閔行區(qū)慢性病生物樣本庫的建立

張穎華，嚴(yán)玉潔，方紅，歐陽霖，嚴(yán)謹(jǐn)，趙燕萍

隨著社會人口老齡化的加劇，慢性病越來越成為重要的公共衛(wèi)生問題和科學(xué)研究的重點。閔行區(qū)常住人口242.94 萬，納入閔行區(qū)居民電子健康信息檔案的糖尿病患者 51379 例，高血壓患者 184266 例，腫瘤患者 20000 例。在慢性病的防治中，公共衛(wèi)生研究人員對慢性病患者生物樣本的需求量也大為上升，因此慢性病生物樣本庫的建立就成為擺在我們面前的一個緊急而重要的任務(wù)。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 儀器 MDF-U73V 立式 –80 ℃ 冰箱和 MDF-C8V臥式 –80 ℃ 冰箱為日本 Sanyo 公司產(chǎn)品；BP-IP-300 型標(biāo)簽打印機為美國 Brady 公司產(chǎn)品；5720R 型低溫離心機為德國 Eppendorf 公司產(chǎn)品；UA-C15 型轉(zhuǎn)運箱為北京福意聯(lián)公司產(chǎn)品；EPS-100 型電泳儀和 Fine-do X5 型凝膠成像系統(tǒng)為上海天能公司產(chǎn)品。

1.1.2 耗材 10×10 專用凍存盒、4×8 抽屜凍存架和0.5 ml 凍存管為上海萬格科學(xué)器材有限公司產(chǎn)品；低溫標(biāo)簽和標(biāo)簽色帶為美國 Brady 公司產(chǎn)品；5 ml 塑料離心管為江蘇浩天生物器材制造廠生產(chǎn)；5 ml 抗凝采血管和非抗凝采血管購自武漢致遠(yuǎn)醫(yī)療科技有限公司。

1.1.3 軟件 凍存管理軟件購自杭州艾迪康醫(yī)學(xué)檢驗有限公司；溫度管理軟件和無線采集模塊為上海萬格科學(xué)器材有限公司開發(fā)；無線數(shù)據(jù)接口購自杭州創(chuàng)業(yè)軟件股份有限公司。

1.1.4 試劑 全血總 DNA 提取試劑盒購自廣州 Magen公司；瓊脂糖凝膠和 λDNA/Hind III 分子標(biāo)記為日本Takara 公司產(chǎn)品。

1.2 方法

1.2.1 樣本收集對象 經(jīng)閔行區(qū)疾病預(yù)防控制中心倫理委員會審核批準(zhǔn)，以江川社區(qū)衛(wèi)生服務(wù)中心為試點，隨機抽取60 歲以上老年體檢人群，收集前培訓(xùn)社區(qū)衛(wèi)生服務(wù)中心體檢工作人員和標(biāo)本庫現(xiàn)場采集人員，保證現(xiàn)場工作的一致和準(zhǔn)確，并事先在居委會做好體檢登記核對。

1.2.2 基線調(diào)查 利用閔行區(qū)現(xiàn)有的居民電子健康信息系統(tǒng)（electronic health record，EHR）進行基線調(diào)查。該系統(tǒng)主要由閔行區(qū)衛(wèi)生數(shù)據(jù)中心系統(tǒng)（包括數(shù)據(jù)交換中心、區(qū)級居民健康檔案信息系統(tǒng)），社區(qū)衛(wèi)生服務(wù)信息系統(tǒng)（全科診療、高血壓糖尿病等慢性病管理、婦女保健管理、兒童保健管理、計劃免疫、腫瘤早發(fā)現(xiàn)、體檢系統(tǒng)）等模塊組成。其中慢性病管理模塊包含被管理對象的基本信息、生活方式、危險因素、臨床診斷結(jié)果等大量可供分析的變量。經(jīng)過統(tǒng)一培訓(xùn)的當(dāng)?shù)厣鐓^(qū)衛(wèi)生服務(wù)中心人員統(tǒng)一輸入居民 EHR 系統(tǒng)，醫(yī)生對體檢人員做知情告知，體檢者簽署知情同意書后，刷個人健康卡。

1.2.3 樣本采集及入庫

1.2.3.1 標(biāo)本條形碼設(shè)置 體檢者刷其持有的閔行區(qū)健康卡，生成體檢編號，如 J000001。對于已簽署知情同意的體檢者在其體檢套餐中勾選打印現(xiàn)場體檢編號，貼于抗凝管和非抗凝管上，這個標(biāo)簽信息是“暫時”的，此標(biāo)簽編碼是標(biāo)記原始采血管的編碼，用于識別此采血管為哪個招募對象的標(biāo)本。

1.2.3.2 樣本采集 用事先打印好的具有唯一身份標(biāo)識的條形碼標(biāo)簽分別貼于知情同意書、EDTA 管和血清管。抽取體檢者的血液標(biāo)本，用統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)試管收集 1 管抗凝血，1 管非抗凝血（抗凝劑 EDTA，血量均保持在 5 ml 以上），現(xiàn)場于 4 ℃ 冰箱保存，4 h 內(nèi)經(jīng) 4 ℃ 冷鏈運送至實驗室，抗凝血標(biāo)本直接分裝到每個凍存管中，非抗凝血標(biāo)本 5994× g 離心 10 min，吸取上清分裝到凍存管中。

1.2.3.3 樣本入庫 貼有紙質(zhì)條碼標(biāo)簽的采血管分別離心后于特制管架上排序，分裝標(biāo)本核對采集信息。二維碼打印機設(shè)置 IP 地址，通過應(yīng)用程序客戶端發(fā)送打印指令給打印機，打印一組耐 –80 ℃ 低溫的二維碼標(biāo)簽。其中血清 3 管（綠色管，編號 S），全血 3 管（橘色管，編號 WB），共6 張條碼分別貼于相應(yīng)分色的 EP 管上，此標(biāo)簽信息是“長期”的，通過中心實驗室二維條碼掃描器及網(wǎng)絡(luò)條碼識別完成標(biāo)本的入庫及標(biāo)本相關(guān)信息的導(dǎo)入，標(biāo)本轉(zhuǎn)入 –80 ℃ 冰箱長期保存。

1.2.4 樣本信息和 EHR 信息對接 閔行區(qū)每個持有健康卡的對象均有一個由 0～9 組成的 20 位編號的固定且唯一的個人編碼。標(biāo)本管理軟件通過數(shù)據(jù)接口，根據(jù)個人編碼，借助局域網(wǎng)與 EHR 中相應(yīng)信息字段預(yù)先進行關(guān)聯(lián)。當(dāng)在實驗室掃描標(biāo)本二維碼時自動從 EHR 獲取對應(yīng)的信息項目，并自動載入到標(biāo)本信息列表中，實現(xiàn)了信息與標(biāo)本同時入庫。標(biāo)本入庫后再通過個人編碼建立數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)，將體檢結(jié)果、實驗室檢測結(jié)果等從HIS、LIS 導(dǎo)入數(shù)據(jù)庫。為保證信息安全標(biāo)本管理軟件應(yīng)設(shè)置相應(yīng)權(quán)限。

1.2.5 血樣本質(zhì)量控制 按比例隨機抽取 100 份儲存于低溫冰箱的抗凝血樣本，室溫融化后，用 HiPure blood DNA mini kit 進行抽提。取 3 μl 純化的 DNA，點樣于 0.8% 瓊脂糖凝膠，80 V 電泳 30 min 后拍照。

2 結(jié)果

2.1 初步建立了慢性病研究樣本庫

2012年 5月開始收集標(biāo)本，募集對象為上海閔行江川地區(qū) 60 歲以上居民。目前共招募 10115 人，其中男性4137 人（40.90%），女性 5978 人（59.10%），平均年齡值為 65.15 歲，明確為高血壓的患者 5557 人，糖尿病患者1869 人。共收集 60690 份標(biāo)本，其中血清 30310 份，全血 30380 份。

2.2 慢性病生物樣本庫收集的數(shù)據(jù)信息

信息數(shù)據(jù)庫主要分為個人基本信息，流行病學(xué)信息（生活史、家族史、危險因素），臨床診斷信息（血尿常規(guī)、影像檢查、特殊檢查），隨訪記錄，用藥情況等，共 94 個字段，詳見表 1。

2.3 血樣本質(zhì)控結(jié)果

抗凝血基因組 DNA 的部分電泳圖譜見圖 1，結(jié)果表明，所有質(zhì)控樣本的 DNA 帶型單一、完整、不降解。

3 討論

建立生物樣本庫是一個系統(tǒng)工程，它是系統(tǒng)地、有目的地收集特定人群的生物樣本，以備“將來”的研究。這個“將來”，可能沒有具體的時限，因此標(biāo)本需要長期保存。生物樣本庫的建設(shè)包括硬件設(shè)施與保障、樣本操作規(guī)程、信息管理系統(tǒng)、倫理委員會、樣本的利用及共享機制等。

目前國內(nèi)外已經(jīng)建立了用于慢性病研究的樣本庫[1-5]，但閔行區(qū)尚無。此慢性病生物樣本庫以江川社區(qū)衛(wèi)生服務(wù)中心為試點，摸索生物樣本庫的建設(shè)流程、倫理問題、軟件對接、標(biāo)本采集存儲以及生物樣本庫的應(yīng)用等諸多環(huán)節(jié)，在此基礎(chǔ)上建成覆蓋閔行區(qū)全人群的慢性病生物樣本庫。

我國生物標(biāo)本庫存在的問題主要有以下幾點：標(biāo)本收集不規(guī)范、保存不完善、流行病學(xué)資料缺乏或缺失等。一個較好的生物樣本庫是建立在高質(zhì)量的標(biāo)本和全面的標(biāo)本信息基礎(chǔ)上的，使用缺乏質(zhì)控或信息缺乏的標(biāo)本而發(fā)表的文獻所造成的負(fù)面影響將要花費很長時間來消除[6]。涵蓋豐富流行病學(xué)信息和臨床診斷信息的閔行區(qū) EHR 信息系統(tǒng)為慢性病生物樣本庫的建設(shè)提供了一個優(yōu)越的先決條件，它涵蓋了“基本醫(yī)療”、“高血壓管理”、“糖尿病管理”、“腫瘤早期篩查”等業(yè)務(wù)模塊。目前閔行區(qū)高血壓和糖尿病患者管理人數(shù)分別占上海全市 11.84% 和 12.57%；重大疾病的高危和疑似人群能通過 EHR 及時篩選出來。被管理對象在醫(yī)院的每一個就醫(yī)環(huán)節(jié)，包括用藥信息都被準(zhǔn)確、實時地輸入到系統(tǒng)里，這一涵蓋了豐富的流行病學(xué)信息的 EHR 系統(tǒng)在國內(nèi)處于領(lǐng)先水平，使更多有價值的研究成為可能。同時閔行區(qū)高血壓規(guī)范管理率為 92.01%，糖尿病規(guī)范管理率 96.09%，居上海市前列，這為創(chuàng)建慢性病科研平臺標(biāo)本庫提供了較為扎實的標(biāo)本資源，固定、易隨訪保證了相關(guān)信息資源和標(biāo)本資源完整性。但同時我們也發(fā)現(xiàn)，體檢人群的流行病學(xué)信息還有缺失，為了完善這部分關(guān)鍵內(nèi)容，我們擬在下一步的工作中培訓(xùn)社區(qū)醫(yī)生，提高流行病信息的完整性以及體檢人群的依從性；其次收集的臨床診斷數(shù)據(jù)中還存在一些不能量化的變量，比如說一些臨床檢查結(jié)果的描述是文本型的，如何把這些字段量化也是今后一段時間內(nèi)亟需改進的地方。

樣本庫建設(shè)的另外一個重要的方面是樣本信息和采樣對象的流行病學(xué)信息的一一對應(yīng)，這就對標(biāo)本管理軟件和信息軟件的接口提出了更高的要求，操作方便，設(shè)置靈活的管理軟件以及高質(zhì)量的數(shù)據(jù)接口能減少出錯幾率，保證樣本信息的準(zhǔn)確性。

表1 慢性病生物樣本庫收集的數(shù)據(jù)信息

圖1 部分樣品的 DNA 電泳圖譜

綜上所述，本項目通過采集、保存和利用人類慢性病的生物標(biāo)本，結(jié)合閔行區(qū) EHR 信息將社區(qū)居民慢性病管理資料與標(biāo)本庫有機結(jié)合起來，如本項目中把每個入選對象的流行病學(xué)信息和收集的標(biāo)本信息一一對應(yīng)，建立了實時、安全、有較高研究價值的慢性病生物樣本庫，實現(xiàn)了標(biāo)本信息資源的共享，使得慢性病研究平臺標(biāo)本庫能更好地滿足科研和疾病防控需要。

慢性病生物樣本是極其稀缺和寶貴的遺傳資源，建立慢性病生物樣本庫不僅能有效地利用有限的慢性病標(biāo)本，為人類直接探究慢性病發(fā)生、發(fā)展機制提供具體研究對象，縮短研究周期，加快研究進程，早出成果，同時標(biāo)本庫的建立能有效加強高校和科研機構(gòu)之間的相互合作，有效提高慢性病研究水平，將更為有利于慢性病研究的發(fā)展。

同時我們也意識到建立一個高質(zhì)量、規(guī)范的標(biāo)準(zhǔn)化慢性病生物樣本庫仍是一個新的課題，如何確保標(biāo)本長期保存的質(zhì)量[7]，如何建立好標(biāo)本采集、保存、信息化管理和研究于一體的科學(xué)管理體系，如何解決樣本收集過程中的倫理問題，如何最大限度地利用好生物樣本庫[8]，有效地保護和利用好人群的遺傳資源等，這些問題都需要我們進一步去研究解決。

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