小代君說
生物樣本庫又稱生物銀行(Biobank),是對臨床患者的樣本資源進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化留存,并對相應(yīng)的臨床資料和質(zhì)控體系等進(jìn)行統(tǒng)一化管理的生物應(yīng)用系統(tǒng)[1-2]。隨著科技的進(jìn)步,高質(zhì)量、標(biāo)準(zhǔn)化的生物樣本庫已成為重大疾病基礎(chǔ)與臨床研究、臨床診治技術(shù)研發(fā)、健康研究與產(chǎn)業(yè)化的必要因素[3],也是以相互合作和資源共享為特點的轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)的重要戰(zhàn)略資源。生物樣本庫的構(gòu)建對于開展人類疾病的預(yù)測、診斷、治療研究具有不可替代的重要作用[4-5],擁有高質(zhì)量的臨床樣本庫,同時有基因芯片和高通量測序等相關(guān)技術(shù)的支撐,以及系統(tǒng)生物學(xué)的分析可以使人類對疾病進(jìn)行早期預(yù)測、預(yù)防及個性化治療成為可能,也就是現(xiàn)在所倡導(dǎo)的精準(zhǔn)醫(yī)療。因此,生物樣本庫的建設(shè)在已經(jīng)到來的精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)時代里將會起到重要作用。
01
生物樣本庫的發(fā)展現(xiàn)狀
人類組織生物樣本庫在國外已有60余年的發(fā)展歷史。國外比較有代表性的平臺有國際生物和環(huán)境樣本庫協(xié)會(ISBER)、美國國立癌癥研究所樣本庫(NCI)、歐洲生物樣本庫與生物分子資源研究平臺(BBMRI)和英國生物樣本庫(UK Biobank)等[3,6]。隨著轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)對生物樣本庫發(fā)展的需求,促進(jìn)生物樣本庫建設(shè)更加規(guī)范。我國是一個多民族國家,人口多、臨床疾病類型多、生物樣本資源豐富是特有的國情。2003年國家啟動了自然科技資源共享平臺建設(shè)項目,并明確要求建設(shè)國家生物信息科技基礎(chǔ)設(shè)施—國家生物信息中心,包括生物信息庫和大型生物樣本資源庫以及共享服務(wù)體系[7]。隨著中華民族永生細(xì)胞庫、國家重大新藥創(chuàng)制專項臨床標(biāo)本資源庫等樣本庫的建成,推動了我國生物樣本庫的發(fā)展[8]。
02
綜合性醫(yī)院建設(shè)生物樣本庫存在的問題
隨著國家對科技發(fā)展的要求,每年都有大批臨床醫(yī)師申請承擔(dān)各類研究任務(wù),政府投入建設(shè)的大型生物樣本庫遠(yuǎn)不能滿足研究任務(wù)的需求,因此以學(xué)科為單位的小型樣本庫不斷涌現(xiàn),這些各自為戰(zhàn)的小型樣本庫為各學(xué)科提供較為方便的服務(wù),同時也帶來一系列問題。
2.1建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一 缺乏有效管理機(jī)制
樣本的留存需要多部門(臨床科室、手術(shù)室、病理科、檢驗科)、多環(huán)節(jié)(包括采集、處理、運輸、存儲等)相互合作,并無縫對接的過程;在實際過程中,利益直接獲得者表現(xiàn)得非常積極,而服務(wù)提供者則表現(xiàn)為敷衍、應(yīng)付,在這樣的工作狀態(tài)下,如果沒有一個有效的管理機(jī)制和規(guī)范的操作流程很難保證多部門的默契配合,影響樣本的完整收集和高質(zhì)留存。其次,生物樣本種類繁多,各種類型的樣本以及檢測需求的不同,對留存有不一樣的要求。由于缺乏各類樣本存儲標(biāo)準(zhǔn)規(guī)程,因此留存的樣本質(zhì)量參差不齊,對后續(xù)的實驗造成負(fù)面影響,產(chǎn)生的科研結(jié)果和數(shù)據(jù)可信度下降。另外,樣本信息與臨床信息集成不緊密,信息不完整,標(biāo)準(zhǔn)化不夠,難以用于臨床研究。總之,對于什么樣的患者/病種適合入庫、入什么庫,樣本的使用管控,實驗數(shù)據(jù)管理共享,樣本信息與臨床信息集成,調(diào)動和保護(hù)臨床研究者,尤其是樣本提供者的積極性和使用的公平性,都需要有效的管理機(jī)制進(jìn)行規(guī)范,才能促進(jìn)樣本庫長期健康發(fā)展。
2.2輕視倫理審查 存在倫理風(fēng)險
臨床樣本的科學(xué)研究、大數(shù)據(jù)的產(chǎn)生,以及精準(zhǔn)醫(yī)療實踐都面臨很多倫理問題,需要進(jìn)一步規(guī)范倫理審查和監(jiān)督?,F(xiàn)狀是樣本收集者主觀上缺乏倫理知識和意識,忽略倫理要求的相關(guān)流程,有項目不經(jīng)過倫理審查;客觀上擔(dān)心患者不配合,存在直接采集樣本而不告知的現(xiàn)象,違背倫理原則;另外由于缺乏標(biāo)準(zhǔn)操作,采集樣本不規(guī)范,干擾臨床診斷,存在嚴(yán)重倫理風(fēng)險。
2.3建設(shè)分散不統(tǒng)籌 各類資源浪費嚴(yán)重
在大量研究任務(wù)的驅(qū)使下,科室為了更加便捷地使用樣本,開始建立科室小型樣本庫。分散建設(shè)必然存在效率低下,成本過高的問題:一是各科室均購置低溫冰箱和液氮罐等大型深低溫儲存設(shè)備,造成設(shè)備的重復(fù)購置;二是諸多儀器設(shè)備體積大,占地面積多,使原本就很緊張的醫(yī)療用房更加緊缺;三是每個科室都配備相關(guān)工作人員,專門從事樣本的留存工作,有限的人力資源未得到合理配置;四是由于硬件建設(shè)和采集流程不標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一,數(shù)據(jù)不完整,造成臨床樣本資源的根本性浪費。
03
綜合性醫(yī)院生物樣本庫的建設(shè)探索
截至2009年,我國約70%的三甲醫(yī)院已有或者已經(jīng)計劃建設(shè)自己的生物樣本庫,而其中多以??漆t(yī)院為主。本院作為一所大型綜合性醫(yī)院,每年承擔(dān)國家和省市各類基金百余項,建設(shè)一個規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)、面向精準(zhǔn)醫(yī)療基于大數(shù)據(jù)的臨床生物樣本庫是醫(yī)院開展轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)研究的必要條件,也是打造基礎(chǔ)科研平臺的重要舉措。本院在分析多家單位樣本庫建設(shè)情況的基礎(chǔ)上,以“搭構(gòu)架、定機(jī)制、立規(guī)范、抓信息”為主要任務(wù),結(jié)合本院自身特點,探索在轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)背景下本院生物樣本庫的建設(shè)。
3.1做好頂層設(shè)計 注重團(tuán)隊建設(shè)
首先,定位生物樣本庫是本院科研公共服務(wù)平臺,由醫(yī)院統(tǒng)一管理,并成立生物樣本庫領(lǐng)導(dǎo)小組,由院長牽頭,各部門共同參與,負(fù)責(zé)生物樣本庫的建設(shè)指導(dǎo)和大項工作的決策;二是成立樣本庫管理辦公室,掛靠轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)辦公室,負(fù)責(zé)生物樣本庫的日常運行;三是成立生物樣本庫專家委員會,由相關(guān)學(xué)術(shù)專家及入庫臨床科室主任擔(dān)任,負(fù)責(zé)對樣本入庫的必要性、有效性、樣本資源的使用和數(shù)據(jù)管理進(jìn)行論證和審核;四是依托醫(yī)院倫理委員會對樣本涉及的倫理問題進(jìn)行監(jiān)督和審查;五是明確由檢驗科和病理科負(fù)責(zé)選派專業(yè)人員專門從事樣本的收集、處理和凍存等工作,并接受生物樣本庫專業(yè)培訓(xùn)。各部門明確分工和職責(zé),確保樣本庫有效持續(xù)運行(圖1)。
▲圖1 生物樣本庫運行模式
3.2制定建設(shè)規(guī)劃 按照步驟推進(jìn)
在搭建了較為完善的組織構(gòu)架和管理機(jī)制基礎(chǔ)上,醫(yī)院制定“生物樣本庫建設(shè)5年發(fā)展規(guī)劃”,該規(guī)劃分三期完成:一期堅持“有需求、有計劃、有支撐、有產(chǎn)出”的原則,實現(xiàn)部分科室樣本率先入庫,主要針對醫(yī)院特色學(xué)科,有大量病源且有課題任務(wù)支撐的科室,摸索并形成適合長海醫(yī)院的生物樣本庫建設(shè)模式;二期在一期建設(shè)的基礎(chǔ)上不斷完善改進(jìn)管理機(jī)制,逐漸擴(kuò)大病種范圍,實現(xiàn)多元化、多病種樣本庫的建設(shè);三期在原有樣本庫信息系統(tǒng)的基礎(chǔ)上,對所有入庫科室完成電子科研病歷的信息化建設(shè),確保資源的完整性和使用數(shù)據(jù)的方便性,為下一步的資源共享奠定基礎(chǔ)。
3.3建立規(guī)范標(biāo)準(zhǔn) 把控樣本質(zhì)量
“質(zhì)量是樣本庫的靈魂”。為了保證每一例入庫樣本的質(zhì)量,醫(yī)院依照ISBER國際標(biāo)準(zhǔn),制定《長海醫(yī)院生物樣本庫SOP》。該SOP涵蓋了樣本管理、質(zhì)量控制、硬件維護(hù)、人員管理、倫理審查等數(shù)十個方面的內(nèi)容,尤其是對采集人員、樣本總量及轉(zhuǎn)移過程都有明確要求,實施全流程的監(jiān)督和管理。例如血液樣本是患者入院后醫(yī)師開具醫(yī)囑,由護(hù)士收取血液樣本,分別收入抗凝管(EDTA抗凝)和促凝管(促凝膠),低溫運送至樣本庫進(jìn)行分離處理成血漿、血清、血細(xì)胞,并匹配患者臨床信息后存儲入庫;組織樣本則是在手術(shù)室取材間由病理科醫(yī)師對術(shù)中標(biāo)本進(jìn)行取材、分裝和信息的錄入,并于當(dāng)天統(tǒng)一入庫,每一例組織樣本的留存都必須在保證臨床病理診斷的前提下完成,組織樣本包括癌組織、癌旁組織和正常組織;對于需進(jìn)行RNA提取分析的特殊樣本,要求樣本離體后必須在熱缺血時間內(nèi)完成樣本的分裝錄入并置于液氮保存,如胰腺組織必須在離體后15分鐘內(nèi)完成分裝儲存,以防生物降解,確保RNA的提取。
3.4依靠審核機(jī)制 確保規(guī)范使用
“樣本庫的作用不僅是為了留存有價值的臨床樣本,更關(guān)鍵的是要發(fā)揮和挖掘其價值,且保護(hù)好各方的利益”。為此,醫(yī)院制定《生物樣本庫使用管理辦法》,明確樣本的使用機(jī)制。辦法規(guī)定申請使用樣本庫樣本的人員需具備本院主治醫(yī)師(含)以上專業(yè)技術(shù)職稱,并需在正規(guī)研究機(jī)構(gòu)對樣本進(jìn)行研究,以確保實驗數(shù)據(jù)的真實可靠性,減少實驗誤差;二是樣本使用者需向轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)辦公室遞交使用申請,經(jīng)樣本歸屬科室同意,學(xué)術(shù)委員會和倫理委員會審核,最后提交院領(lǐng)導(dǎo)審批通過后方可申領(lǐng)使用樣本;三是依據(jù)數(shù)據(jù)共享原則,出庫樣本所產(chǎn)生的所有實驗數(shù)據(jù)必須反饋至樣本庫統(tǒng)一儲存管理。
3.5加強(qiáng)信息管理 搭建數(shù)據(jù)平臺
?“沒有信息轉(zhuǎn)化,生物樣本庫建設(shè)意義將成空談”。信息化建設(shè)是樣本庫建設(shè)的核心內(nèi)容,樣本庫需要依靠信息化管理集成臨床信息、樣本信息、檢測信息和患者隨訪信息。早在樣本庫建設(shè)初期與信息公司一起設(shè)計開發(fā)專用的信息管理系統(tǒng),并始終堅持“標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、持續(xù)、集成”的建設(shè)目標(biāo),最終把本院生物樣本資源轉(zhuǎn)化成可以共享的數(shù)據(jù)信息資源。本院信息系統(tǒng)一期項目已完成與HIS、LIS、PACS,以及手術(shù)排班等系統(tǒng)的對接,實現(xiàn)對樣本庫科研患者臨床信息的抽取和整合,并可對樣本的存儲溫度、位置、管數(shù)和類別等信息等進(jìn)行實時監(jiān)控和管理,對出庫樣本所產(chǎn)生的實驗數(shù)據(jù)進(jìn)行回收和統(tǒng)計分析。
04
展望
生物樣本庫的建設(shè)絕不僅限于儲存,更重要的是資源的應(yīng)用和共享。隨著我國對多中心大數(shù)據(jù)資源平臺的重視,樣本庫也將得到大力的發(fā)展和建設(shè)。本院生物樣本庫還在建設(shè)的初級階段,運行模式和管理機(jī)制的合理性需要進(jìn)一步驗證。在建設(shè)中逐步完善以下幾個方面:一是培養(yǎng)并建立一支符合樣本庫技術(shù)需要,專業(yè)化的管理隊伍;二是開發(fā)與科研需求相對應(yīng)的具有個性化的科研電子病歷,確保樣本庫最終以精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)形式留存;三是建立健全入組臨床患者的隨訪機(jī)制,在臨床科研人員的配合下不斷使臨床資料完善;四是引進(jìn)先進(jìn)技術(shù)對生物樣本庫進(jìn)行二次開發(fā),充分挖掘數(shù)據(jù)的價值,使樣本資源儲存方式和利用更加廣闊。