研究型醫(yī)院腫瘤生物樣本庫的構(gòu)建和應(yīng)用

劉小海 馮 銘 劉 闖 王任直

（1.北京協(xié)和醫(yī)院神經(jīng)外科，北京 100005；2.南方科技大學(xué)生物系，廣東深圳 518055）

大型綜合性醫(yī)院如想加快研究型醫(yī)院建設(shè)進(jìn)程，離不開生物樣本庫，特別是腫瘤生物樣本庫的建立。同時，隨著高通量測序技術(shù)的飛速發(fā)展，現(xiàn)代醫(yī)學(xué)已進(jìn)入了個體化診治的時代。對個體基因組的測序和記錄，并以此為基礎(chǔ)，對疾病進(jìn)行實(shí)時甚至提前診治，將成為可能。但是，從全基因組、外顯子組、轉(zhuǎn)錄組、蛋白組等水平揭示疾病的發(fā)生發(fā)展，高質(zhì)量的生物標(biāo)本和完整準(zhǔn)確的病例信息是一切工作的基礎(chǔ)。如何建立并最大限度利用好標(biāo)本庫成為目前轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)研究的熱點(diǎn)。本文介紹了北京協(xié)和醫(yī)院神經(jīng)外科垂體腺瘤標(biāo)本庫的建立和利用過程，期望對臨床教學(xué)醫(yī)院標(biāo)本庫的建立和利用有所裨益。

1 垂體腺瘤標(biāo)本庫的意義

有關(guān)垂體腺瘤轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)研究已開展近半個世紀(jì)，但是有關(guān)垂體腺瘤發(fā)生機(jī)制、侵襲性垂體腺瘤的治療等臨床問題，尚無突破性進(jìn)展[1]。究其原因，垂體腺瘤轉(zhuǎn)化研究一直受到以下兩個因素的制約：（1）垂體較小，位置深在，且功能重要，不能為了進(jìn)行研究而進(jìn)行活檢；同時，在手術(shù)切除腫瘤時為了保全垂體功能也很難獲得用于轉(zhuǎn)化研究的正常垂體；（2）目前尚無良好的人垂體腺瘤細(xì)胞系及人垂體腺瘤動物模型，相關(guān)研究多在鼠源垂體腺瘤細(xì)胞系及動物模型上展開[2]。但是，鼠源垂體腺瘤永生化細(xì)胞系多為轉(zhuǎn)入SV40LT等癌基因后惡性轉(zhuǎn)化而得，其生物學(xué)性狀已接近惡性腫瘤細(xì)胞，且與人垂體腺瘤細(xì)胞存在種屬差異，在此平臺基礎(chǔ)上獲取的實(shí)驗數(shù)據(jù)與臨床實(shí)際有較大偏倚[3]。

因此，臨床病人腫瘤標(biāo)本的留取和保存顯得愈發(fā)重要[4]。但是，標(biāo)本庫的建立在我國起步較晚，且利用水平亦參差不齊，與西方國家有明顯差距[5]。本文以北京協(xié)和醫(yī)院神經(jīng)外科垂體腺瘤標(biāo)本庫的建立和利用為例，介紹了我們在標(biāo)本庫的建立和利用中的一些經(jīng)驗教訓(xùn)，期望拋磚引玉，引發(fā)大家對標(biāo)本庫的重視。

2 垂體腺瘤標(biāo)本庫建設(shè)過程

北京協(xié)和醫(yī)院垂體腺瘤的臨床和基礎(chǔ)研究具有悠久的歷史。早在20世紀(jì)80年代，史軼繁教授聯(lián)合內(nèi)分泌科、神經(jīng)外科、檢驗科等科室完成的“垂體腺瘤激素測定”課題，獲得1990年國家科技進(jìn)步一等獎。目前，協(xié)和醫(yī)院每年的垂體腺瘤手術(shù)量達(dá)到700余例，且大部分為具有很大科研價值的疑難病例。1992年，國際著名的內(nèi)分泌學(xué)家J.D.Wilson教授特別撰文[6]：“北京協(xié)和醫(yī)院：一座蘊(yùn)藏內(nèi)分泌財富的殿堂”，發(fā)表在國際著名學(xué)術(shù)期刊《臨床內(nèi)分泌與代謝雜志》（J Clin Endocrinol Metab）上，介紹協(xié)和醫(yī)院垂體疾病等內(nèi)分泌疾病的診療歷史和價值。因此，早在本世紀(jì)初，神經(jīng)外科即利用垂體腺瘤特別是疑難病例在北京協(xié)和醫(yī)院集中求診的優(yōu)勢，有計劃地建立垂體腺瘤標(biāo)本庫。從開始建庫至今，已有10余年的歷史，總結(jié)標(biāo)本庫的經(jīng)驗教訓(xùn)，我們將標(biāo)本庫的發(fā)展歷程分為3期：初步摸索期，學(xué)習(xí)完善期和高級利用期。

初步摸索期：2004年，因協(xié)和醫(yī)學(xué)院基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)研究所的課題需要，同時作為國家“973計劃”的子課題，神經(jīng)外科與基礎(chǔ)科研人員合作，首次開始垂體腺瘤標(biāo)本的留取工作。在神經(jīng)外科實(shí)驗室購置了-80℃超低溫冰箱和低溫液氮罐等相關(guān)基礎(chǔ)設(shè)施。由研究生負(fù)責(zé)標(biāo)本的留取、編號記錄和保存。在3年期間留取了300余例的垂體腺瘤凍存組織標(biāo)本。但是標(biāo)本留取、標(biāo)號保存等過程中，缺乏操作標(biāo)準(zhǔn)（SOP），部分標(biāo)本從離體到低溫設(shè)備的時間大多長于1 h，標(biāo)本中DNA、RNA及蛋白豐度和質(zhì)量都受到一定影響。同時由于臨床手術(shù)醫(yī)生對標(biāo)本庫重要性的認(rèn)識不足，對病例的臨床資料如影像學(xué)資料和隨訪資料均未能做到及時跟蹤和記錄。因此，這部分標(biāo)本未能得到良好的利用，未能促進(jìn)科室垂體腺瘤的轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)研究。更可惜的是在此期間，神經(jīng)外科投入了大量人力和物力進(jìn)行標(biāo)本庫的建立，但是未能按照國際標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行建設(shè)、管理和利用，使得標(biāo)本庫成為未能促進(jìn)垂體臨床和轉(zhuǎn)化研究的無價值“死庫”。

學(xué)習(xí)完善期：在2008年以后，隨著轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)研究的逐步深入，要求外科醫(yī)生的角色從手術(shù)匠向外科科學(xué)家（Surgeon Scientist）轉(zhuǎn)變，而高質(zhì)量的標(biāo)本庫是進(jìn)行轉(zhuǎn)化研究的基礎(chǔ)[7]。因此，為了進(jìn)行系統(tǒng)研究垂體腺瘤發(fā)生和侵襲機(jī)制，神經(jīng)外科開始重新構(gòu)建垂體腺瘤標(biāo)本庫，為研究提供寶貴的標(biāo)本及標(biāo)本信息的平臺。同時，希望借此摸索一套合理的操作規(guī)程（SOP），為醫(yī)院其他科室提供寶貴的經(jīng)驗和教訓(xùn)。

在此過程中，首先建立以科室負(fù)責(zé)人為負(fù)責(zé)人，包括手術(shù)醫(yī)生、科研人員和研究生的標(biāo)本庫建設(shè)團(tuán)隊，并明確工作范圍和各自責(zé)任。同時，在學(xué)習(xí)國外標(biāo)本庫建立經(jīng)驗相關(guān)文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，多次組織標(biāo)本庫骨干參加“中國生物樣本庫國際研討會”等專業(yè)會議，參觀學(xué)習(xí)如“上海腫瘤醫(yī)院標(biāo)本庫”等國內(nèi)一流的標(biāo)本庫。首先，結(jié)合自身特點(diǎn)，規(guī)范和完善了標(biāo)本庫的各項規(guī)章制度，如：臨床倫理委員會和知情同意書制度、標(biāo)本采集和記錄SOP制度，病人臨床資料留存和隨訪制度、標(biāo)本庫的信息化智能管理軟件以及標(biāo)本入庫和出庫手續(xù)等制度。第二，對標(biāo)本庫的各項工作進(jìn)行分工負(fù)責(zé)制，明確各自責(zé)任，并定期抽檢進(jìn)行質(zhì)量控制。第三，鼓勵臨床醫(yī)生參與到標(biāo)本庫的建設(shè)中，提倡建立“課題導(dǎo)向的子標(biāo)本庫”，如“同一垂體腺瘤病人多次手術(shù)標(biāo)本的生物學(xué)標(biāo)志物比較研究”課題，將同一病人多次手術(shù)標(biāo)本單獨(dú)存放建庫。最后，標(biāo)本庫對全體醫(yī)生開放：使用者提出詳細(xì)的課題設(shè)想，由標(biāo)本庫人員討論通過并可獲得標(biāo)本的使用權(quán)，最大限度地發(fā)揮標(biāo)本庫的作用。

高級利用期：雖然目前標(biāo)本庫的構(gòu)建和維護(hù)已逐步步入正軌，且利用率較高。但是與國際著名標(biāo)本庫相比，在利用度、信息化及產(chǎn)業(yè)化等方面仍存在一定差距[8]。為了進(jìn)一步提高標(biāo)本的利用率，我們提出了下一階段的工作方向：（1）加強(qiáng)課題導(dǎo)向性標(biāo)本庫的建立：目前雖然標(biāo)本庫已有500余例的高質(zhì)量標(biāo)本，但是繁瑣的臨床工作牽扯了外科醫(yī)生的大量精力，因此標(biāo)本庫的利用率仍低于預(yù)期。如果標(biāo)本庫只進(jìn)不出，不僅浪費(fèi)了大量的人力、物力、財力，而且如此珍貴的標(biāo)本不能利用將是對患者和醫(yī)生付出的巨大浪費(fèi)。因此，科室將從職稱晉升、物質(zhì)獎勵等方面，鼓勵并幫助臨床醫(yī)生進(jìn)行課題設(shè)計并利用標(biāo)本。同時積極引導(dǎo)臨床醫(yī)生與基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)研究人員甚至國外垂體腺瘤課題組進(jìn)行合作研究，取長補(bǔ)短，相互促進(jìn)。（2）加強(qiáng)各醫(yī)院標(biāo)本庫之間的聯(lián)合和合作：在本標(biāo)本庫標(biāo)本得不到最大利用的同時，部分課題卻因病例標(biāo)本稀少而不能順利進(jìn)行，如家族性垂體腺瘤與AIP基因關(guān)系研究、同一病人多次手術(shù)標(biāo)本的分子標(biāo)志物變化研究等等。因此，在各大垂體腺瘤標(biāo)本庫之間建立有效的合作機(jī)制，亦十分必要。全國垂腺瘤協(xié)作組已成立兩周年，在協(xié)作組框架內(nèi)，各大垂體診療中心如能進(jìn)行標(biāo)本之間的相互合作，必然會進(jìn)一步加速我國垂體腺瘤轉(zhuǎn)化研究，縮小與西方國家的差距。（3）產(chǎn)業(yè)化方向：國外成立較早的標(biāo)本庫，如美國組織庫協(xié)會（AATB）目前的產(chǎn)業(yè)化步伐值得我們關(guān)注。與國內(nèi)不同，國外轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)研究很大比例是由商業(yè)機(jī)構(gòu)如藥廠進(jìn)行資助，因此標(biāo)本的需求在商業(yè)化的科研機(jī)構(gòu)有很大市場，標(biāo)本庫逐漸商業(yè)化和產(chǎn)業(yè)化。雖然標(biāo)本庫產(chǎn)業(yè)化在我國當(dāng)前仍不現(xiàn)實(shí)，但是相信不久的將來，標(biāo)本庫將如基因測序服務(wù)一樣，進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化商業(yè)化時代。因此，標(biāo)本庫如能達(dá)到以上要求，將進(jìn)入“黃金庫”時代。

3 垂體腺瘤標(biāo)本庫的展望

二代測序的出現(xiàn)和飛速發(fā)展，為轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)研究插上了翅膀。國際上多個課題組正在利用或擬利用二代測序平臺對垂體腺瘤全基因組、全外顯子組和轉(zhuǎn)錄組等進(jìn)行大規(guī)模、高深度的測序研究，這將為垂體腺瘤臨床診治帶來革命性改變。但是高質(zhì)量的標(biāo)本庫和準(zhǔn)確的病人資料庫是課題進(jìn)行的基礎(chǔ)。雖然垂體腺瘤標(biāo)本庫是一個長期維護(hù)、逐漸完善、耗費(fèi)大量人力物力財力的過程，但它的長期價值遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過對它的投入。因此，對于研究型醫(yī)院，建立完善的疾病標(biāo)本庫和資料庫，將為轉(zhuǎn)化研究建立一個良好的高起點(diǎn)平臺，這是一個“功在當(dāng)代，利在當(dāng)代和千秋”的工作。