生物樣本庫(kù)的建設(shè)與發(fā)展

陳思靜，吳茂鋒，李佩娟

（廣州醫(yī)科大學(xué)附屬第六醫(yī)院 清遠(yuǎn)市人民醫(yī)院，廣東清遠(yuǎn) 511518）

隨著轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)、精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)的興起和快速發(fā)展以及醫(yī)療大數(shù)據(jù)時(shí)代的進(jìn)步，生物樣本資源的重要性已得到廣泛重視，國(guó)內(nèi)外生物樣本庫(kù)蓬勃發(fā)展，數(shù)量和質(zhì)量都有了很大的提高，目前已逐漸向標(biāo)準(zhǔn)化、專業(yè)化、特色化、信息化及智能化方向發(fā)展。生物樣本庫(kù)涵蓋了生物樣本、生物學(xué)信息和相關(guān)臨床信息，是生命科學(xué)研究和生物醫(yī)藥研發(fā)的關(guān)鍵源頭，是科研成果產(chǎn)業(yè)化、疾病預(yù)防及個(gè)性化治療等的重要保證，對(duì)于基礎(chǔ)研究和臨床診療具有舉足輕重的意義。

1 生物樣本庫(kù)的定義和類型

生物樣本庫(kù)又稱生物銀行（Biobank）或樣本資源庫(kù)，是指標(biāo)準(zhǔn)化收集、處理、儲(chǔ)存和應(yīng)用健康和疾病生物體的生物大分子、細(xì)胞、體液、組織和器官等樣本，以及與這些生物樣本相關(guān)的臨床、病理、治療、隨訪、知情同意等資料及其質(zhì)量控制、信息管理與應(yīng)用系統(tǒng)，是融合生物樣本實(shí)體、生物信息以及樣本表型數(shù)據(jù)和樣本研究信息的綜合資源庫(kù)[1]。

根據(jù)分類標(biāo)準(zhǔn)不同，生物樣本庫(kù)可分為多種類型：根據(jù)單位或部門，可分為政府型、大學(xué)型、醫(yī)院型、項(xiàng)目型及專家型生物樣本庫(kù)；根據(jù)規(guī)模大小，可分為小型、中型、大型和超大型生物樣本庫(kù)；根據(jù)樣本與信息，可分為虛擬和實(shí)體生物樣本庫(kù)[2]。

2 國(guó)外生物樣本庫(kù)的建設(shè)現(xiàn)狀

生物樣本庫(kù)在疾病基礎(chǔ)與臨床研究、新藥研發(fā)、藥物基因組學(xué)等方面都有重要的建設(shè)意義。目前，國(guó)際上的生物樣本庫(kù)不斷向大型化、自動(dòng)化、智能化及信息化方向發(fā)展，但目前國(guó)際上尚未出臺(tái)統(tǒng)一的生物樣本庫(kù)標(biāo)準(zhǔn)，法律與倫理、質(zhì)量管理和控制、信息系統(tǒng)、共享機(jī)制和技術(shù)服務(wù)平臺(tái)建設(shè)等都有待完善和提高。

國(guó)際上一些較有代表性的大規(guī)模生物樣本庫(kù)有：英國(guó)生物樣本庫(kù)（UK Biobank）、丹麥國(guó)家生物樣本庫(kù)（Danish National Biobank）、美國(guó)國(guó)家癌癥研究所（National Cancer Institute，NCI）牽頭建立的人類組織協(xié)作網(wǎng)絡(luò)（Cooperation Human Tissue Network，CHTN）、泛歐洲生物樣本庫(kù)與生物分子資源研究中心 -歐洲研究中心聯(lián)盟（Biobanking and BioMolecular Resources Research Infrastructure-European Research Infrastructure Consortium，BBMRI-ERIC）[3]。

當(dāng)下，國(guó)際上的生物樣本庫(kù)的特征表現(xiàn)在：逐漸向大規(guī)模發(fā)展，生物樣本資源共享機(jī)制越來(lái)越被重視和正逐漸完善，著重國(guó)家級(jí)的生物樣本庫(kù)的建設(shè)以及國(guó)家級(jí)生物樣本庫(kù)進(jìn)行大型的學(xué)術(shù)研究[4]。

3 國(guó)內(nèi)生物樣本庫(kù)的建設(shè)現(xiàn)狀

我國(guó)人口和種族多，充裕的樣本資源是建設(shè)生物樣本庫(kù)的基礎(chǔ)，這巨大的自身優(yōu)勢(shì)促進(jìn)了我國(guó)生物樣本庫(kù)的發(fā)展。與歐美相比，我國(guó)的生物樣本庫(kù)發(fā)展開(kāi)始時(shí)間也不遲。1994年，中華民族永生細(xì)胞庫(kù)建立，之后我國(guó)陸續(xù)出現(xiàn)了規(guī)模不一的樣本庫(kù)，如專家?guī)?、科室?guī)?、學(xué)科群庫(kù)、重大項(xiàng)目庫(kù)、區(qū)域庫(kù)和醫(yī)院庫(kù)等，其中較有代表性的樣本庫(kù)有復(fù)旦大學(xué)附屬中山醫(yī)院的肝癌庫(kù)、上海交通大學(xué)附屬瑞金醫(yī)院與上海交通大學(xué)附屬第六人民醫(yī)院的糖尿病庫(kù)、西京消化病醫(yī)院消化疾病樣本庫(kù)、北京生物銀行和上海張江生物銀行等[5]。

在相關(guān)政府和機(jī)構(gòu)的大力支持下，國(guó)內(nèi)生物樣本庫(kù)已經(jīng)有了很大的發(fā)展，但仍有不少問(wèn)題產(chǎn)生，包括小型化、缺乏有效監(jiān)管和統(tǒng)籌安排、資源難以共享、樣本利用率低、公共關(guān)系建設(shè)不完善、缺乏統(tǒng)一的建設(shè)和運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)及可持續(xù)發(fā)展機(jī)制有待探索等，要借鑒國(guó)際上的建設(shè)經(jīng)驗(yàn)并結(jié)合我國(guó)國(guó)情去實(shí)現(xiàn)生物樣本庫(kù)規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化，從而保證質(zhì)量和安全管理體系，我國(guó)還有相當(dāng)長(zhǎng)的路要走，仍需各界專業(yè)人士的共同努力。

4 生物樣本庫(kù)的標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)

標(biāo)準(zhǔn)化是生物樣本研究的前提，以標(biāo)準(zhǔn)化的方式進(jìn)行標(biāo)本采集、處理、轉(zhuǎn)運(yùn)、出入庫(kù)及管理，是提高樣本質(zhì)量的保證，對(duì)提升樣本庫(kù)管理水平具有重大意義，標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)工作任務(wù)艱巨而有深刻意義。

國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織（International Organization for Standardization，ISO）是當(dāng)前世界上影響最大的標(biāo)準(zhǔn)化專業(yè)機(jī)構(gòu)，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)（Standardization Administration of the People's Republic of China，SAC） 是我國(guó)對(duì)口ISO的機(jī)構(gòu)。ISO有不同的分支，稱作技術(shù)委員會(huì)（Technical Committees，TC），不同的委員會(huì)負(fù)責(zé)不同范疇的工作，其中“生物技術(shù)”標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)（ISO/TC276）負(fù)責(zé)樣本庫(kù)的標(biāo)準(zhǔn)化工作，我國(guó)對(duì)口該技術(shù)委員會(huì)的是SAC/TC559，成立于2015年6月10日[6]，主要負(fù)責(zé)樣本的收集、處理、保存、出入庫(kù)等方法技術(shù)和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的制定和修訂。由美國(guó)、德國(guó)、日本和中國(guó)等23個(gè)國(guó)家共同努力，制定了生物樣本庫(kù)的標(biāo)準(zhǔn)化文件草案——ISO/FDIS 20387H1，現(xiàn)已準(zhǔn)備出臺(tái)[7]。

通過(guò)做好標(biāo)準(zhǔn)體系的頂層設(shè)計(jì)，讓生物樣本庫(kù)更好地建設(shè)和發(fā)展，推動(dòng)其在生命科學(xué)、生物醫(yī)藥、轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域中的應(yīng)用進(jìn)入一個(gè)嶄新的時(shí)期，為醫(yī)藥學(xué)研究和人類健康作出貢獻(xiàn)。

5 生物樣本庫(kù)的信息化建設(shè)

生物樣本庫(kù)建設(shè)內(nèi)容包括實(shí)體庫(kù)、信息庫(kù)和資源信息共享平臺(tái)。其中信息庫(kù)是指臨床資料存儲(chǔ)庫(kù)，包括樣本的基本信息、病理信息、診療信息和存儲(chǔ)信息等內(nèi)容，通過(guò)對(duì)信息進(jìn)行符號(hào)化、標(biāo)識(shí)和定義，用于支持科學(xué)研究及其相關(guān)數(shù)據(jù)分析。真正展現(xiàn)樣本庫(kù)價(jià)值的是內(nèi)涵的信息，大數(shù)據(jù)時(shí)代，研究者更關(guān)注樣本的生物信息數(shù)據(jù)與疾病臨床信息的相關(guān)性，通過(guò)大樣本的關(guān)聯(lián)分析，來(lái)預(yù)測(cè)疾病的發(fā)生、發(fā)展與轉(zhuǎn)歸。實(shí)現(xiàn)樣本庫(kù)的質(zhì)量管理、信息數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化與標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)共享將是大數(shù)據(jù)時(shí)代樣本庫(kù)建設(shè)的三項(xiàng)關(guān)鍵任務(wù)。

當(dāng)前，加強(qiáng)樣本庫(kù)全面信息化管理十分必要，必須搭配生物樣本庫(kù)信息系統(tǒng)，它能準(zhǔn)確無(wú)誤地追蹤到每一份樣本的采集、處理、接收、出入庫(kù)和銷毀等信息，其構(gòu)建應(yīng)覆蓋樣本庫(kù)的運(yùn)作、管理和服務(wù)全流程，形成一體化整合數(shù)據(jù)庫(kù)和公共門戶網(wǎng)站，實(shí)現(xiàn)資源的科學(xué)化管理和共享應(yīng)用。信息化管理有一套完整的工作流程，包括：樣本采集和管理流程的設(shè)計(jì)、樣本簽收、樣本全流程管理和可溯性追蹤、志愿者樣本捐獻(xiàn)流程、樣本質(zhì)量控制、樣本出入庫(kù)和樣本的共享和應(yīng)用等[8]。

高質(zhì)量的樣本是樣本庫(kù)建設(shè)和發(fā)展的靈魂，生物樣本庫(kù)的信息化建設(shè)是實(shí)現(xiàn)樣本價(jià)值最大化的基礎(chǔ)，信息決定樣本的生物特性及其應(yīng)用的廣度和深度，建設(shè)生物樣本庫(kù)的最終目的是將樣本最大化地轉(zhuǎn)化為信息，生物樣本庫(kù)信息化任重而道遠(yuǎn)，仍需相關(guān)技術(shù)人員的不懈努力。

6 生物樣本資源的應(yīng)用和共享

生物樣本庫(kù)可以為基礎(chǔ)和臨床醫(yī)學(xué)研究提供科學(xué)完整的樣本基本信息及其關(guān)聯(lián)信息，“只存不用”是毫無(wú)意義的，一定要實(shí)現(xiàn)樣本資源的應(yīng)用和共享，否則只會(huì)發(fā)展成“私庫(kù)”或“垃圾庫(kù)”。擁有最大基數(shù)的中國(guó)生物樣本庫(kù)貴在整合、難在整合、贏在整合，合作與共享應(yīng)用是硬道理。目前，我國(guó)生物樣本庫(kù)仍是分散、獨(dú)立、無(wú)序的狀態(tài)，各單位一直傾向于單兵作戰(zhàn)為主流。國(guó)內(nèi)不少樣本庫(kù)專家都曾提出我國(guó)生物樣本資源共享應(yīng)用程度不高的現(xiàn)狀，建設(shè)可持續(xù)發(fā)展、研究?jī)r(jià)值最大化的生物樣本庫(kù)，將成為工作的重中之重。

我國(guó)公共機(jī)構(gòu)醫(yī)學(xué)研究生物樣本庫(kù)應(yīng)用和共享方面存在的問(wèn)題主要是：（1）樣本類型較少，未達(dá)到應(yīng)用需求；（2）“私庫(kù)”比較泛濫，難以共享；（3）樣本質(zhì)量未得到保證，科學(xué)研究有困難；（4）樣本信息公開(kāi)力度不夠，共享信息平臺(tái)待完善；（5）樣本基本信息及其關(guān)聯(lián)信息未完善；（6）存在隱私權(quán)、“生物剽竊”等倫理問(wèn)題和法律問(wèn)題。

針對(duì)以上問(wèn)題，提出幾點(diǎn)建議：（1）做好頂層設(shè)計(jì)，建立和完善生物樣本庫(kù)應(yīng)用和共享的信息平臺(tái)；（2）推動(dòng)國(guó)內(nèi)外相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)規(guī)范的制定，對(duì)樣本庫(kù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化的建立和管理；（3）完善生物樣本庫(kù)信息管理系統(tǒng)；（4）出臺(tái)相關(guān)政策或制度，真正實(shí)現(xiàn)合作共贏、多方應(yīng)用和共享[9]。

我國(guó)《“十三五”生物技術(shù)創(chuàng)新專項(xiàng)規(guī)劃》提出提升生物技術(shù)原創(chuàng)性水平、打造生物技術(shù)創(chuàng)新平臺(tái)、強(qiáng)化生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)化三大指標(biāo)體系，其中工作內(nèi)容有：構(gòu)建國(guó)家大型健康隊(duì)列和特定疾病隊(duì)列、建立生物醫(yī)學(xué)大數(shù)據(jù)共享平臺(tái)、建立和完善我國(guó)生物資源管理和質(zhì)量控制的標(biāo)準(zhǔn)體系、建立生物資源材料的交換、備份和共享機(jī)制等，這些舉措將會(huì)提升我國(guó)生物醫(yī)藥領(lǐng)域核心競(jìng)爭(zhēng)力，同時(shí)給我國(guó)樣本庫(kù)的規(guī)劃、建設(shè)和共享應(yīng)用帶來(lái)巨大的發(fā)展機(jī)遇[10]。

為了更好地提高醫(yī)藥學(xué)的研究水平，實(shí)現(xiàn)多方合作和共贏，國(guó)內(nèi)已有部分區(qū)域?qū)崿F(xiàn)了生物樣本資源的應(yīng)用和共享，例如北京的“重大疾病臨床數(shù)據(jù)和樣本資源庫(kù)”、深圳華大基因發(fā)起的“國(guó)家基因庫(kù)聯(lián)盟”、中國(guó)醫(yī)學(xué)科學(xué)院上海生物樣本資源合作研究中心等，另一方面，虛擬生物樣本庫(kù)這一概念也被提出，它指的是綜合應(yīng)用多方資源，構(gòu)建生物醫(yī)學(xué)大數(shù)據(jù)平臺(tái)，設(shè)有完備的管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)各樣本庫(kù)與專家之間的信息交流和共享合作[11]。

7 結(jié)語(yǔ)

我國(guó)是人口大國(guó)，擁有豐富的各類樣本資源和生物信息資源，將這些寶貴資源應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)研究的各個(gè)領(lǐng)域，能為中國(guó)的醫(yī)藥事業(yè)作出巨大的貢獻(xiàn)，成為建設(shè)健康中國(guó)的有力支撐。分子腫瘤學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任詹啟敏院士曾指出：“誰(shuí)擁有資源，誰(shuí)就擁有發(fā)展的主動(dòng)權(quán)，誰(shuí)就擁有未來(lái)”，如何充分利用這些資源，來(lái)彌補(bǔ)和西方發(fā)達(dá)國(guó)家在基礎(chǔ)研究領(lǐng)域的差距，如何建設(shè)規(guī)?；?、標(biāo)準(zhǔn)化、集約化、共享化的生物樣本庫(kù)，走上中國(guó)特色的生物樣本庫(kù)價(jià)值化之路，是我國(guó)生物樣本庫(kù)建設(shè)總體戰(zhàn)略設(shè)計(jì)的主題，希望通過(guò)越來(lái)越多的中堅(jiān)力量和年輕人的加入，使中國(guó)生物樣本庫(kù)的發(fā)展走上標(biāo)準(zhǔn)化、信息化和規(guī)范化的正軌。