基于ISO 20387:2018標準的生物樣本庫信息管理系統(tǒng)的建設與應用

王楚楊，曾璇，盧欣沂，孫靜，吳煒霖，彭桉平，陳威丞，陳曲波

ISO 20387:2018 標準《生物技術—生物樣本保藏—生物樣本庫通用要求》由國際標準化組織于 2018年 8月正式發(fā)布，是全球第一個生物樣本庫專用認可標準，對樣本庫的建設具有指導和實踐作用[1]。標準細化了生物樣本庫質量管理的要求，成為目前最先進、最適用的生物樣本庫質量標準。

信息管理系統(tǒng)是樣本庫質量管理體系建立過程的重要環(huán)節(jié)，借助計算機將信息技術引入到生物樣本庫質量管理體系中。ISO 20387 標準的發(fā)布，生物樣本庫面臨新挑戰(zhàn)——需要開發(fā)一個專為生物樣本庫而設計的質量管理體系[2]。根據(jù)該標準對質量管理的要求，以美國 RURO 公司的Limfinity 作為開發(fā)平臺，基于通用數(shù)據(jù)庫（PostgrepSQL）與計算機技術（B/S 架構）設計出符合認可要求的集成化信息管理系統(tǒng)。它是以生物樣本為核心，儲存和管理樣本標準化采集、運輸、處理、保存和分發(fā)過程中的相關信息，以及與樣本關聯(lián)的臨床數(shù)據(jù)，并為樣本管理者和使用者提供信息查詢、分析、存儲和挖掘[3]。該系統(tǒng)涵蓋資源要求、過程要求和質量管理體系要求的功能，共設計 8 個功能模塊：樣本入庫管理模塊、樣本分發(fā)管理模塊、樣本質控管理模塊、知情倫理管理模塊、儀器設備管理模塊、試劑耗材控制管理模塊、人員辦公管理模塊、統(tǒng)計報告模塊。

結合生物樣本庫建設的現(xiàn)狀，廣東省中醫(yī)院生物資源中心經過三年多時間的努力，成功地打造了一套較為成熟、可供樣本庫行業(yè)參考和推廣的個性化定制的生物樣本庫信息管理系統(tǒng)，使得樣本庫信息管理的整體流程更加規(guī)范化和智能化，保障了樣本質量，并于 2021年 6月通過中國合格評定國家認可委員會的認可。本文主要介紹我科基于ISO 20387 標準的生物樣本庫信息管理系統(tǒng)的建設現(xiàn)狀及應用。

1 ISO 20387 標準的內容

ISO 20387 提出了生物樣本保藏機構應遵守的要求，主要包含五個方面：通用要求、結構要求、資源要求、過程要求和管理要求，標準對每一項內容進行了詳盡的規(guī)定。

在資源要求上，規(guī)定了人員，設備，基礎設施，專用場地和環(huán)境要求，外部提供的過程、產品和服務等要素的要求。過程要求包括生物樣本的采集、接收、分發(fā)、運輸，可追溯性，質量控制，制備和儲存，信息和數(shù)據(jù)管理，不符合輸出，報告要求等。管理要求包括質量管理體系文件記錄和控制、風險防范措施、糾正措施、持續(xù)改進、內部審核、質量管理評審。

2 體系文件建立

建立包括《樣本庫信息管理系統(tǒng)工作人員操作規(guī)程》《樣本庫信息管理系統(tǒng)醫(yī)護人員操作規(guī)程》《庫存樣本核查操作規(guī)程》等作業(yè)指導書，保證樣本庫信息管理系統(tǒng)的操作能夠得到正確的使用；建立《樣本及其數(shù)據(jù)可追溯性程序》《樣本質量報告控制程序》等，以確保信息系統(tǒng)在設計、開發(fā)、規(guī)范化、風險評估等方面能夠得到有效地控制[4]；建立《信息和數(shù)據(jù)管理程序》以確保系統(tǒng)的安全性和保證各個用戶角色在程序規(guī)定的授權范圍內使用信息系統(tǒng)。

3 建設范圍

該系統(tǒng)是基于 B/S 架構即瀏覽器和服務器架構模式，以流程為核心的高度自定義管理平臺，可以滿足生物樣本庫工作人員和臨床醫(yī)護人員同時查看庫內樣本的需求。該系統(tǒng)可以在醫(yī)院內部網(wǎng)絡任一臺電腦登錄使用，方便臨床醫(yī)護人員隨時下達留樣醫(yī)囑，醫(yī)囑下達后，護士采樣、標本運送、標本接收等環(huán)節(jié)都能在系統(tǒng)實現(xiàn)記錄，保證各個環(huán)節(jié)的有效控制，且該系統(tǒng)與檢驗信息系統(tǒng)、病房醫(yī)院信息系統(tǒng)對接，通過該系統(tǒng)可以直接查詢捐獻者的電子病歷信息，為達成樣本采集、處理及存儲的標準化、臨床診療規(guī)范化、樣本質量控制及分析奠定堅實基礎。針對目前全國醫(yī)院病歷數(shù)據(jù)、生物樣本缺乏共享而造成的巨大資源浪費等嚴重問題[5]，以期通過該系統(tǒng)建立一套可行的、標準的、規(guī)范的、可供樣本庫行業(yè)借鑒和推行的信息系統(tǒng)與運作模式。另一方面，該系統(tǒng)還增加了試劑耗材出入庫管理、人員和辦公管理、儀器設備管理等功能，保障了生物樣本庫日常運作。

3.1 基礎設施

基礎設施主要有機房服務器、用戶終端、條碼掃碼槍、打印色帶、標簽打印機、低溫條碼標簽、高拍儀、樣本庫信息管理系統(tǒng)和 Windows 操作系統(tǒng)等。

3.2 應用情況

3.2.1 主體流程 結合廣東省中醫(yī)院現(xiàn)有樣本庫體系，為實現(xiàn)課題項目申請、樣本出入庫、數(shù)據(jù)采集、報告生成、數(shù)據(jù)統(tǒng)計、試劑耗材管理以及流程審批等過程的“無紙化”，流程中的各個環(huán)節(jié)均可由計算機記錄，設計了以下主體流程（圖1）。

圖1 主體流程圖

3.2.2 樣本入庫管理模塊 在樣本入庫使用前，需要信息管理員或系統(tǒng)開發(fā)技術人員設置好捐獻者的信息格式、存儲設備規(guī)格、標本和樣本信息格式以及操作用戶字典等信息。樣本庫工作人員掃描條碼接收標本后，對標本進行初步判斷和質量評估，如標本不符合入庫標準，可退回臨床并進行重新采樣。設置相應的標本分裝模板，在標本分裝完畢之后，自動創(chuàng)建對應的樣本管數(shù)及信息，隨后將樣本管入庫到存儲設備凍存盒上的唯一位置，打印二維碼標簽，將標簽貼于存放樣本的凍存管外壁，如使用預置二維碼凍存管，可把二維碼標簽信息批量掃碼一一匹配錄入系統(tǒng)，最后將實體樣本根據(jù)入庫的位置信息對應地依次快速放入實體庫（圖2）。入庫樣本的處理方法或存儲條件等基本信息可通過樣本信息操作界面進行修改，系統(tǒng)能夠自動記錄操作者編輯過程的痕跡，以便溯源。

圖2 樣本入庫管理

3.2.3 樣本分發(fā)管理模塊 樣本是寶貴的資源，不能隨意分發(fā)，系統(tǒng)中設立一套完整的樣本分發(fā)審核流程。研究人員使用樣本前需要先提出樣本使用申請；樣本庫人員進行初步審核，再由樣本庫負責人確認；確認通過后方可在指定日期進行樣本分發(fā)。要完成上述的流程操作，樣本分發(fā)模塊中具備樣本申請、樣本篩選、樣本申請審核、樣本出庫單打印、樣本確認分發(fā)功能，見圖3。

圖3 樣本分發(fā)管理

⑴樣本分發(fā)申請：申請單需記錄樣本使用申請人的基本信息（如：姓名、工號、所屬單位部門、聯(lián)系電話等），申請使用信息（如：研究方向、樣本用途、樣本去向、預約取樣日期等），申請分發(fā)的樣本信息（如：樣本類型、數(shù)量、樣本編號等）。

⑵樣本篩選：申請人可根據(jù)研究需求（如：樣本類型、捐獻者編號、樣本容量、數(shù)量等）進行樣本篩選。

⑶樣本申請審核：樣本管理者可根據(jù)具體情況通過或者駁回樣本申請。

⑷樣本出庫單打印：樣本線下分發(fā)時應該有一份具體的樣本信息對照表，防止分發(fā)過程中出現(xiàn)少分、多分或者錯分的狀況。

⑸樣本確認分發(fā)：樣本完成分發(fā)后應在系統(tǒng)上確認信息（如：分發(fā)操作者、分發(fā)日期、樣本狀態(tài)）。

3.2.4 樣本質控管理模塊 系統(tǒng)支持對已入庫的樣本進行質量檢測，可根據(jù)需求隨機生成質控清單，并進行線下出庫質檢，質檢完成后可在線上記錄質檢信息并對質檢樣本進行評分。用戶可自由定義分數(shù)的合理區(qū)間，系統(tǒng)將其分為“分數(shù)在合理區(qū)間內的”、“分數(shù)在閾值附近的”、“分數(shù)在合理區(qū)間外的”的樣本，做相應標記。具體功能有：①生成質控清單：根據(jù)選擇條件（樣本類型、設備、數(shù)量）隨機抽取質控樣本并加入清單；②查看所有清單：列出所有質控清單，包括已質檢的和未質檢的。刪除質控清單：刪除不需要的“未質檢”狀態(tài)的質控清單；③打印質檢清單：打印樣本質控清單添加質控信息，為檢測的凍存樣本補全樣本質控數(shù)據(jù)（如核酸檢測數(shù)據(jù)、PBMC 檢測數(shù)據(jù)等）；④完成質控：確認質控操作已完成。

3.2.5 知情倫理管理模塊

3.2.5.1 捐獻者及知情同意書管理 捐獻者信息可從醫(yī)院系統(tǒng)中抓取，包括但不限于 HIS、LIS、手術、病理信息以及患者的中醫(yī)四診信息、中醫(yī)診斷、中醫(yī)證型、中西醫(yī)治療措施（用方譴藥、特色療法）等中醫(yī)數(shù)據(jù)。具體功能有：①查看：根據(jù)不同角色列出對應權限的捐獻者信息；②編輯：編輯捐獻者的信息；③上傳：連接高拍儀通過拍照形式為選擇的捐獻者上傳知情同意書文件；④提醒：列出未上傳知情同意書的患者列表并提醒各科室或團隊用戶及時上傳。

3.2.5.2 課題及倫理批件管理 課題信息系統(tǒng)支持課題信息的記錄，記錄內容包括課題名稱、等級、負責人、成員、所屬科室、團隊等，并支持課題樣本統(tǒng)計，以及倫理批件的上傳及有效期過期提醒。具體功能有：①創(chuàng)建課題：添加課題項目信息；②編輯課題：修改課題項目信息；③刪除課題：刪除無效的課題或未收樣課題信息；④添加倫理批件：為選擇的課題添加倫理批件，并設置有效期過期提醒。

3.2.6 試劑耗材管理模塊

3.2.6.1 試劑耗材出入庫管理 生物樣本庫需管理各種各樣的試劑耗材，使用信息系統(tǒng)管理試劑耗材出入庫，能夠確保生物樣本庫的日常正常運行。利用信息技術，通過掃描條碼入庫，提高試劑耗材入庫效率，提高準確度[6]。我科在設計這一功能時以物品商品碼作為入庫憑證碼，以最小包裝作為數(shù)量單位。通過掃描商品碼信息獲取已預置的物品名稱、規(guī)格型號、廠家等信息。輸入物品批號、有效期、入庫日期后打印入庫條碼并粘貼于物品外包裝上。所有物品的入庫條碼均為唯一識別碼，以確保每一入庫的試劑耗材的唯一性和可溯源性。當物品需要出庫時，掃描物品入庫時粘貼的條碼，如需多份物品同時出庫時，掃描多個條碼信息。此時，物品進入待出庫狀態(tài)，需要試劑耗材管理員進行最后出庫確認。當庫存達到一定上限或者下限時，系統(tǒng)提示樣本庫人員是否應該采買，以保證樣本庫日常運作順利。

3.2.6.2 供應商管理 ①檔案管理：字段設置供應商基本信息（供應商名稱、供應商聯(lián)系人、聯(lián)系電話、微信號、公司地址、備注），供應商資質材料（可上傳附件），可提供試劑耗材產品清單；②評估管理：字段設置評估意見、評估人、審核人、日期，評估記錄主要用于供應商資質評定。

3.2.7 儀器設備管理模塊 儀器設備管理是保證生物樣本質量的重要部分。開發(fā)儀器設備管理系統(tǒng)，應將設備的序列號、型號、價格、生產日期、生產商家等基本信息，以及每個設備的存放地點、負責人、使用情況等都錄入系統(tǒng)[7]。設計了儀器設備管理功能模塊，不僅滿足了資質認定、認可的要求，而且給儀器設備的使用、維修和日常維護工作帶來了諸多的方便[8]。具體功能有：①添加儀器設備的記錄；②添加儀器設備維護使用記錄；③添加儀器設備校準記錄；④查看儀器設備維護記錄。

3.2.8 人員和辦公管理 系統(tǒng)能將標準化質量管理體系文件及科室管理等文件錄入系統(tǒng)電子化，支持 DOC、PDF 等常用文件格式。在平臺上實現(xiàn)工作人員的辦公信息化管理，包括上崗資質、培訓、考勤報表管理、節(jié)假日排班、通知發(fā)布、學術交流活動、文獻共享等。

3.2.9 統(tǒng)計報告模塊 系統(tǒng)具備統(tǒng)計模塊，可對各團隊的樣本出入庫數(shù)量、每日工作量統(tǒng)計、月度工作量統(tǒng)計，年度工作量統(tǒng)計，能實現(xiàn)各院區(qū)工作量的實時統(tǒng)計，方便領導層合理分配工作，為人員調動提供可供參考數(shù)據(jù)。可統(tǒng)計內容包括但不限于各樣本類型樣本統(tǒng)計、樣本出入庫統(tǒng)計、疾病樣本統(tǒng)計、科室樣本統(tǒng)計、團隊樣本統(tǒng)計、廢棄樣本統(tǒng)計、存儲設備使用率統(tǒng)計等，并且支持多種格式導出（FDF、PNG、EXCEL 等），報告內容包括樣本質量報告、盤庫單、質控記錄單、樣本使用記錄單等，報告內容可自定義，以樣本質量報告為例：應包含標題、地址、日期、樣本唯一編號、生物樣本及相關數(shù)據(jù)的質量信息、儲存條件等。

4 效果

目前，我科應用信息管理系統(tǒng)對 30 個研究團隊60 多萬份樣本進行管理。因為系統(tǒng)與 HIS、LIS 實現(xiàn)了無縫對接，因此可快速準確地獲取樣本相關的中西醫(yī)診斷等信息，臨床研究人員反映使用起來非常便利。除了滿足樣本庫最基本的樣本出入庫管理工作，系統(tǒng)還實現(xiàn)了多種具有實際應用意義的功能，如醫(yī)囑信息、采樣信息、樣本凍存信息根據(jù)各分院分組顯示、試劑耗材出入庫具有院區(qū)之間移庫功能、考勤登記根據(jù)各分院不同上下班時間管理等，也符合我國醫(yī)院快速發(fā)展，規(guī)模化、多院區(qū)發(fā)展的現(xiàn)狀[9]。管理的入庫樣本類型涵蓋了醫(yī)學研究中常用的血液、尿液、糞便、組織、咽拭子和誘導痰等。各個樣本類型包含的樣本信息不盡相同，記錄包括樣本的課題信息、來源、采集和處理信息、儲存、轉運、分發(fā)、以及樣本附加的捐獻者的診療信息、檢查檢驗、病理檢查、隨訪資料和知情同意書等。通過精細化的樣本管理、標準化的采集、處理、存儲、分發(fā)等使樣本資料得到詳細的記錄，為臨床科研提供高質量的樣本和可靠的附加信息。該系統(tǒng)擁有捐獻者信息查詢、診斷查詢、樣本信息查詢、病房患者和門診患者預約采樣功能，最大程度滿足科研工作人員取樣的需求。存儲設備管理功能通過自定義設備規(guī)格和形狀，自動更新設備使用率情況，研究人員可關注存儲設備使用率，確保能及時補庫；查詢統(tǒng)計功能方便用戶隨時了解樣本數(shù)量及出入庫狀態(tài)。系統(tǒng)確保樣本信息得到詳盡的記錄，以及制訂便利的樣本分發(fā)使用流程，樣本分發(fā)使用后，需要定期上傳科研產出等情況，以提高樣本使用率和推動科研工作的順利開展。

廣東省中醫(yī)院生物資源中心的信息管理系統(tǒng)建設，使得臨床樣本采集、處理、存儲、分發(fā)等過程更加智能、規(guī)范、準確、迅速，避免了不必要的人為操作的錯誤，實現(xiàn)了樣本庫運營的標準化管理，提高了工作效率，保證了樣本質量，更是助力廣東省中醫(yī)院生物資源中心成為我國首家醫(yī)療系統(tǒng)通過 ISO 20387 認可的綜合性樣本庫。建立標準化的臨床研究方法，建設臨床疾病綜合資源和數(shù)據(jù)平臺，實現(xiàn)臨床標本收集、臨床治療、捐獻者隨訪信息收集過程的規(guī)范化。廣東省中醫(yī)院打造的符合國家標準、具有國際水平、標準化流程管理的生物樣本庫為提升臨床研究質量提供了良好保障。

5 結語

基于 ISO 20387 標準的生物樣本庫信息管理系統(tǒng)，實現(xiàn)了樣本從采集入庫到出庫或銷毀的全生命周期信息化管理，確保了生物樣本庫的質量，包括生物樣本質量、信息質量、運作質量和管理質量[10]，為生物樣本庫信息管理系統(tǒng)走向智能化、規(guī)范化、標準化提供借鑒。生物樣本庫建設最重要的是信息管理系統(tǒng)的建設，以信息化管理結合樣本庫實際工作展開，涵蓋樣本采集、處理、保存及管理流程。生物樣本庫信息系統(tǒng)作為收集臨床樣本及信息的重要工具和手段，有利于探索環(huán)境因素與疾病的發(fā)生、發(fā)展及治療之間的關系，為疾病的精準化診療提供循證醫(yī)學證據(jù)。