綜合性醫(yī)院生物樣本庫(kù)建設(shè)的思考

薛 芊，李張鵬，項(xiàng)耀鈞，柯 駿

(1．第二軍醫(yī)大學(xué)長(zhǎng)海醫(yī)院醫(yī)教部轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)辦公室，上海 200433;2．第二軍醫(yī)大學(xué)長(zhǎng)海醫(yī)院，上海 200433;3．第二軍醫(yī)大學(xué)長(zhǎng)海醫(yī)院醫(yī)教部，上海 200433)

生物樣本庫(kù)又稱生物銀行(Biobank)，是對(duì)臨床患者的樣本資源進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化留存，并對(duì)相應(yīng)的臨床資料和質(zhì)控體系等進(jìn)行統(tǒng)一化管理的生物應(yīng)用系統(tǒng)［1－2］。隨著科技的進(jìn)步，高質(zhì)量、標(biāo)準(zhǔn)化的生物樣本庫(kù)已成為重大疾病基礎(chǔ)與臨床研究、臨床診治技術(shù)研發(fā)、健康研究與產(chǎn)業(yè)化的必要因素［3］，也是以相互合作和資源共享為特點(diǎn)的轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)的重要戰(zhàn)略資源。生物樣本庫(kù)的構(gòu)建對(duì)于開展人類疾病的預(yù)測(cè)、診斷、治療研究具有不可替代的重要作用［4－5］，擁有高質(zhì)量的臨床樣本庫(kù)，同時(shí)有基因芯片和高通量測(cè)序等相關(guān)技術(shù)的支撐，以及系統(tǒng)生物學(xué)的分析可以使人類對(duì)疾病進(jìn)行早期預(yù)測(cè)、預(yù)防及個(gè)性化治療成為可能，也就是現(xiàn)在所倡導(dǎo)的精準(zhǔn)醫(yī)療。因此，生物樣本庫(kù)的建設(shè)在已經(jīng)到來(lái)的精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)時(shí)代里將會(huì)起到重要作用。

1 生物樣本庫(kù)的發(fā)展現(xiàn)狀

人類組織生物樣本庫(kù)在國(guó)外已有60余年的發(fā)展歷史。國(guó)外比較有代表性的平臺(tái)有國(guó)際生物和環(huán)境樣本庫(kù)協(xié)會(huì)(ISBER)、美國(guó)國(guó)立癌癥研究所樣本庫(kù)(NCI)、歐洲生物樣本庫(kù)與生物分子資源研究平臺(tái)(BBMRI)和英國(guó)生物樣本庫(kù)(UK Biobank)等［3，6］。隨著轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)對(duì)生物樣本庫(kù)發(fā)展的需求，促進(jìn)生物樣本庫(kù)建設(shè)更加規(guī)范。我國(guó)是一個(gè)多民族國(guó)家，人口多、臨床疾病類型多、生物樣本資源豐富是特有的國(guó)情。2003年國(guó)家啟動(dòng)了自然科技資源共享平臺(tái)建設(shè)項(xiàng)目，并明確要求建設(shè)國(guó)家生物信息科技基礎(chǔ)設(shè)施—國(guó)家生物信息中心，包括生物信息庫(kù)和大型生物樣本資源庫(kù)以及共享服務(wù)體系［7］。隨著中華民族永生細(xì)胞庫(kù)、國(guó)家重大新藥創(chuàng)制專項(xiàng)臨床標(biāo)本資源庫(kù)等樣本庫(kù)的建成，推動(dòng)了我國(guó)生物樣本庫(kù)的發(fā)展［8］。

2 綜合性醫(yī)院建設(shè)生物樣本庫(kù)存在的問(wèn)題

隨著國(guó)家對(duì)科技發(fā)展的要求，每年都有大批臨床醫(yī)師申請(qǐng)承擔(dān)各類研究任務(wù)，政府投入建設(shè)的大型生物樣本庫(kù)遠(yuǎn)不能滿足研究任務(wù)的需求，因此以學(xué)科為單位的小型樣本庫(kù)不斷涌現(xiàn)，這些各自為戰(zhàn)的小型樣本庫(kù)為各學(xué)科提供較為方便的服務(wù)，同時(shí)也帶來(lái)一系列問(wèn)題。

2．1 建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一 缺乏有效管理機(jī)制 樣本的留存需要多部門(臨床科室、手術(shù)室、病理科、檢驗(yàn)科)、多環(huán)節(jié)(包括采集、處理、運(yùn)輸、存儲(chǔ)等)相互合作，并無(wú)縫對(duì)接的過(guò)程;在實(shí)際過(guò)程中，利益直接獲得者表現(xiàn)得非常積極，而服務(wù)提供者則表現(xiàn)為敷衍、應(yīng)付，在這樣的工作狀態(tài)下，如果沒(méi)有一個(gè)有效的管理機(jī)制和規(guī)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(zhì)留存。其次，生物樣本種類繁多，各種類型的樣本以及檢測(cè)需求的不同，對(duì)留存有不一樣的要求。由于缺乏各類樣本存儲(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)程，因此留存的樣本質(zhì)量參差不齊，對(duì)后續(xù)的實(shí)驗(yàn)造成負(fù)面影響，產(chǎn)生的科研結(jié)果和數(shù)據(jù)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(biāo)準(zhǔn)化不夠，難以用于臨床研究?？傊?，對(duì)于什么樣的患者/病種適合入庫(kù)、入什么庫(kù)，樣本的使用管控，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)管理共享，樣本信息與臨床信息集成，調(diào)動(dòng)和保護(hù)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(jī)制進(jìn)行規(guī)范，才能促進(jìn)樣本庫(kù)長(zhǎng)期健康發(fā)展。

2．2 輕視倫理審查 存在倫理風(fēng)險(xiǎn) 臨床樣本的科學(xué)研究、大數(shù)據(jù)的產(chǎn)生，以及精準(zhǔn)醫(yī)療實(shí)踐都面臨很多倫理問(wèn)題，需要進(jìn)一步規(guī)范倫理審查和監(jiān)督?，F(xiàn)狀是樣本收集者主觀上缺乏倫理知識(shí)和意識(shí)，忽略倫理要求的相關(guān)流程，有項(xiàng)目不經(jīng)過(guò)倫理審查;客觀上擔(dān)心患者不配合，存在直接采集樣本而不告知的現(xiàn)象，違背倫理原則;另外由于缺乏標(biāo)準(zhǔn)操作，采集樣本不規(guī)范，干擾臨床診斷，存在嚴(yán)重倫理風(fēng)險(xiǎn)。

2．3 建設(shè)分散不統(tǒng)籌 各類資源浪費(fèi)嚴(yán)重 在大量研究任務(wù)的驅(qū)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(kù)。分散建設(shè)必然存在效率低下，成本過(guò)高的問(wèn)題:一是各科室均購(gòu)置低溫冰箱和液氮罐等大型深低溫儲(chǔ)存設(shè)備，造成設(shè)備的重復(fù)購(gòu)置;二是諸多儀器設(shè)備體積大，占地面積多，使原本就很緊張的醫(yī)療用房更加緊缺;三是每個(gè)科室都配備相關(guān)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(shè)和采集流程不標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一，數(shù)據(jù)不完整，造成臨床樣本資源的根本性浪費(fèi)。

3 綜合性醫(yī)院生物樣本庫(kù)的建設(shè)探索

截至2009年，我國(guó)約70%的三甲醫(yī)院已有或者已經(jīng)計(jì)劃建設(shè)自己的生物樣本庫(kù)，而其中多以專科醫(yī)院為主。本院作為一所大型綜合性醫(yī)院，每年承擔(dān)國(guó)家和省市各類基金百余項(xiàng)，建設(shè)一個(gè)規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)、面向精準(zhǔn)醫(yī)療基于大數(shù)據(jù)的臨床生物樣本庫(kù)是醫(yī)院開展轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)研究的必要條件，也是打造基礎(chǔ)科研平臺(tái)的重要舉措。本院在分析多家單位樣本庫(kù)建設(shè)情況的基礎(chǔ)上，以“搭構(gòu)架、定機(jī)制、立規(guī)范、抓信息”為主要任務(wù)，結(jié)合本院自身特點(diǎn)，探索在轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)背景下本院生物樣本庫(kù)的建設(shè)。

3．1 做好頂層設(shè)計(jì) 注重團(tuán)隊(duì)建設(shè) 首先，定位生物樣本庫(kù)是本院科研公共服務(wù)平臺(tái)，由醫(yī)院統(tǒng)一管理，并成立生物樣本庫(kù)領(lǐng)導(dǎo)小組，由院長(zhǎng)牽頭，各部門共同參與，負(fù)責(zé)生物樣本庫(kù)的建設(shè)指導(dǎo)和大項(xiàng)工作的決策;二是成立樣本庫(kù)管理辦公室，掛靠轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)辦公室，負(fù)責(zé)生物樣本庫(kù)的日常運(yùn)行;三是成立生物樣本庫(kù)專家委員會(huì)，由相關(guān)學(xué)術(shù)專家及入庫(kù)臨床科室主任擔(dān)任，負(fù)責(zé)對(duì)樣本入庫(kù)的必要性、有效性、樣本資源的使用和數(shù)據(jù)管理進(jìn)行論證和審核;四是依托醫(yī)院倫理委員會(huì)對(duì)樣本涉及的倫理問(wèn)題進(jìn)行監(jiān)督和審查;五是明確由檢驗(yàn)科和病理科負(fù)責(zé)選派專業(yè)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(kù)專業(yè)培訓(xùn)。各部門明確分工和職責(zé)，確保樣本庫(kù)有效持續(xù)運(yùn)行(圖1)。

圖1 生物樣本庫(kù)運(yùn)行模式

3．2 制定建設(shè)規(guī)劃 按照步驟推進(jìn) 在搭建了較為完善的組織構(gòu)架和管理機(jī)制基礎(chǔ)上，醫(yī)院制定“生物樣本庫(kù)建設(shè)5年發(fā)展規(guī)劃”，該規(guī)劃分三期完成:一期堅(jiān)持“有需求、有計(jì)劃、有支撐、有產(chǎn)出”的原則，實(shí)現(xiàn)部分科室樣本率先入庫(kù)，主要針對(duì)醫(yī)院特色學(xué)科，有大量病源且有課題任務(wù)支撐的科室，摸索并形成適合長(zhǎng)海醫(yī)院的生物樣本庫(kù)建設(shè)模式;二期在一期建設(shè)的基礎(chǔ)上不斷完善改進(jìn)管理機(jī)制，逐漸擴(kuò)大病種范圍，實(shí)現(xiàn)多元化、多病種樣本庫(kù)的建設(shè);三期在原有樣本庫(kù)信息系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，對(duì)所有入庫(kù)科室完成電子科研病歷的信息化建設(shè)，確保資源的完整性和使用數(shù)據(jù)的方便性，為下一步的資源共享奠定基礎(chǔ)。

3．3 建立規(guī)范標(biāo)準(zhǔn) 把控樣本質(zhì)量 “質(zhì)量是樣本庫(kù)的靈魂”。為了保證每一例入庫(kù)樣本的質(zhì)量，醫(yī)院依照ISBER國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，制定《長(zhǎng)海醫(yī)院生物樣本庫(kù)SOP》。該SOP涵蓋了樣本管理、質(zhì)量控制、硬件維護(hù)、人員管理、倫理審查等數(shù)十個(gè)方面的內(nèi)容，尤其是對(duì)采集人員、樣本總量及轉(zhuǎn)移過(guò)程都有明確要求，實(shí)施全流程的監(jiān)督和管理。例如血液樣本是患者入院后醫(yī)師開具醫(yī)囑，由護(hù)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(yùn)送至樣本庫(kù)進(jìn)行分離處理成血漿、血清、血細(xì)胞，并匹配患者臨床信息后存儲(chǔ)入庫(kù);組織樣本則是在手術(shù)室取材間由病理科醫(yī)師對(duì)術(shù)中標(biāo)本進(jìn)行取材、分裝和信息的錄入，并于當(dāng)天統(tǒng)一入庫(kù)，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(duì)于需進(jìn)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(shí)間內(nèi)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(nèi)完成分裝儲(chǔ)存，以防生物降解，確保RNA的提取。

3．4 依靠審核機(jī)制 確保規(guī)范使用 “樣本庫(kù)的作用不僅是為了留存有價(jià)值的臨床樣本，更關(guān)鍵的是要發(fā)揮和挖掘其價(jià)值，且保護(hù)好各方的利益”。為此，醫(yī)院制定《生物樣本庫(kù)使用管理辦法》，明確樣本的使用機(jī)制。辦法規(guī)定申請(qǐng)使用樣本庫(kù)樣本的人員需具備本院主治醫(yī)師(含)以上專業(yè)技術(shù)職稱，并需在正規(guī)研究機(jī)構(gòu)對(duì)樣本進(jìn)行研究，以確保實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的真實(shí)可靠性，減少實(shí)驗(yàn)誤差;二是樣本使用者需向轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)辦公室遞交使用申請(qǐng)，經(jīng)樣本歸屬科室同意，學(xué)術(shù)委員會(huì)和倫理委員會(huì)審核，最后提交院領(lǐng)導(dǎo)審批通過(guò)后方可申領(lǐng)使用樣本;三是依據(jù)數(shù)據(jù)共享原則，出庫(kù)樣本所產(chǎn)生的所有實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)必須反饋至樣本庫(kù)統(tǒng)一儲(chǔ)存管理。

3．5 加強(qiáng)信息管理 搭建數(shù)據(jù)平臺(tái) “沒(méi)有信息轉(zhuǎn)化，生物樣本庫(kù)建設(shè)意義將成空談”。信息化建設(shè)是樣本庫(kù)建設(shè)的核心內(nèi)容，樣本庫(kù)需要依靠信息化管理集成臨床信息、樣本信息、檢測(cè)信息和患者隨訪信息。早在樣本庫(kù)建設(shè)初期與信息公司一起設(shè)計(jì)開發(fā)專用的信息管理系統(tǒng)，并始終堅(jiān)持“標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、持續(xù)、集成”的建設(shè)目標(biāo)，最終把本院生物樣本資源轉(zhuǎn)化成可以共享的數(shù)據(jù)信息資源。本院信息系統(tǒng)一期項(xiàng)目已完成與HIS、LIS、PACS，以及手術(shù)排班等系統(tǒng)的對(duì)接，實(shí)現(xiàn)對(duì)樣本庫(kù)科研患者臨床信息的抽取和整合，并可對(duì)樣本的存儲(chǔ)溫度、位置、管數(shù)和類別等信息等進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控和管理，對(duì)出庫(kù)樣本所產(chǎn)生的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行回收和統(tǒng)計(jì)分析。

4 展望

生物樣本庫(kù)的建設(shè)絕不僅限于儲(chǔ)存，更重要的是資源的應(yīng)用和共享。隨著我國(guó)對(duì)多中心大數(shù)據(jù)資源平臺(tái)的重視，樣本庫(kù)也將得到大力的發(fā)展和建設(shè)。本院生物樣本庫(kù)還在建設(shè)的初級(jí)階段，運(yùn)行模式和管理機(jī)制的合理性需要進(jìn)一步驗(yàn)證。在建設(shè)中逐步完善以下幾個(gè)方面:一是培養(yǎng)并建立一支符合樣本庫(kù)技術(shù)需要，專業(yè)化的管理隊(duì)伍;二是開發(fā)與科研需求相對(duì)應(yīng)的具有個(gè)性化的科研電子病歷，確保樣本庫(kù)最終以精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)形式留存;三是建立健全入組臨床患者的隨訪機(jī)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(jìn)先進(jìn)技術(shù)對(duì)生物樣本庫(kù)進(jìn)行二次開發(fā)，充分挖掘數(shù)據(jù)的價(jià)值，使樣本資源儲(chǔ)存方式和利用更加廣闊。

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