生物样本库的标准化建设

标准化、高质量的生物样本库是实现转化医学与精准医学的重要源头与关键环节之一,制定标准化的样本库流程是将来如何正确使用与共享这个资源的根本保证。作者从样本的审查、采集、处理、保存、质量管理和信息化管理方面进行综述,以期促进生物样本库的标准化建设。     

生物样本库的发展现状

生物样本作为基础研究与转化医学研究的宝贵资源,近年来备受全球重视,作为转化医学的战略资源——生物样本库也得到了迅猛发展。现就生物样本库在国内外的发展状况及取得的重要科研成果作一简述;并针对我国生物样本库建设中存在的不足,结合我国的实际情况对其进行分析,以期推进我国生物样本库的建设。     

我国生物样本库建设现状与对策

生物样本库作为临床治疗和医学科学研究的基础设施,是推动临床医学学科创新与诊疗技术创新的关键。目前我国生物样本库行业处于加速发展阶段,但存在缺乏统一的标准化流程,生物样本学科尚未建成、缺乏专业的人才队伍、各个样本库之间相互独立缺乏资源共享机制、样本库的成本效益低,样本使用率低等问题。针对上述问题,应加强生物样本库标准化建设,建立生物样本学,培养高素质专业人才,整合样本资源,实现信息共享,提高样本使用率,促进可持续发展。     

生物样本库——个体化医学的基础

第四届中美临床和转化医学国际论坛（The 4th Sino American Symposium on Clinical and Translational Medicime）于2013年6月22—23日在中国北京成功举办。期间,就生物样本库建立与个体化医学的研究进展对来自美国的Vicki Seyfert Margolis博士和Trang Gisler女士进行了专题访谈。综合新世纪转化医学中生物样本库建设与个体化医学的关系,就新世纪医学发展方向、建高质量特色样本库、生物标志发现与验证、产业化加速转化研究等方面逐一阐述。     

我国生物样本库的文献计量分析

目的生物样本库作为转化医学的重要组成部分,近几年发展迅速。通过调查我国科技人员在生物样本库领域的发文情况,了解我国生物样本库的发展状况及研究热点。方法统计分析我国科技人员1999年1月—2013年12月发表的“样本库”相关的专业论文,外文数据库采用PubMed和Web of Science医学文献检索服务系统,中文数据库采用生物医学文献光盘数据库和中国知网数据库进行统计,利用信息可视化软件CiteSpace对所采集的相关文献进行可视化分析。结果我国生物样本库领域的研究明显落后于发达国家。近3年论文数量明显增加,主要涉及生物样本库的建立与管理、信息平台技术、伦理学问题等,主要以肿瘤样本库、骨库、传染病样本库等为主要研究内容。在研究中开始注重生物样本库的技术标准、单位协作、转化应用,关注人群和重大疾病。结论我国生物样本库已成为一个研究热点,应统一技术标准、信息共享,国内外协作,解决重大临床问题,为广大患者服务。     

中国人类疾病临床资源样本库建设调研初探

目的通过收集中国人类疾病临床资源样本库的基本信息和相关资料,初步了解中国疾病临床资源样本库的组织架构、规模及其综合能力。方法采用问卷与访谈方式,对11家样本库的设立初衷、组织架构、样本库利用和可持续发展等进行调研,在中国首次利用循证研究模式来论证人类疾病样本库的顶层设计、管理规范和国际合作导向。结果调研中绝大多数样本库附属于医院或科研院所,依靠国家、地方课题和医院专项基金建立;三分之二的样本库成立于最近5年,建立的初衷是满足特定疾病或基础研究的需要;样本库工作人员的构成不尽合理;样本库储存样本的数量不同、类型和方式多样;样本库具有较强的分子生物学检测能力,但病理和细胞学检测能力则相对较弱;样本的有效利用和样本库长期运营经费是未来需要重点关注的问题。结论中国疾病临床资源样本库建设正处于快速上升期,当务之急是加强样本库的顶层设计和管理规范、建立符合国际规范的质控标准、提高专业人员的管理和技术水平、建立符合中国国情的伦理规范。     

多中心风湿免疫病生物样本库标准化建设与意义

目的 探讨风湿免疫病样本的采集和保存、以及生物样本库的建立和信息化管理方法。方法 以深圳市福田区风湿病专科医院为依托,采用相关技术收集各类样本,包括患者的血液、尿液、DNA等;用-80 ℃冰箱冷冻、液氮罐等保存样本;同时建立信息系统用于风湿免疫病生物样本库的规范管理,包括样本存放位置、样本使用、实验结果分析、综合查询、质量控制、样本废除管理等;并通过云共享实现多中心生物样本库管理。结果 自2014年12月起筹建风湿免疫病生物样本库,截至2019年7月31日,已经实现了对736人次风湿免疫病和52人次健康对照者样本的收集和信息化管理;在生物样本库建立和维护的过程中,从样本入库、保存、出库等多个环节实现了对样本的标准化技术质量控制。结论 通过建立院级风湿免疫病生物样本库与远程云共享生物样本库平台,将临床样本高质量地保存下来,为基础、临床研究提供丰富宝贵的资源,为研究的可持续发展提供保障。风湿免疫病生物样本库的建立同时也使疾病样本的储存系统化和规范化,对相关疾病早期诊断、新药研发、基因检测、遗传病发病机制等领域均有重要作用,同时也为转化医学提供基础平台。     

临床生物样本库血液样本的可控性采集和质量管理

目的建立医疗过程中血液样本可控性采集模式,保证样本的采集、处理过程可回溯,为肿瘤、自身免疫性疾病、心脑血管疾病及代谢性疾病的研究提供高质量的血液样本。方法通过建立网络化样本采集管理流程,将样本采集电子申请、项目管理以及样本处理中涉及血液样本的各项前处理因素整合到电子工作程序中,保证标准流程的执行情况处于可控状态,形成规范化的血液采集、前处理、保存和管理办法。结果仁济医院血液样本库有临床疾病20余种,含有完整的临床及随访资料。血液样本与相应的组织样本、临床信息相匹配;系统记录每份样本采集时间、到库时间、入库时间等;可通过组合查询筛选相应质量要求的样本。共采集血液样本40 000余份,抽样检查90%的样本分子生物学指标稳定。结论仁济医院可控性血液采集、处理模式和管理模式为综合性医院血液生物样本库建设提供管理经验,为血液样本的规范化、高质量采集、前处理、保存提供详细操作经验参考,为肿瘤、自身免疫性疾病、心脑血管疾病及代谢性疾病的研究提供高质量的血液样本及信息资源。     

生物样本库的安全管理措施

针对我国样本库建设中存在的诸多安全隐患和不足,结合上海儿童医学中心生物样本库在安全方面实施的实际情况,分别从样本库的人员安全、设施和设备安全、操作安全、样本数据安全、样本转运安全、生物安全和化学安全等多个方面进行介绍,对建设中存在的不足进行分析。     

精准医学时代下胸部肿瘤生物样本库规范化建设

近年来,随着转化医学的发展以及国家对生物样本资源的重视与投入,国内生物样本库作为转化医学的基石和多学科合作的系统工程,取得了长足的发展。然而快速的发展,接踵而来的问题也日益凸显。2008年,上海交通大学附属胸科医院依托丰富的胸部肿瘤临床样本资源,建立了以肺癌为主的胸部肿瘤生物样本库。作者总结了从事生物样本库一线工作的经验,并对目前存在的问题进行剖析,旨在交流问题,希望在一定程度上能够为精准医学时代的生物样本库规范建设提供思路。     

蒙古族生物样本库的标准化建立及质量鉴定

目的建立规范的蒙古族生物样本库,收集高质量的样本用于牛皮癣、高血压、失眠、抑郁及肿瘤心身疾病的机制研究。方法筹备建立样本库所需资金并通过伦理委员会审查,建立样本收集、储存的标准操作流程;收集相应临床患者信息及符合实验要求的血液样本并进行低温储存;对生物样本进行严格的质量控制。结果建立了标准的血液库操作流程,2015年1月开始建库。建库6个月共收集患者血液样本562例。随机抽取样本质量控制良好。结论血液样本质量可靠并附有完整的临床资料,可以充分满足科学研究的需要。     

广东口岸结核分枝杆菌生物样本库的建设

目的 利用实验室资源优势,建立菌种来源丰富、信息完整、保存妥善、管理规范的结核分枝杆菌菌种库,为结核病研究提供基础。方法 收集广东口岸检出的出入境结核病患者流行病学资料、结核分枝杆菌分离株、菌种DNA及菌种生物学信息资源,通过样本管理软件对菌种及信息进行科学管理,定期对菌种保存质量进行抽检。结果 初步建立了广东口岸结核分枝杆菌菌种生物样本库,库存结核分枝杆菌菌种863株,DNA 863份,定期抽检菌种保存质量良好。结论 菌株有效保存是菌种库建立的基础,菌种信息资源的完整收集是菌种库使用的前提,科学有效的管理是菌种库运行的保障。     

磁县肿瘤生物样本库建设及资源利用

河北省磁县是我国食管癌高发地区之一、“全国肿瘤登记示范中心”和“食管癌早诊早治示范基地”,为完善肿瘤登记网络、上消化道癌早诊早治项目的实施和食管癌前病变病理样本的储备,2011年筹建以食管癌、贲门癌为重点的生物样本库。其特点是除收集临床中晚期食管癌、贲门癌患者的组织及血液外,还能够获得食管、贲门癌前病变及早期病变患者的上皮活检组织、血液样本,结合肿瘤登记及人群随访,方便管理及资源利用。     

从生物样本库到开放数据库

生物样本库建设在国内处于迅猛发展阶段,然而如何有效地将生物样本库中已整合的资源优势转化为科学优势,从而实现生物样本库建设的终极目标,在国内还缺乏成熟机制。建立数据库共享机制,是公益性生物样本库长期可持续发展的有效途径。本文旨在通过对国际著名生物样本库（UK Biobank,英国生物样本库）和遗传变异数据库（HapMap数据库,人类基因组单体型图数据库）的应用情况介绍,阐述生物样本库持续推动科研项目进展、促进科研成果产生的意义。     

生物样本库建设是临床医学研究的基石

随着现代生物技术的快速发展,生物样本库的建设与发展也逐渐壮大起来。现有的国内外生物样本库模式多样,北京大学人民医院生物样本库的建设提出了新的三联体模式,建立以医院临床路径和结构化电子病历系统为核心,整合生物样本库和随访管理的现代医学三位一体系统,为临床医学、科研、教学打造共享平台,为转化医学奠定基础。三联体将临床规范化诊治、标准化收集样本、规范的随访三者有机地结合,为科研提供高质量样本的同时,也为临床研究提供科学和完整的数据支持。生物样本库为临床医学研究提供物质基础和使用平台,是临床医学研究的基石。     

生物样本库可持续性发展的探讨

生物样本作为流行病学、生命科学基础与临床研究的关键源头,作为进行大样本验证、快速实现转化医学的核心环节,作为最终实现预测、预防与个性化诊疗,实现精准医学的重要保证,将越来越受到社会各界的重视。如何保持生物样本库长期、良性的可持续性发展是保持行业活力的永动力,也是亟待解决的一个关键问题。作者从生物样本库社会可持续性、运营可持续性、财务可持续性、可持续发展模式等方面进行探讨,以期促进生物样本库的可持续性发展。     

基于物联网的大型生物样本库全流程管理

生物样本库对临床医学和生命科学有重要的意义。为解决样本库管理中无法实时的对样本状态进行监控和记录的问题,优化管理流程,作者利用物联网和计算机技术开发了一套新的样本管理系统。该系统不仅满足了日常管理需要,同时能记录样本信息与样本管理流程,减少了操作人员的工作量,避免手工记录偏差,实现样本库管理的自动化。     

临床数据中心建设助力转化医学研究

建立融合生物样本库信息管理、临床研究设计、生物统计及临床数据分析功能于一体的临床数据中心,为转化医学研究提供信息支持服务。在所有临床数据互联互通的前提下,采用符合国际标准方式对各系统进行集成,实现统一界面集成展示,建立集实验室科研样本数据及门诊、住院、体检、随访业务数据于一体的临床数据中心。在此基础上,建立面向不同临床专科需求的专病数据库,运用各种数据挖掘技术,为临床科研提供信息支持服务。通过临床数据分析,可跟踪疾病、症状、治疗过程及康复情况,对改善医疗质量、效率,建设健康档案管理,改善医疗服务合作有很重要的意义。     

妇产科专科生物样本库的建设和管理

目的建立规范的妇产科专科生物样本库,发挥临床样本资源在基础和临床转化医学研究中的重要作用。妇产科专科生物样本库的建立对妇产科相关疾病的早期检测、预防和治疗有着重要意义。方法确定知情同意书内容并通过院伦理委员会审批,建立妇产科专科生物样本库组织和管理形式,确定样本质量管理的内容,以期为临床科研提供高质量样本。结果建立了一套标准的样本采集和处理操作流程,到目前为止共收集到妇产科相关疾病29个病种的7万余份样本。结论对出库的样本随机抽取一定数量进行质量检测,大部分样本质量均达到质控要求,可用于下游的科学研究。     

如何发挥生物样本库在临床研究中的作用

随着现代医学的快速发展以及人类对健康需求的不断增长,临床研究对于加强临床学科建设以及提高临床诊疗水平具有重要意义,生物样本库资源是开展临床研究的重要基础,是临床研究的重要平台,伴随存储样本数据信息的复杂度不断增加,生物样本库除了收集样本相关的基本数据外,还延伸到更多信息,包括参加者或患者的诊疗信息,以及基因型、基因组学、蛋白组学等组学信息。大规模的生物样本库对于疾病的精准医学研究以及探索疾病的诊断标志物有着重要作用。在开展临床研究的过程中收集临床生物样本的同时,需要合理运用临床流行病学进行临床研究设计,使临床数据资源得到最大限度的开发和应用,有助于将我国丰富的临床患者样本资源通过临床研究转化为临床诊断及治疗的医疗手段,造福人类健康。