生物樣本庫質(zhì)量控制體系建立的經(jīng)驗和體會

張育軍，高芳芳，彭衛(wèi)康，葉 磊，徐 濤，劉玉蘭

生物樣本庫質(zhì)量控制體系建立的經(jīng)驗和體會

張育軍，高芳芳，彭衛(wèi)康，葉 磊，徐 濤，劉玉蘭

目的探討生物樣本庫樣本質(zhì)量管理體系的建立。方法進行生物樣本庫資源管理，制定樣本標準化操作流程，收取臨床資料及隨訪資料完整的患者的組織、血清、血漿、血細胞、骨髓細胞等樣本，并按照各自的標準化操作流程進行處理、分裝、儲存和使用，全程進行質(zhì)量管理和控制。應用數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)軟件進行入庫和管理。結(jié)果自2012年1月，北京大學人民醫(yī)院已有25個科室的樣本入庫，已入庫樣本63 693例、病種33種、樣本類型20種。根據(jù)樣本使用人員的反饋及樣本的質(zhì)量檢測均表明樣本質(zhì)量較好。結(jié)論質(zhì)量管理是樣本庫運轉(zhuǎn)的中心環(huán)節(jié)，是樣本庫建設的關(guān)鍵，是高質(zhì)量規(guī)范化醫(yī)學研究的基礎保障。

質(zhì)量控制；質(zhì)量管理；標準化操作流程；信息化管理

生物樣本庫是將人體正?；虿±斫M織、全血、體液或經(jīng)初步處理的生物樣本如DNA、RNA等，通過冷凍等多種途徑加以保存，收集樣本完整的臨床、病理、治療、隨訪等資料，并有完善的質(zhì)量管理系統(tǒng)，為醫(yī)學提供支撐的一種資源庫。樣本庫的目的是在符合相應的法律、法規(guī)情況下，提供高質(zhì)量的樣本及其相關(guān)信息。樣本的質(zhì)量關(guān)系到研究者試驗的成敗，無疑是樣本庫所面臨的首要問題。北京大學人民醫(yī)院于2012年按照中國醫(yī)藥生物技術(shù)協(xié)會生物樣本庫標準建立了生物樣本庫；生物樣本庫工作人員參加了中國醫(yī)藥生物技術(shù)協(xié)會組織生物樣本庫分會標準化生物樣本庫認證培訓，并獲得資質(zhì)證明；按照標準建成了樣本儲存和信息管理中心，制定了樣本管理的標準化操作流程和樣本質(zhì)量管理方案，建立了符合國際規(guī)范的生物樣本庫［1-4］。樣本庫的質(zhì)量管理體系，包括質(zhì)量保證和質(zhì)量控制，貫穿于樣本庫的整個運作過程。質(zhì)量管理體系的實施和維護有助于樣本庫的長期發(fā)展，保證樣本庫為用戶提供高質(zhì)量的服務，保證科研結(jié)果的質(zhì)量，因此建立質(zhì)量管理體系具有重要意義［5］。

1 材料與方法

1.1 資源管理

1.1.1 人員管理 建立與生物樣本庫業(yè)務相適應的人員結(jié)構(gòu)，明確滿足樣本捐贈、倫理審核、知情同意、采集、處理、貯存、注釋、檢索、檢測、出庫、運輸、質(zhì)量管理等功能需求的人員的職責［3］。設立專人分別主管生物樣本庫的業(yè)務和質(zhì)量，并根據(jù)職位需求進行相應的標準化操作流程、安全操作、設備使用、樣本庫信息化管理等培訓。樣本庫取材人員都經(jīng)過嚴格的病理解剖培訓，掌握樣本質(zhì)量控制體系的各種指標要求。我院信息科技術(shù)人員每年定期培訓樣本信息管理人員。樣本庫的工作人員參加了中國醫(yī)藥生物技術(shù)協(xié)會組織生物樣本庫分會樣本庫標準化培訓，并均獲得上崗證書。

1.1.2 設施、環(huán)境

1.1.2.1 環(huán)境 樣本庫總面積達200m2，配有雙電源斷電報警設施、空調(diào)排風系統(tǒng)，滿足更換液氮、樣本運輸?shù)纫?。樣本庫進行功能分區(qū)，有樣本接受區(qū)、樣本處理區(qū)、樣本貯存室和樣本信息儲存區(qū)。環(huán)境溫度控制在22℃以下。生物樣本庫布局見圖1。

圖1 生物樣本庫布局

1.1.2.2 安全設施 樣本庫配備了門禁系統(tǒng)，只有持有樣本庫身份標志碼（identity，ID）的人員可以入內(nèi)；配備了消防系統(tǒng)和人身安全防護設備［6］。

1.1.2.3 儀器、設備 目前樣本庫有23臺－80℃超低溫冰箱，2臺備用超低溫冰箱以確保其他冰箱故障或緊急情況時樣本轉(zhuǎn)移。每臺冰箱均有冷鏈溫控監(jiān)測系統(tǒng)，實時監(jiān)測存儲的溫度，對冰箱溫度進行24 h持續(xù)監(jiān)測，若有異常自動報警并以短信形式通知3名相關(guān)人員至現(xiàn)場進行處理。

液氮箱1臺、液氮罐1臺、小型便攜式液氮運輸罐3臺，以保證生物樣本的低溫運輸和長期儲存樣本的需求；生物安全柜1臺，樣本處理工作在生物安全柜中進行；自制冰盤若干個作為低溫操作臺，為防止樣本生物降解，分裝樣本和貼標簽均在冰上操作。

對設備進行專人管理，建檔受控，定期對超低溫冰箱進行維護、保養(yǎng)，并設立冰箱故障應急預案。

1.1.2.4 信息系統(tǒng) 樣本庫擁有計算機3臺，裝有1套樣本管理軟件。該軟件系統(tǒng)與臨床電子病歷、臨床路徑、臨床隨訪系統(tǒng)相連，3個分平臺借助網(wǎng)絡化信息平臺緊密聯(lián)系成一個醫(yī)學研究平臺，標準化管理樣品的采集、運輸、保存、取用、處置情況，使樣本資料得到系統(tǒng)、完善和規(guī)范的保存。冰箱管理實現(xiàn)樣本可視化存儲，使研究人員對冰箱的使用情況一目了然。且該軟件設置痕跡稽查和權(quán)限限制，設置日志記錄、修改痕跡、數(shù)據(jù)自動備份與恢復等保證系統(tǒng)數(shù)據(jù)的安全。

樣本庫有美國貝迪打印機2臺、掃碼機1臺。采用貝迪標簽標志方案，直接打印二維碼并粘貼，耐酸堿、防水、防油污，并能耐受長期的液氮環(huán)境不脫落。標志中含樣本編碼、樣本類別標志、入庫位置信息、樣本采集日期4部分內(nèi)容，每一樣本均可通過條形碼追溯到被采血者基本信息資料、健康狀況及采血過程、運送、接收、存放地點、目前使用情況等信息資料。

1.2 生物樣本質(zhì)量控制

1.2.1 采集前 由臨床醫(yī)生提出樣本取材申請，樣本庫人員審核，上交給醫(yī)院倫理委員會審批，審核合格后臨床醫(yī)生與樣本捐獻者簽署知情同意書。

1.2.2 采集 樣本取材及處理嚴格遵循標準化操作流程，嚴格控制樣本取材的時間，在保證病理診斷的基礎上，準確取材。血液樣本處理時均在生物安全柜中的低溫操作臺上處理，做好標志，2人合作，盡可能縮短樣本處理的時間。

1.2.2.1 組織樣本 組織樣本取材要嚴格控制取材時間，在組織熱缺血30 min中進行。首先對大體樣本進行拍照，拍照時要采用深色背景襯托；取材時要用無菌消毒并做抗RNA酶預處理的器械，用抗RNA酶預處理的無菌生理鹽水洗去樣本上血污；本著避免交叉污染的原則取材順序應依次為正常組織、癌旁組織、癌組織，正常組織距腫物最遠且無肉眼病變處，癌旁組織距腫瘤肉眼邊緣1 cm處，癌組織要取腫物處無出血、壞死、囊性變、黏液、鈣化等病變。3種樣本分別放入標志了患者病案號、姓名及取材日期的凍存管中，并立即將凍存管投入小型液氮罐中?？筛鶕?jù)樣本大小來決定取材份數(shù)，在不影響病理診斷的基礎上盡可能多留取樣本，記錄樣本熱缺血的時間和運輸?shù)臅r間［3］。

1.2.2.2 血液樣本 目前生物樣本庫主要儲存血清、血漿和血細胞，血液樣本的采集、處理、儲存均按照標準化流程進行操作。護士取血前核對患者信息，填寫取材單，分別取非抗凝血（黃帽）、抗凝血（紫帽）各1管，每管5 mL，由配送人員送至生物樣本庫；生物樣本庫接到樣本后對樣本進行處理，所有樣本處理環(huán)節(jié)均在低溫操作臺中處理，在保證樣本準確無誤的基礎上盡可能縮短樣本處理時間。血液樣本按照3 500 r／min，10 min離心后，留取血清、血漿分別放入凍存管中，每管200μL。血細胞來自紫帽管中，血漿吸出后，用無菌移液管將有核細胞層緩慢移出，用轉(zhuǎn)圈的動作將可見的有核細胞層移出；因為有核細胞層黏附于紅細胞層，一些紅細胞和有核細胞一起被吸出，用紅細胞裂解液裂解1次，于4℃離心機3 500 r／min，離心10 min，棄上清；再用三蒸水洗1次，于4℃離心機3 500 r／min，離心10min，棄上清［3］，將沉淀分裝成2管，貼標簽，凍存于－80℃冰箱中。

1.2.3 采集后

1.2.3.1 樣本按類型和病種貯存 按照樣本的病種、類別對冰箱進行劃分，不同病種的樣本分架放置，不同類別的樣本分層放置，并在每管樣本上貼上顯示其編號及位置信息的條碼；不同類別的樣本采用不同顏色的凍存管存放，如癌組織用紅蓋凍存管、癌旁組織用黃色凍存管、正常組織用綠色凍存管。

1.2.3.2 樣本使用 樣本庫所提供的樣本在使用后，研究者有義務及時反饋樣本質(zhì)量信息，這些信息會得到樣本庫工作人員的及時反應，并就可能存在的問題加以解決、分析。根據(jù)2012國際生物和環(huán)境樣本庫協(xié)會（International Society for Biological and Environmental Repositories，ISBER）最佳實踐的標準［7］，樣本庫向每一位使用者發(fā)放有關(guān)樣本質(zhì)量評估的調(diào)查問卷，使用者將在使用樣本中的樣本質(zhì)量情況反饋給樣本庫工作人員。樣本庫工作人員會對回復的問卷認真分析，并針對問題及時進行處理，確保樣本庫的正常、有序運行，并不斷使樣本服務得到提高。

1.2.3.3 每月對新入庫樣本進行盤庫 每月初對新入庫的樣本按照1／20的比例隨機抽取樣本進行盤庫，核對樣本信息是否正確，條碼是否有錯貼、漏貼或脫落的現(xiàn)象，樣本是否放在正確的位置上。

1.2.3.4 樣本定期檢測 每一年對樣本進行隨機抽樣，分別按照病種、冰箱、樣本類型，采取隨機抽樣的方法按照1／1 000的比例抽出一部分樣本；采用蘇木素和伊紅染色評估組織樣本取材的準確性，采用紫外分光光度計檢測核酸的濃度和純度，瓊脂糖電泳分別測定組織樣本的DNA和RNA的完整性。

2 結(jié)果

自2012年1月，北京大學人民醫(yī)院已有25個科室的樣本入庫，已入庫樣本63 693例、病種33種、樣本類型20種。根據(jù)樣本使用人員的反饋及樣本的質(zhì)量檢測樣本庫樣本質(zhì)量較好，未出現(xiàn)降解等問題。結(jié)果顯示質(zhì)檢樣本取材準確率在95%以上，甲醛變性凝膠電脈28 s／18 s RNA條帶比值為1.5～1.8，受檢樣本核酸均保存完好且無明顯降解。樣本取材單、知情同意書及樣本的電子信息保存完整。

3 討論

目前，國際上尚無公認的專門針對生物樣本庫建設的國際標準化協(xié)會（International Organization for Standardization，ISO）質(zhì)量管理體系，一些發(fā)達國家已經(jīng)在國家和行業(yè)層面重視建立質(zhì)量管理體系。例如ISBER在全球推廣生物樣本庫ISO17025實驗室檢測和校準質(zhì)量管理體系；法國經(jīng)濟合作與發(fā)展組織以ISO9001標準建立了國家級的生物樣本質(zhì)量管理體系96-900（National French Standard 96-900，NFS96-900），法國已經(jīng)有67家生物樣本庫通過了該認證［8］。而中國醫(yī)藥生物技術(shù)協(xié)會組織生物樣本庫分會也發(fā)布了第1版生物樣本庫行業(yè)標準，并成立了生物樣本庫質(zhì)量檢查和達標論證專家組［1］。

北京大學人民醫(yī)院在樣本庫設計上，采用多元化設計，樣本庫的供暖、通風、空調(diào)設施完善，保證了樣本庫的外圍環(huán)境溫度均控制在22℃以下；通風良好，避免了因環(huán)境溫度過高或過低導致的冰箱壓縮機系統(tǒng)的超負荷運轉(zhuǎn)、排水管的凍結(jié)及因通風不暢環(huán)境潮濕而引起的細菌、真菌生長，最終影響樣本質(zhì)量和員工的健康。樣本庫采用不間斷電源并備有應急電路，所有房間均具有最基本的防火、防水的安全系統(tǒng)確保貯存樣本的安全性；監(jiān)測和報警系統(tǒng)全天候運作，由專人負責隨時處理緊急情況，防止或盡量減少樣本的凍融和損失。樣本庫工作人員是由我院臨床分子生物學研究所的4名專職人員組成；在樣本取材、處理和入庫方面，采取臨床科室、手術(shù)室、病理科、樣本庫和信息科5個部門協(xié)作的方式，臨床科室和手術(shù)室指派專職人員負責樣本的采集和運輸，病理科和信息科每年1次對樣本庫工作人員進行樣本標準化操作流程的培訓，從而保證了樣本在各個環(huán)節(jié)均有專業(yè)人員負責相應的處理工作，保證了樣本的實時監(jiān)控、實時記錄。

在樣本取材和處理方面均制定了嚴格的、規(guī)范的操作流程，并在操作過程中嚴格執(zhí)行。對于取材的病理科人員和生物樣本庫技術(shù)人員進行每6個月1次的培訓，在樣本取材、運輸、處理、入庫方面均按照生物樣本庫標準化操作流程進行處理。樣本的采集、運輸、處理、入庫過程均詳細地記錄，樣本的取材時間、新鮮程度、處理過程及入庫信息均可查詢。樣本的處理及入庫過程均采取2人合作的方式，這樣既縮短了樣本在非超低溫環(huán)境停留的時間又形成了對樣本的雙重檢查，保證了樣本信息的正確性。

為了保證樣本質(zhì)量，樣本的盤庫、樣本使用者信息反饋及樣本質(zhì)量檢測均按照樣本庫制定的標準化流程嚴格操作。在信息化管理方面，采用二維碼標簽及信息化管理方便了樣本的儲存，每一份樣本均可通過二維條形碼追溯到樣本供應者的基本信息資料、健康狀況及采血過程、運送、接收、存放地點、目前使用情況和使用中產(chǎn)生的該樣本其他信息資料。所有樣本均采用信息化軟件管理，及時進行樣本相關(guān)資料的登記工作，樣本相關(guān)資料的登記內(nèi)容包括樣本編號、姓名、住院號、腫瘤類型、取材數(shù)量；每一管樣本均有一個系統(tǒng)自動生成的編號，輸入編號后樣本的詳細信息可在軟件中查到。目前，我院正在建設臨床醫(yī)學研究平臺，包括3個分平臺：①臨床路徑管理研究平臺；②臨床組織樣本庫；③臨床隨訪庫。3個分平臺借助網(wǎng)絡化信息平臺緊密聯(lián)系成一個醫(yī)學研究平臺，貫穿臨床診治、臨床組織樣本收集、患者隨訪以及相關(guān)的臨床醫(yī)學研究、藥物研究的整個醫(yī)學研究過程。通過臨床醫(yī)學研究平臺的建設，實現(xiàn)臨床診治、臨床組織樣本收集、患者隨訪資料收集全過程的標準化，包括建立標準化臨床路徑管理、規(guī)范臨床診治；建立具有國際水平的標準化管理流程的臨床組織樣本庫和隨訪庫。建設基于臨床路徑、樣本庫、隨訪庫三者的臨床醫(yī)學研究平臺，規(guī)范臨床研究方法，促進臨床研究質(zhì)量和水平的提升，為轉(zhuǎn)化醫(yī)學發(fā)展提供高質(zhì)量的戰(zhàn)略資源［9］，為人類疾病個體化預測、診斷、治療研究提供基礎保障［10］。

通過對樣本的全程質(zhì)控，質(zhì)檢結(jié)果及樣本使用者反饋信息均顯示樣本質(zhì)量較好，充分滿足了科研工作的需求。樣本庫的建立大大提高了全院科研人員科研工作的效率。樣本的特點如蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)、酶的功能、代謝水平、基因表達水平、DNA甲基化狀態(tài)、細胞活力水平和微生物的活力會受到樣本采集、運輸、處理和貯存過程的影響。體內(nèi)變量分析如患者的臨床狀況、采集時間（如術(shù)前、術(shù)后）、藥物、飲食、壓力、晝夜節(jié)律、樣本所處環(huán)境、樣本類型等變量，很難控制和標準化，屬于個體差異［11-12］。而體外分析前變量包括采集管類型、離心前放置的時間和溫度、組織樣本熱缺血和冷缺血時間、采樣方式、樣本固定方式和時間、貯存方式等，我們將來要對這些影響樣本的因素進行評估分析，建立分析觀察前變量因素的體系，比如標準化的前變量因素分析法則，這將有利于完善樣本庫同行之間交流和分析樣本處理過程中的一些關(guān)鍵步驟。樣本全程質(zhì)控的建立及實施可極大提高生物樣本庫的樣本質(zhì)量，提供高質(zhì)量的科學數(shù)據(jù)，從而提高樣本的使用效率［13-14］。

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The experience to set up a quality contrd system for biobank

ZHANG Yujun1，GAO Fangfang1，PENGWeikang1，YE Lei1，XU Tao2，3，LIU Yulan1，2，4

（1.Clinical Study of Molecular Biology，People′s Hospital of Peking University，Beijing 100044，China；2.Department of Scientific Research，People′s Hospital of Peking University，Beijing 100044，China；3.Department of Urology，People′s Hospital of Peking University，Beijing 100044，China；4.Department of Gastroenterology，People′s Hospital of Peking University，Beijing 100044，China）

ObjectiveTo establish a biosample quality management system of biobank.MethodsWe pursue the biobank resourcemanagement，make the standard operation procedure of biosample，collect serum，plasma，blood cells，bonemarrow samples of the patients who have the complete clinical and follow-up data and in accordance with the respective standard operation procedure for processing，packaging，storage and use，the entire process qualitymanagement and control. Application of data management system software for storage and management.ResultsSince Jan 2012，The biobank of People′s Hospital in Peking University has stored biosamples by 25 clinical departments with 63 693 cases of biosamples，more than 33 kinds of diseases，20 types of samples. According to the quality detection and feedback from user，It showed that the biosample quality is high.ConclusionQuality management is the central part of operating a biobank and the basic guarantee for high quality and standardization ofmedical research.

Quality control；Quality management；Standard operation procedure；Information management

R197.38

A

2095-3097（2014）03-0170-05

10.3969／j.issn.2095-3097.2014.03.012

2014-04-03 本文編輯：徐海琴）

·病例報道·

100044北京，北京大學人民醫(yī)院臨床分子生物學研究所（張育軍，高芳芳，彭衛(wèi)康，葉 磊，劉玉蘭），科研處（徐 濤，劉玉蘭），泌尿外科（徐 濤），消化內(nèi)科（劉玉蘭）

劉玉蘭，E-mail：liuyulan＠pkuph.edu.cn