。為此,醫院制定《生物樣本庫使用管理辦法》,明確樣本的使用機制。辦法規定申請使用樣本庫樣本的人員需具備本院主治醫師(含)以上專業技術職稱,并需在正規研究機構對樣本進行研究,以確保實驗數據的真實可靠性,減少實驗誤差;二是樣本使用者需向轉化醫學辦公室遞交使用申請,經樣本歸屬科室同意,學術委員會和倫理委員會審核,最后提交院領導審批通過后方可申領使用樣本;三是依據數據共享原則,出庫樣本所產生的所有實驗數據必須反饋至樣本庫統一儲存管理。
3.5加強信息管理 搭建數據平臺
?“沒有信息轉化,生物樣本庫建設意義將成空談”。信息化建設是樣本庫建設的核心內容,樣本庫需要依靠信息化管理集成臨床信息、樣本信息、檢測信息和患者隨訪信息。早在樣本庫建設初期與信息公司一起設計開發專用的信息管理系統,并始終堅持“標準、規范、持續、集成”的建設目標,最終把本院生物樣本資源轉化成可以共享的數據信息資源。本院信息系統一期項目已完成與HIS、LIS、PACS,以及手術排班等系統的對接,實現對樣本庫科研患者臨床信息的抽取和整合,并可對樣本的存儲溫度、位置、管數和類別等信息等進行實時監控和管理,對出庫樣本所產生的實驗數據進行回收和統計分析。
04
展望
生物樣本庫的建設絕不僅限于儲存,更重要的是資源的應用和共享。隨著我國對多中心大數據資源平臺的重視,樣本庫也將得到大力的發展和建設。本院生物樣本庫還在建設的初級階段,運行模式和管理機制的合理性需要進一步驗證。在建設中逐步完善以下幾個方面:一是培養并建立一支符合樣本庫技術需要,專業化的管理隊伍;二是開發與科研需求相對應的具有個性化的科研電子病歷,確保樣本庫最終以精準的數據形式留存;三是建立健全入組臨床患者的隨訪機制,在臨床科研人員的配合下不斷使臨床資料完善;四是引進先進技術對生物樣本庫進行二次開發,充分挖掘數據的價值,使樣本資源儲存方式和利用更加廣闊。