精準(zhǔn)醫(yī)療時(shí)代下生物樣本庫的建設(shè)與發(fā)展特點(diǎn)

劉艷紅，葉 慶

南京大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬鼓樓醫(yī)院 1病理科 2生物樣本庫，南京 210008 中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)附屬第一醫(yī)院 3臨床病理中心 4智慧病理學(xué)研究所，合肥 230036

2016年10月，中共中央國務(wù)院印發(fā)了《“健康中國2030”規(guī)劃綱要》，在“健康中國”大背景下，精準(zhǔn)醫(yī)療(precision medicine)和生物樣本庫迎來了快速發(fā)展的黃金時(shí)期。精準(zhǔn)醫(yī)療與生物樣本庫在發(fā)展進(jìn)程中相輔相成，相互促進(jìn)。一方面，精準(zhǔn)醫(yī)療的藥物和技術(shù)研發(fā)，對(duì)生物樣本資源產(chǎn)生大量需求，同時(shí)也對(duì)生物樣本庫的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)提出了更高要求，促進(jìn)了生物樣本庫的發(fā)展和完善；另一方面，生物樣本庫的建設(shè)成為精準(zhǔn)醫(yī)療發(fā)展的基石，為其提供便利的平臺(tái)和豐富的資源，助力精準(zhǔn)醫(yī)療的快速發(fā)展。本文主要闡述精準(zhǔn)醫(yī)療時(shí)代生物樣本庫的發(fā)展現(xiàn)狀、特點(diǎn)以及存在的問題與不足。

1 精準(zhǔn)醫(yī)療時(shí)代生物樣本庫的發(fā)展現(xiàn)狀

精準(zhǔn)醫(yī)療是以個(gè)體化醫(yī)療為基礎(chǔ)、隨著基因組測序技術(shù)的快速進(jìn)步以及生物信息與大數(shù)據(jù)科學(xué)交叉應(yīng)用而發(fā)展起來的新型醫(yī)學(xué)概念與醫(yī)療模式，其本質(zhì)是通過基因組、蛋白質(zhì)組等組學(xué)技術(shù)和醫(yī)學(xué)前沿技術(shù)，對(duì)大樣本人群與特定疾病類型進(jìn)行生物標(biāo)志物的分析、鑒定、驗(yàn)證與應(yīng)用，從而精確尋找疾病原因和治療靶點(diǎn)，并對(duì)一種疾病的不同狀態(tài)和過程進(jìn)行精確亞分類，最終實(shí)現(xiàn)對(duì)疾病和特定患者進(jìn)行個(gè)性化精準(zhǔn)治療的目的，提高疾病診治與預(yù)防效益[1]。精準(zhǔn)醫(yī)療概念的提出始于2011年美國國家科學(xué)院發(fā)布的《邁向精準(zhǔn)醫(yī)療：構(gòu)建生物醫(yī)學(xué)研究和知識(shí)網(wǎng)絡(luò)及新的疾病分類體系》報(bào)告，其將精準(zhǔn)醫(yī)療視為癌癥及其他部分重癥治療的最優(yōu)方式之一[1]。此后，發(fā)達(dá)國家相繼啟動(dòng)國家政策和大型精準(zhǔn)醫(yī)療研究項(xiàng)目。2012年，英國啟動(dòng)了“10萬人基因組計(jì)劃”，2017年完成了10萬人基因組測序工作；2016年，法國啟動(dòng)了基因組和個(gè)體化醫(yī)療項(xiàng)目“法國基因組醫(yī)療2025”，并在全國范圍內(nèi)建立了12個(gè)基因測序平臺(tái)、2個(gè)國家數(shù)據(jù)中心[2]。此外，韓國的萬人基因組計(jì)劃、澳大利亞的個(gè)性化兒童癌癥治療項(xiàng)目——兒童零癌癥計(jì)劃(Zero Childhood Cancer)等亦紛紛開展[3]。2015年3月，我國成立了精準(zhǔn)醫(yī)療戰(zhàn)略專家組；2016年12月，國務(wù)院印發(fā)了《“十三五”國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》，從國家政策層面推動(dòng)精準(zhǔn)醫(yī)療的發(fā)展。近年來，隨著生物醫(yī)藥技術(shù)的不斷發(fā)展，國內(nèi)精準(zhǔn)醫(yī)療行業(yè)備受關(guān)注，與精準(zhǔn)醫(yī)療相關(guān)的各個(gè)細(xì)分領(lǐng)域如免疫細(xì)胞治療、3D打印、人工器官、液體活檢等產(chǎn)業(yè)和技術(shù)發(fā)展如火如荼[4]。

生物樣本庫保存的人類生物資源及相關(guān)信息，是轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)研究的重要資源，是精準(zhǔn)醫(yī)療的前提之一。精準(zhǔn)醫(yī)療各細(xì)分行業(yè)的發(fā)展均依賴大量高質(zhì)量的生物樣本和信息資源作為研究材料。以“十二五”及“十三五”精準(zhǔn)醫(yī)療實(shí)施為背景，為整合完善的臨床樣本和疾病信息資源庫，加強(qiáng)資源共享網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，我國出臺(tái)了一系列相關(guān)政策。國內(nèi)各大醫(yī)院紛紛成立了精準(zhǔn)醫(yī)療中心，建設(shè)醫(yī)療信息大數(shù)據(jù)平臺(tái)，同時(shí)建立生物樣本庫，作為助力精準(zhǔn)醫(yī)療轉(zhuǎn)化研究的支撐平臺(tái)。生物樣本庫的建設(shè)同時(shí)取得政府部門、大學(xué)及醫(yī)療機(jī)構(gòu)的政策和經(jīng)費(fèi)支持，其在頂層設(shè)計(jì)、建設(shè)規(guī)劃、功能布局及質(zhì)量控制等方面均納入精準(zhǔn)醫(yī)療的發(fā)展需求，以提供針對(duì)性的支撐服務(wù)。

目前，精準(zhǔn)醫(yī)療的發(fā)展成果主要集中在腫瘤領(lǐng)域，隨著腫瘤研究的發(fā)展，腫瘤治療的聚焦方案從針對(duì)細(xì)胞周期靶點(diǎn)的化療藥物，到針對(duì)基因突變的分子靶向藥物，再到針對(duì)免疫治療靶點(diǎn)的免疫療法，精準(zhǔn)醫(yī)療的理念貫穿其中并逐步完善[5-7]。與此同時(shí)，生物樣本庫作為標(biāo)準(zhǔn)化采集、處理、儲(chǔ)存和應(yīng)用健康與疾病生物體的生物大分子、細(xì)胞、組織和器官等樣本(包括人體器官組織、全血、血漿、血清、生物體液或經(jīng)處理DNA、RNA、蛋白質(zhì)等)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、信息管理與數(shù)據(jù)應(yīng)用系統(tǒng)的綜合性建設(shè)工程，成為精準(zhǔn)醫(yī)療發(fā)展的堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，進(jìn)入快速發(fā)展的黃金時(shí)期。

隨著生物技術(shù)的快速發(fā)展，精準(zhǔn)醫(yī)療概念的內(nèi)涵與外延也在發(fā)生演變，在精準(zhǔn)分子診斷和分子治療的基礎(chǔ)上，細(xì)胞治療亦具有廣闊的發(fā)展前景。新型細(xì)胞治療技術(shù)、腫瘤免疫檢查點(diǎn)抑制劑、間充質(zhì)干細(xì)胞臨床應(yīng)用、干細(xì)胞移植治療、基因編輯等成為細(xì)胞治療研究的熱點(diǎn)。備受關(guān)注的細(xì)胞免疫治療已從早期的淋巴因子激活的殺傷細(xì)胞、腫瘤浸潤淋巴細(xì)胞、多種細(xì)胞因子誘導(dǎo)的殺傷細(xì)胞及細(xì)胞毒性T淋巴細(xì)胞等傳統(tǒng)或非特異性細(xì)胞療法，發(fā)展為特異性的新型細(xì)胞療法。如嵌合抗原受體T細(xì)胞免疫療法(chimeric antigen receptor T-cell immunotherapy，CAR-T)是一種新興的精準(zhǔn)醫(yī)療手段，其利用患者的自身細(xì)胞，提取血液中的免疫T細(xì)胞，在體外進(jìn)行基因工程改造，令其識(shí)別腫瘤細(xì)胞表面抗原，然后通過CAR-T技術(shù)以及T細(xì)胞受體嵌合型T細(xì)胞技術(shù)再把這些細(xì)胞回輸至患者體內(nèi)，以達(dá)到識(shí)別、殺死腫瘤細(xì)胞的目的。

隨著細(xì)胞治療領(lǐng)域科研投入的加大和技術(shù)實(shí)力的不斷增強(qiáng)，監(jiān)管政策也逐漸明朗，干細(xì)胞新藥臨床試驗(yàn)申請(qǐng)相繼獲批。截至2020年底，我國干細(xì)胞臨床研究備案機(jī)構(gòu)已達(dá)119家，備案項(xiàng)目達(dá)87項(xiàng)，細(xì)胞資源庫成為生物樣本庫建設(shè)的重要分支。如上海市東方醫(yī)院建立了以干細(xì)胞臨床研究和基礎(chǔ)研究等資源為一體的標(biāo)準(zhǔn)化生物樣本庫，中國人民解放軍總醫(yī)院等大型醫(yī)院也相繼建立了臨床干細(xì)胞存儲(chǔ)服務(wù)體系，包括圍產(chǎn)期干細(xì)胞資源庫、自愿獻(xiàn)血者免疫細(xì)胞庫等。

2 精準(zhǔn)醫(yī)療時(shí)代生物樣本庫的發(fā)展特點(diǎn)

2.1 生物樣本庫的建設(shè)需要標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化

精準(zhǔn)醫(yī)療涉及個(gè)性化和標(biāo)準(zhǔn)化兩個(gè)理念的平衡，這亦是現(xiàn)代醫(yī)學(xué)發(fā)展的必由之路。從精準(zhǔn)醫(yī)療所依托的基因測序技術(shù)平臺(tái)可以看出，基因測序技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)正處于逐步完善的進(jìn)程中。同樣，作為樣本資源和數(shù)據(jù)信息整合平臺(tái)的生物樣本庫也需要實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化建設(shè)。在生物樣本庫建設(shè)和發(fā)展初期，各區(qū)域、各級(jí)醫(yī)療單位的生物樣本庫建設(shè)工作缺乏統(tǒng)一的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，造成樣本質(zhì)量良莠不齊、利用率低，資源共享和流通困難等問題，限制了大型多中心臨床研究的開展。

近年來，我國生物樣本庫的建設(shè)、管理等各方面工作不斷邁向標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化。為推動(dòng)我國生物樣本庫標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)的發(fā)展，2009年中國醫(yī)藥生物技術(shù)協(xié)會(huì)組織生物樣本庫分會(huì)正式成立，并組織編寫了《中國生物樣本庫與數(shù)據(jù)庫建立指南》，于2011年出臺(tái)了《中國醫(yī)藥生物技術(shù)協(xié)會(huì)生物樣本庫標(biāo)準(zhǔn)(試行)》。2015年，我國成立了全國生物樣本標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)，主要負(fù)責(zé)生物樣本的采集、處理、存儲(chǔ)、管理、分發(fā)及相關(guān)技術(shù)、方法、產(chǎn)品領(lǐng)域國家標(biāo)準(zhǔn)的制訂和修訂工作。2019年7月，《中華人民共和國人類遺傳資源管理?xiàng)l例》發(fā)布，對(duì)我國人類遺傳資源采集和保藏等相關(guān)管理工作作出了明確規(guī)定。2019年8月，中國國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)發(fā)布了《生物樣本庫質(zhì)量和能力通用要求》，規(guī)定了生物樣本庫能力、公正性、持續(xù)運(yùn)行(含質(zhì)量控制)的通用要求，確保生物樣本和數(shù)據(jù)資料的質(zhì)量。

國際、國內(nèi)生物樣本數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化及數(shù)據(jù)庫建設(shè)工作亦在不斷完善中。泛歐洲生物樣本庫與生物分子資源研究平臺(tái)(BioBanking and Molecular Research Infrastructure，BBMRI)提出了生物樣本庫信息共享的最小數(shù)據(jù)集(minimum information about biobank data sharing，MIABIS)，規(guī)定了生物樣本共享標(biāo)準(zhǔn)化的52個(gè)屬性，要求包含必需的基本信息，以實(shí)現(xiàn)生物樣本庫之間的合作以及生物樣本與數(shù)據(jù)的交換。2017年，中國國家組學(xué)數(shù)據(jù)百科全書(National Omics Data Encyclopedia，NODE)成立，提供了一個(gè)集成、兼容、可比、可擴(kuò)展的多組學(xué)資源平臺(tái)。NODE采用分層數(shù)據(jù)架構(gòu)，支持多組學(xué)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)，包括454、IonTorrent、Illumina、SOLiD、Helicos和Complete Genomics等平臺(tái)的測序數(shù)據(jù)、基于MS的蛋白質(zhì)組學(xué)數(shù)據(jù)、基于MS或NMR的代謝組學(xué)數(shù)據(jù)和熒光成像數(shù)據(jù)。NODE提供組學(xué)數(shù)據(jù)的全生命周期功能，從數(shù)據(jù)歸檔、數(shù)據(jù)請(qǐng)求/響應(yīng)到數(shù)據(jù)共享、數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)審核和發(fā)布，已為世界各地的研究人員收集和發(fā)布超過900 tb的組學(xué)數(shù)據(jù)，其中22%包含多種組學(xué)數(shù)據(jù)。

2.2 生物樣本庫的發(fā)展依賴信息化建設(shè)和發(fā)展

精準(zhǔn)醫(yī)療基于大數(shù)據(jù)建設(shè)的完善和數(shù)據(jù)挖掘解讀技術(shù)的發(fā)展，大量基因測序數(shù)據(jù)的傳輸、整合和挖掘解讀均需要高通量大數(shù)據(jù)快速分析和云計(jì)算的幫助；同時(shí)，要將數(shù)以百萬計(jì)的健康志愿者信息、臨床診療信息、基因組信息匯集儲(chǔ)存，傳輸?shù)讲煌脑贫嘶蚱脚_(tái)，以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)分析和信息共享，均離不開信息化技術(shù)的支撐。

現(xiàn)代生物樣本資源庫分為“濕庫”和“干庫”，作為數(shù)據(jù)資源的“干庫”與實(shí)體樣本資源同等重要，是生物醫(yī)學(xué)研究的基石。通過對(duì)生物樣本數(shù)據(jù)庫中組學(xué)數(shù)據(jù)與臨床資料(病史、影像學(xué)、實(shí)驗(yàn)室、病理、隨訪及生存信息等)的整合，有助于尋找表型與基因組學(xué)之間的聯(lián)系并發(fā)現(xiàn)精準(zhǔn)治療靶點(diǎn)。

信息化建設(shè)是生物樣本庫建設(shè)首要考慮的頂層設(shè)計(jì)問題，國內(nèi)外大型優(yōu)質(zhì)的生物樣本庫在信息化建設(shè)方面均具備良好的基礎(chǔ)，并不斷探索創(chuàng)新。2018年，UK Biobank發(fā)布了50萬名參與者的全基因組遺傳數(shù)據(jù)分析結(jié)果，這些基因數(shù)據(jù)可從UK Biobank獲取，供全世界開展生物醫(yī)學(xué)研究。目前已有數(shù)百項(xiàng)研究項(xiàng)目圍繞該數(shù)據(jù)庫展開，在癌癥、心臟病、糖尿病、卒中、骨質(zhì)疏松和精神分裂癥等領(lǐng)域獲得了新的研究發(fā)現(xiàn)。

“十三五”規(guī)劃以來，我國實(shí)施了一系列國家政策將醫(yī)療信息化推向了快速發(fā)展的新階段，如復(fù)旦大學(xué)中山醫(yī)院設(shè)立了大數(shù)據(jù)人工智能中心，南京醫(yī)科大學(xué)設(shè)立了生物醫(yī)學(xué)工程與信息學(xué)院，實(shí)踐醫(yī)療信息化的專職管理部門和學(xué)科建設(shè)工作。

2.3 生物樣本庫的發(fā)展離不開多中心聯(lián)盟與共享

任何診斷治療方案均源于嚴(yán)格的臨床試驗(yàn)證據(jù)，包括精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)在內(nèi)的現(xiàn)代醫(yī)學(xué)應(yīng)遵循循證醫(yī)學(xué)原則。從近年來的相關(guān)研究可以看出，大型多中心臨床研究促進(jìn)了精準(zhǔn)醫(yī)療的發(fā)展，如對(duì)惡性腫瘤靶向藥物的開發(fā)及細(xì)胞程序性死亡配體-1(programmed cell death-ligand 1，PD-L1)相關(guān)免疫治療在臨床的快速進(jìn)展和突破，完善的生物樣本庫建設(shè)及大型多中心臨床研究的開展發(fā)揮重要作用[8-9]。

知名的大型生物樣本庫一般采用多中心聯(lián)盟形式。如BBMRI，囊括了歐洲 30 多個(gè)國家的 200 多所機(jī)構(gòu)，現(xiàn)存樣本量超過5000萬份。此外，美國癌癥生物醫(yī)學(xué)信息網(wǎng)絡(luò)(Cancer Biomedical Informatics Grid，caBIG)[10]、美國生物存儲(chǔ)和生物樣本研究中心(Biorepositories and Biospecimen Research Branch，BBRB)、加拿大腫瘤資源庫協(xié)作網(wǎng)(Canadian Tumor Repository Net-work，CTRnet)、英國生物樣本庫(UK Biobank)等均在國家層面自上而下進(jìn)行管理，制定統(tǒng)一的樣本采集、存儲(chǔ)及資料信息化管理標(biāo)準(zhǔn)[11]。

2015年，科技部成立了“國家人類遺傳資源共享服務(wù)平臺(tái)”，設(shè)立北京、上海、廣州3個(gè)中心，納入數(shù)百家生物樣本庫建設(shè)單位，促進(jìn)樣本資源的流通和共享。2016年，中國生物樣本庫聯(lián)盟成立，在生物樣本公開、共享、可持續(xù)發(fā)展與建設(shè)新模式等方面進(jìn)行探索與實(shí)踐，促進(jìn)各專病生物樣本庫之間的溝通與合作，促進(jìn)多中心研究和資源共享，推進(jìn)大數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)化研究進(jìn)程，推動(dòng)和提升我國在該領(lǐng)域內(nèi)的數(shù)據(jù)共享應(yīng)用[11]。此外，北京、上海、江蘇等地多家生物樣本庫也形成了區(qū)域性的樣本庫聯(lián)盟，在標(biāo)準(zhǔn)化共享方面不斷探索新模式。

2.4 生物樣本庫的發(fā)展需要多學(xué)科融合支撐

精準(zhǔn)醫(yī)療是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，它將組學(xué)技術(shù)、數(shù)字影像、系統(tǒng)生物學(xué)、信息科學(xué)、大數(shù)據(jù)等現(xiàn)代科技與傳統(tǒng)醫(yī)療進(jìn)行融合創(chuàng)新，形成精準(zhǔn)醫(yī)療的體系和范式，指導(dǎo)醫(yī)學(xué)實(shí)踐。精準(zhǔn)醫(yī)療所涉及的技術(shù)貫穿疾病預(yù)防、診斷、治療及生物試劑、新藥開發(fā)等整個(gè)醫(yī)療流程，包括基因測序、3D 打印、造影、器官移植等高新技術(shù)，以基因測序產(chǎn)業(yè)鏈為例，涵蓋上游的測序儀器與試劑耗材、中游的基因測序服務(wù)和下游的生物信息學(xué)分析。

作為精準(zhǔn)醫(yī)療基礎(chǔ)平臺(tái)的生物樣本庫涉及多學(xué)科知識(shí)，包括樣本科學(xué)、低溫生物學(xué)、生物信息學(xué)、統(tǒng)計(jì)學(xué)、倫理學(xué)等，從前期實(shí)體樣本庫的選址、設(shè)計(jì)等，到運(yùn)行階段樣本的采集、處理、質(zhì)控、運(yùn)輸、項(xiàng)目管理，再到后期的醫(yī)學(xué)研究成果轉(zhuǎn)化、共享規(guī)范、知識(shí)產(chǎn)權(quán)分配等，需融合多個(gè)基礎(chǔ)學(xué)科，樣本庫從業(yè)人員需不斷充實(shí)和學(xué)習(xí)多方面的知識(shí)和技能。目前，國內(nèi)已有醫(yī)學(xué)院校設(shè)立了生物樣本庫專業(yè)，為生物樣本庫領(lǐng)域培養(yǎng)專業(yè)化人才。

3 精準(zhǔn)醫(yī)療時(shí)代生物樣本庫的發(fā)展階段

生物樣本庫的發(fā)展階段與精準(zhǔn)醫(yī)療的發(fā)展階段是同步推進(jìn)的。隨著精準(zhǔn)醫(yī)療的發(fā)展，生物樣本庫以精準(zhǔn)醫(yī)療項(xiàng)目為導(dǎo)向開展建設(shè)，成為其提高價(jià)值和利用率的有效方案；當(dāng)生物樣本庫發(fā)展至更為成熟的階段時(shí)，將更好地支撐精準(zhǔn)醫(yī)療的發(fā)展。生物樣本庫的發(fā)展過程有其自身特點(diǎn)，其階段性發(fā)展進(jìn)程見圖1。

圖 1 生物樣本庫發(fā)展階段示意圖

3.1 初級(jí)階段：生物樣本和信息資源的整合平臺(tái)

初級(jí)階段啟動(dòng)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，制定標(biāo)準(zhǔn)化工作流程，開展生物樣本和信息資源的采集及標(biāo)準(zhǔn)制訂工作，初步建成采集和管理生物樣本及其臨床信息的工作平臺(tái)。該階段為生物樣本庫建設(shè)的基礎(chǔ)階段，可完成并實(shí)現(xiàn)樣本資源與生物信息的“輸入”功能。組成生物樣本庫和信息庫的主要要素包括多種類型的實(shí)體樣本、生物樣本衍生物、相關(guān)倫理文件(如知情同意書等)以及捐獻(xiàn)者的臨床信息、實(shí)驗(yàn)室檢測信息、組學(xué)數(shù)據(jù)等，研究人員可從多個(gè)層面開展精準(zhǔn)醫(yī)療相關(guān)的研究和驗(yàn)證，其產(chǎn)生的數(shù)據(jù)仍返回至樣本庫，與原有實(shí)體樣本和信息數(shù)據(jù)融合，不斷豐富和拓展生物樣本庫的內(nèi)涵。

3.2 中級(jí)階段：精準(zhǔn)醫(yī)療研究的支撐服務(wù)平臺(tái)

中級(jí)階段的生物樣本庫不僅作為樣本采集存儲(chǔ)的場所，而且還提供各類技術(shù)服務(wù)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)生物樣本資源和研究數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)化，如樣本存儲(chǔ)平臺(tái)，生物大分子提取檢測平臺(tái)，組織、細(xì)胞、分子等多水平試驗(yàn)平臺(tái)，以及生物樣本下游的精細(xì)化加工和處理平臺(tái)等。根據(jù)精準(zhǔn)醫(yī)療的研究需求，聚焦臨床重大疾病，建立生物芯片數(shù)據(jù)分析、蛋白質(zhì)組數(shù)據(jù)分析、人類疾病高通量生物信息學(xué)等篩選技術(shù)體系，形成相應(yīng)的生物信息數(shù)據(jù)挖掘和技術(shù)開發(fā)能力，一站式獲取所需信息和數(shù)據(jù)。該階段是生物樣本庫建設(shè)過程中的關(guān)鍵階段，是生物樣本庫從臨床樣本信息資源采集平臺(tái)轉(zhuǎn)變?yōu)榫珳?zhǔn)醫(yī)療研究項(xiàng)目支撐服務(wù)平臺(tái)的角色轉(zhuǎn)化階段。

3.3 高級(jí)階段：精準(zhǔn)醫(yī)療成果的轉(zhuǎn)化合作平臺(tái)

生物樣本庫的建設(shè)和維護(hù)需要大量投入，合理制定生物樣本有償使用服務(wù)價(jià)值體系，用于生物樣本庫的運(yùn)行和維護(hù)，是實(shí)現(xiàn)生物樣本資源價(jià)值屬性、保障生物樣本庫可持續(xù)發(fā)展的有效途徑。2016年，國務(wù)院印發(fā)的《“十三五”國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》[12]明確指出，應(yīng)建設(shè)生物資源樣本庫、生物信息數(shù)據(jù)庫和生物資源信息一體化體系，建設(shè)具有重要產(chǎn)業(yè)應(yīng)用價(jià)值及科研前瞻性的國家精品樣本庫和實(shí)時(shí)全景生命數(shù)據(jù)庫，搭建信息資源研究開發(fā)的基礎(chǔ)性支撐平臺(tái)。同時(shí)指出，依托現(xiàn)有生物產(chǎn)業(yè)基地、園區(qū)和集群，有步驟、有重點(diǎn)地推動(dòng)若干生物經(jīng)濟(jì)集群建設(shè)，促進(jìn)人才、技術(shù)、資金等資源向優(yōu)勢區(qū)域集中，引導(dǎo)生物產(chǎn)業(yè)特色化、集聚化發(fā)展，使生物產(chǎn)業(yè)在促進(jìn)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)中發(fā)揮引領(lǐng)作用。加快構(gòu)建貫穿整個(gè)創(chuàng)新鏈條的生物科技創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)服務(wù)平臺(tái)。

該階段生物樣本庫需尋求與生物醫(yī)藥企業(yè)合作的途徑，建立包括生物樣本數(shù)據(jù)庫在內(nèi)的整合數(shù)據(jù)庫體系和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。在建成標(biāo)準(zhǔn)化、可共享的生物樣本大數(shù)據(jù)中心與協(xié)作網(wǎng)絡(luò)支撐平臺(tái)的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)連接多種生物樣本類型數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、傳輸和共享，通過基于生物樣本資源、生物信息大數(shù)據(jù)以及對(duì)外科研服務(wù)，實(shí)現(xiàn)可操作的生物樣本資源和信息資源共享機(jī)制和合作渠道，體現(xiàn)生物樣本資源的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，為區(qū)域內(nèi)生物醫(yī)藥、臨床醫(yī)學(xué)及生物技術(shù)領(lǐng)域的科學(xué)研究提供資源和技術(shù)服務(wù)，在實(shí)施精準(zhǔn)醫(yī)療成果轉(zhuǎn)化的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)生物樣本庫的可持續(xù)發(fā)展。

4 生物樣本庫發(fā)展中的問題和不足

生物樣本庫作為一個(gè)新興領(lǐng)域，存在地區(qū)間發(fā)展不平衡、樣本利用率低、資源整合不足等問題。部分生物樣本庫在前期建設(shè)階段，由于缺乏完善的頂層設(shè)計(jì)，建設(shè)過程中走了很多彎路，造成 “死庫”“垃圾庫”的出現(xiàn)，導(dǎo)致資源浪費(fèi)。此外，生物樣本庫建設(shè)項(xiàng)目在數(shù)據(jù)安全、倫理爭議及可持續(xù)發(fā)展等方面，亦存在諸多問題和不足。

4.1 數(shù)據(jù)安全和隱私保護(hù)問題

在精準(zhǔn)醫(yī)療的發(fā)展進(jìn)程中，移動(dòng)醫(yī)療和大數(shù)據(jù)技術(shù)被廣泛應(yīng)用，患者的隱私保護(hù)、基因技術(shù)引發(fā)的倫理問題等隨之出現(xiàn)。大數(shù)據(jù)時(shí)代，個(gè)人信息價(jià)值日益得到市場及各行業(yè)領(lǐng)域的認(rèn)可，數(shù)據(jù)信息的價(jià)值和挖掘越來越凸顯其重要性。目前，基于生物樣本庫產(chǎn)生的大數(shù)據(jù)在共享和權(quán)利保護(hù)方面的邊界仍未明確。與此同時(shí)，在利潤的驅(qū)使下，非法使用個(gè)人信息的事件頻繁發(fā)生，引發(fā)了隱私保護(hù)、倫理、法律等多方面問題，阻礙了大數(shù)據(jù)應(yīng)用技術(shù)的發(fā)展。對(duì)于知情同意、捐獻(xiàn)者隱私保護(hù)等相關(guān)問題，目前尚無統(tǒng)一的共識(shí)和規(guī)范，各國均未出臺(tái)較為系統(tǒng)、全面的法律法規(guī)[13]。

4.2 可持續(xù)發(fā)展運(yùn)營問題

精準(zhǔn)醫(yī)療的研發(fā)耗資巨大，尤其是靶向藥物的研發(fā)成本高昂，為保障精準(zhǔn)醫(yī)療尤其是精準(zhǔn)藥物的研發(fā)有序開展，持續(xù)的經(jīng)費(fèi)支持是必備條件，僅依靠財(cái)政投入無法實(shí)現(xiàn)行業(yè)發(fā)展的可持續(xù)性，同時(shí)應(yīng)通過政策支持，允許醫(yī)藥企業(yè)合法獲得相應(yīng)利潤，以促進(jìn)社會(huì)資本的積極參與，為精準(zhǔn)醫(yī)療的發(fā)展注入充裕資金[14]。目前國內(nèi)生物樣本庫的運(yùn)營經(jīng)費(fèi)主要來源于國家和省市級(jí)重大項(xiàng)目支持及醫(yī)院的基礎(chǔ)建設(shè)投入，運(yùn)營過程中面臨如何進(jìn)行“自身造血”的問題，建議拓寬經(jīng)濟(jì)來源渠道，尋找適合自己的發(fā)展模式，與精準(zhǔn)醫(yī)療領(lǐng)域的相關(guān)企業(yè)開展合作研發(fā)項(xiàng)目，實(shí)現(xiàn)樣本資源的價(jià)值轉(zhuǎn)化。

5 小結(jié)

人類社會(huì)的發(fā)展已進(jìn)入到人工智能時(shí)代，智能化技術(shù)對(duì)各行各業(yè)的發(fā)展均產(chǎn)生較大的影響和沖擊。在精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，人工智能已成為創(chuàng)新藥物研發(fā)和精準(zhǔn)醫(yī)療的重要發(fā)展方向。在不遠(yuǎn)的將來，智能化診斷分析技術(shù)將對(duì)現(xiàn)有醫(yī)療模式帶來顛覆性改變。近年來，生物樣本庫大型自動(dòng)化智能設(shè)備不斷普及，基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能化自動(dòng)化樣本處理、存儲(chǔ)、檢測設(shè)備不斷推陳出新，生物樣本庫基礎(chǔ)建設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)模亦不斷提高。此外，被稱為下一代生物樣本庫的“活體”樣本庫，利用細(xì)胞原代培養(yǎng)和復(fù)蘇、細(xì)胞重編程等技術(shù)，從有限的樣本量中獲取大量能夠真實(shí)反映體內(nèi)生物學(xué)狀態(tài)的研究材料，突破了生物樣本庫的現(xiàn)有瓶頸，滿足精準(zhǔn)醫(yī)療的更高要求，是生物樣本庫未來的發(fā)展方向，有著廣闊的發(fā)展前景。

作者貢獻(xiàn)：劉艷紅負(fù)責(zé)文獻(xiàn)資料查詢及文章撰寫；葉慶負(fù)責(zé)選題及審校。

利益沖突：無