小代君說

精準醫(yī)學(xué)概念源于美國前總統(tǒng)奧巴馬2015年國情咨文中的精準醫(yī)學(xué)計劃（Precision Medicine Initiative）。該計劃核心是通過分析個體的基因信息，加快從基因組層面對疾病的認識。個性化的健康信息結(jié)合技術(shù)、知識和治療方法，能夠促進臨床上準確地了解病因，實現(xiàn)精準的個性化用藥。總體而言，精準醫(yī)學(xué)包括對疾病風(fēng)險的評估和預(yù)測、預(yù)防或干預(yù)，改善臨床診療和分析預(yù)后，基于疾病相關(guān)信息，以個性化方式解決人類面臨的醫(yī)療健康問題。

生物樣本庫又稱生物銀行（Biobank），主要是指標準化收集、處理、儲存和應(yīng)用健康和疾病生物體的生物大分子、細胞、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)處理過的生物樣本（DNA、RNA、蛋白等）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、信息管理與應(yīng)用系統(tǒng)。

目前，精準醫(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細胞周期靶點的化療藥物，到針對基因突變的分子靶向藥物，再到針對免疫治療靶點的免疫療法，精準醫(yī)療的理念貫穿其中并逐步完善。

與此同時，生物樣本庫作為標準化采集、 處理、儲存和應(yīng)用健康與疾病生物體的生物大分子、細胞、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，成為精準醫(yī)療發(fā)展的堅實基礎(chǔ)，進入快速發(fā)展的黃金時期。

精準醫(yī)療涉及個性化和標準化兩個理念的平衡，這亦是現(xiàn)代醫(yī)學(xué)發(fā)展的必由之路。從精準醫(yī)療所依托的基因測序技術(shù)平臺可以看出，基因測序技術(shù)標準正處于逐步完善的進程中。同樣，作為樣本資源和數(shù)據(jù)信息整合平臺的生物樣本庫也需要實施標準化和規(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)范和標準，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準化和規(guī)范化。為推動我國生物樣本庫標準化建設(shè)的發(fā)展，2009年中國醫(yī)藥生物技術(shù)協(xié)會組織生物樣本庫分會正式成立，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年出臺了《中國醫(yī)藥生物技術(shù)協(xié)會生物樣本庫標準 (試行)》。2015年，我國成立了全國生物樣本標準化技術(shù)委員會，主要負責(zé)生物樣本的采集、處理、存儲、管理、分發(fā)及相關(guān)技術(shù)、方法、產(chǎn)品領(lǐng)域國家標準的制訂和修訂工作。2019年7月，《中華人民共和國人類遺傳資源管理條例》發(fā)布，對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，中國國家標準化管理委員會發(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。

精準醫(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)快速分析和云計算的幫助；同時，要將數(shù)以百萬計的健康志愿者信息、臨床診療信息、基因組信息匯集儲存，傳輸?shù)讲煌脑贫嘶蚱脚_，以實現(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” 與實體樣本資源同等重要，是生物醫(yī)學(xué)研究的基石。通過對生物樣本數(shù)據(jù)庫中組學(xué)數(shù)據(jù)與臨床資料 (病史、影像學(xué)、實驗室、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)精準治療靶點。

“十三五” 規(guī)劃以來，我國實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，實踐醫(yī)療信息化的專職管理部門和學(xué)科建設(shè)工作。

任何診斷治療方案均源于嚴格的臨床試驗證據(jù)，包括精準醫(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了精準醫(yī)療的發(fā)展，如對惡性腫瘤靶向藥物的開發(fā)及細胞程序性死亡配體-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。

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多個國家的200多所機構(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)、美國生物存儲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行管理，制定統(tǒng)一的樣本采集、存儲及資料信息化管理標準。

2015年，科技部成立了 “國家人類遺傳資源共享服務(wù)平臺”，設(shè)立北京、上海、廣州3個中心，納入數(shù)百家生物樣本庫建設(shè)單位，促進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)新模式等方面進行探索與實踐，促進各專病生物樣本庫之間的溝通與合作，促進多中心研究和資源共享，推進大數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)化研究進程，推動和提升我國在該領(lǐng)域內(nèi)的數(shù)據(jù)共享應(yīng)用。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，在標準化共享方面不斷探索新模式。

精準醫(yī)療是一項復(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)療進行融合創(chuàng)新，形成精準醫(yī)療的體系和范式，指導(dǎo)醫(yī)學(xué)實踐。精準醫(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。作為精準醫(yī)療基礎(chǔ)平臺的生物樣本庫涉及多學(xué)科知識，包括樣本科學(xué)、低溫生物學(xué)、生物信息學(xué)、統(tǒng)計學(xué)、倫理學(xué)等，從前期實體樣本庫的選址、設(shè)計等，到運行階段樣本的采集、處理、質(zhì)控、運輸、項目管理，再到后期的醫(yī)學(xué)研究成果轉(zhuǎn)化、共享規(guī)范、知識產(chǎn)權(quán)分配等，需融合多個基礎(chǔ)學(xué)科，樣本庫從業(yè)人員需不斷充實和學(xué)習(xí)多方面的知識和技能。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。

初級階段啟動基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，制定標準化工作流程，開展生物樣本和信息資源的采集及標準制訂工作，初步建成采集和管理生物樣本及其臨床信息的工作平臺。該階段為生物樣本庫建設(shè)的基礎(chǔ)階段，可完成并實現(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) 以及捐獻者的臨床信息、實驗室檢測信息、組學(xué)數(shù)據(jù)等，研究人員可從多個層面開展精準醫(yī)療相關(guān)的研究和驗證，其產(chǎn)生的數(shù)據(jù)仍返回至樣本庫，與原有實體樣本和信息數(shù)據(jù)融合，不斷豐富和拓展生物樣本庫的內(nèi)涵。

中級階段的生物樣本庫不僅作為樣本采集存儲的場所，而且還提供各類技術(shù)服務(wù)平臺，實現(xiàn)生物樣本資源和研究數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)化，如樣本存儲平臺，生物大分子提取檢測平臺，組織、細胞、分子等多水平試驗平臺，以及生物樣本下游的精細化加工和處理平臺等。根據(jù)精準醫(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轉(zhuǎn)變?yōu)榫珳梳t(yī)療研究項目支撐服務(wù)平臺的角色轉(zhuǎn)化階段。

生物樣本庫的建設(shè)和維護需要大量投入， 合理制定生物樣本有償使用服務(wù)價值體系，用于生物樣本庫的運行和維護，是實現(xiàn)生物樣本資源價值屬性、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》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)用價值及科研前瞻性的國家精品樣本庫和實時全景生命數(shù)據(jù)庫，搭建信息資源研究開發(fā)的基礎(chǔ)性支撐平臺。同時指出，依托現(xiàn)有生物產(chǎn)業(yè)基地、園區(qū)和集群，有步驟、有重點地推動若干生物經(jīng)濟集群建設(shè)，促進人才、技術(shù)、資金等資源向優(yōu)勢區(qū)域集中，導(dǎo)生物產(chǎn)業(yè)特色化、集聚化發(fā)展，使生物產(chǎn)業(yè)在促進產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級中發(fā)揮引領(lǐng)作用，加快構(gòu)建貫穿整個創(chuàng)新鏈條的生物科技創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)服務(wù)平臺。

在精準醫(yī)療的發(fā)展進程中，移動醫(yī)療和大數(shù)據(jù)技術(shù)被廣泛應(yīng)用，患者的隱私保護、基因技術(shù)引發(fā)的倫理問題等隨之出現(xiàn)。大數(shù)據(jù)時代，個人信息價值日益得到市場及各行業(yè)領(lǐng)域的認可，數(shù)據(jù)信息的價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)利保護方面的邊界仍未明確。與此同時，在利潤的驅(qū)使下，非法使用個人信息的事件頻繁發(fā)生，引發(fā)了隱私保護、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。對于知情同意、捐獻者隱私保護等相關(guān)問題，目前尚無統(tǒng)一的共識和規(guī)范，各國均未出臺較為系統(tǒng)、全面的法律法規(guī)。

精準醫(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，為保障精準醫(yī)療尤其是精準藥物的研發(fā)有序開展，持續(xù)的經(jīng)費支持是必備條件，僅依靠財政投入無法實現(xiàn)行業(yè)發(fā)展的可持續(xù)性，同時應(yīng)通過政策支持，允許醫(yī)藥企業(yè)合法獲得相應(yīng)利潤，以促進社會資本的積極參與，為精準醫(yī)療的發(fā)展注入充裕資金。目前國內(nèi)生物樣本庫的運營經(jīng)費主要來源于國家和省市級重大項目支持及醫(yī)院的基礎(chǔ)建設(shè)投入，運營過程中面臨如何進行 “自身造血” 的問題，建議拓寬經(jīng)濟來源渠道，尋找適合自己的發(fā)展模式，與精準醫(yī)療領(lǐng)域的相關(guān)企業(yè)開展合作研發(fā)項目，實現(xiàn)樣本資源的價值轉(zhuǎn)化。

人類社會的發(fā)展已進入到人工智能時代，智能化技術(shù)對各行各業(yè)的發(fā)展均產(chǎn)生較大的影響和沖擊。在精準醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，人工智能已成為創(chuàng)新藥物研發(fā)和精準醫(yī)療的重要發(fā)展方向。在不遠的將來，智能化診斷分析技術(shù)將對現(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)的智能化自動化樣本處理、存儲、檢測設(shè)備不斷推陳出新，生物樣本庫基礎(chǔ)建設(shè)的標準和規(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，利用細胞原代培養(yǎng)和復(fù)蘇、細胞重編程等技術(shù)，從有限的樣本量中獲取大量能夠真實反映體內(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。