杜莉利

·轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)·

生物樣本庫的標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)

杜莉利

標(biāo)準(zhǔn)化、高質(zhì)量的生物樣本庫是實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)與精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)的重要源頭與關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一，制定標(biāo)準(zhǔn)化的樣本庫流程是將來如何正確使用與共享這個資源的根本保證。作者從樣本的審查、采集、處理、保存、質(zhì)量管理和信息化管理方面進(jìn)行綜述，以期促進(jìn)生物樣本庫的標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)。

生物樣本庫；標(biāo)準(zhǔn)化；轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)

當(dāng)今精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)與轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)備受關(guān)注并進(jìn)入迅速發(fā)展期，我國政府到2030年預(yù)計(jì)總投入人民幣600億元開展精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)研究與實(shí)踐[1]。而生物樣本庫作為基礎(chǔ)研究、臨床轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)研究以及精準(zhǔn)醫(yī)療戰(zhàn)略實(shí)施的基石與橋梁，在疾病預(yù)防、預(yù)測及個體化治療上必將發(fā)揮著越來越重要的作用[2]。

根據(jù)經(jīng)濟(jì)合作與發(fā)展組織的定義，“生物樣本庫是一種集中保存各種人類生物材料，用于疾病的臨床治療和生命科學(xué)研究的生物應(yīng)用系統(tǒng)”[3]。換言之，生物樣本庫是標(biāo)準(zhǔn)化收集、處理、保存、應(yīng)用健康和疾病生物體的生物大分子、細(xì)胞、組織和器官樣本(包括人體器官組織、全血、血漿、血清、生物體液或DNA、RNA、蛋白)以及與這些生物樣本相關(guān)的臨床、病理、治療、隨訪、知情同意資料及其質(zhì)量控制、信息管理與應(yīng)用系統(tǒng)。

近年來，我國生物樣本庫發(fā)展迅速[4-5]，由于缺乏統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)化流程，導(dǎo)致樣本質(zhì)量不達(dá)標(biāo)、樣本根本無法正常利用的生物樣本庫頻現(xiàn)，這嚴(yán)重制約了我國基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)研究與轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)水平，阻礙了新藥創(chuàng)制及臨床診療技術(shù)的發(fā)展。所以，制定生物樣本庫國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，深入推進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)程，提高標(biāo)準(zhǔn)化國際水平，建立中國生物樣本庫標(biāo)準(zhǔn)品牌勢在必行[6]。

1 生物樣本庫標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)

1.1 樣本采集審查 樣本采集前，應(yīng)向科學(xué)技術(shù)管理委員會與倫理委員會提交樣本采集方案。科學(xué)技術(shù)管理委員會審查通過后，倫理委員會召開會議審閱討論該申請。倫理委員會應(yīng)建立工作程序，所有會議及其決定均應(yīng)有書面記錄，簽發(fā)書面意見[7]。

1.2 知情同意 知情同意是指捐贈者獲取足夠的信息能夠自主地決定是否向樣本庫捐贈樣本和個人信息，以及是否同意樣本和信息用于未來科學(xué)研究。所有關(guān)于捐贈樣本的信息資料必須通俗易懂，便于捐贈者或他們的代理人作出決定。捐贈者有權(quán)撤回知情同意，并要求銷毀樣本庫里未使用的樣本及相關(guān)數(shù)據(jù)[8]。

1.3 樣本的采集與處理

1.3.1 血液樣本 遵循全國臨床檢驗(yàn)操作規(guī)程(第3版)[9]，用真空采血管(抗凝管和促凝管)采集捐贈者血液樣本。

將抗凝管或促凝管放入冷凍離心機(jī)中，4℃2 000 g離心10 min；促凝管經(jīng)離心后分為血清和血凝塊，抗凝管經(jīng)離心后分為上層血漿、中層白膜層和下層紅細(xì)胞，均予以每管200～500 μL分裝。

血液樣本應(yīng)在24 h內(nèi)處理和保存[10]。

1.3.2 組織樣本

1.3.2.1 大體組織 大體組織樣本的采集應(yīng)盡量縮短組織缺血時(shí)間，盡量于大體樣本離體30 min內(nèi)取材[11]。取材完畢后的組織，若作為新鮮冷凍樣本，則每塊組織大小一般為0.5 cm×0.5 cm×0.5 cm，質(zhì)量盡量保證在250 mg以上，放入液氮內(nèi)速凍后深低溫冷凍保存，可用于DNA、RNA和蛋白質(zhì)的提取。若用于制作石蠟樣本，則每塊組織大小一般為1.0 cm×1.0 cm×0.4 cm，10%甲醛溶液固定，石蠟包埋，可切片染色后用于復(fù)診。采集的組織也可RNAlater試劑保存、最佳切割溫度包埋處理。

1.3.2.2 穿刺活檢組織 穿刺活檢樣本受手術(shù)熱缺血等前處理影響因素少，是非常珍貴的臨床樣本。將取出的小塊組織直接裝入預(yù)先準(zhǔn)備好裝有10%甲醛溶液或者RNAlater試劑樣本管中。

1.3.3 尿液樣本 當(dāng)前大多數(shù)生物樣本庫所采用的尿液直接凍存于－80℃冰箱的方法，需要占用大量的空間，非常浪費(fèi)資源，且樣本長期保存和反復(fù)凍融常常造成尿液中成分的降解。

這里推薦一種尿液膜上保存的方法[12]。將尿液樣本于4℃ 5 000 g離心30 min，取尿液上清20 mL，加入10 mL磷酸鹽緩沖液混勻，通過合適的濾紙和孔徑0.2 μm的硝酸纖維膜真空抽濾。過濾完畢后，吹干或晾干，用真空封裝裝置將硝酸纖維膜封裝于真空、無菌袋中[13]。

1.3.4 唾液樣本 唾液樣本可用于藥物測試、艾滋病病毒檢測或激素水平的監(jiān)測和提取DNA。采樣裝置包括脫脂棉簽、聚丙烯涂層的聚乙醚簽及石蠟咀嚼刺激物。若直接把唾液吐到容器里，就要求容器開口要大，便于采集樣本。唾液可以等體積分裝或離心，產(chǎn)生的上清和沉淀可以分析和(或)單獨(dú)存放[8]。

1.3.5 糞便樣本 糞便樣本易采集、廉價(jià)，與腸道疾病關(guān)系密切，一般用于胃腸道微生物組學(xué)、寄生蟲學(xué)、胃腸道上皮脫落細(xì)胞的基因組學(xué)研究。

糞便樣本中加入適量生理鹽水，于振蕩器上振蕩至糞便完全溶解。3 000 g離心10 min，轉(zhuǎn)移上清于新的離心管中，進(jìn)行核酸或其他生物大分子的抽提[14]。

1.4 樣本的保存 處理好的樣本需選擇適合保存溫度的設(shè)備，并記錄樣本保存的狀態(tài)和位置。保存的樣本應(yīng)進(jìn)行實(shí)時(shí)追蹤和定期核對，并對其保存的內(nèi)部和外部環(huán)境進(jìn)行監(jiān)控。

生物樣本庫中常見樣本的保存要求見表1。

表1 生物樣本庫中常見樣本的保存要求

1.5 樣本的運(yùn)輸與使用 研究者需如實(shí)填寫并遞交生物樣本使用申請及研究方案的摘要，分別進(jìn)行科學(xué)審查和倫理審查；審查通過后，生物樣本庫方可準(zhǔn)予辦理樣本和相關(guān)資料的出庫。每個樣本庫在樣本使用規(guī)范、規(guī)定和原則上不同，因而各自的申請流程也可能不同。

所有生物樣本都被視為具有潛在生物危害風(fēng)險(xiǎn)，樣本的包裝和運(yùn)輸應(yīng)嚴(yán)格遵循國家的相關(guān)規(guī)定。低溫運(yùn)輸是樣本轉(zhuǎn)運(yùn)的首要條件，冷藏樣本需要用足夠的冰塊或冰袋將樣本溫度維持在2～8℃；低溫保存的樣本需要在干冰或液氮的保護(hù)下進(jìn)行運(yùn)輸。

1.6 樣本的清理與銷毀 對沒有利用價(jià)值或者捐贈者要求銷毀的樣本進(jìn)行清理和銷毀，可以節(jié)約存儲空間及能源、減低樣本保存成本。待銷毀的樣本應(yīng)作為醫(yī)療廢棄物，嚴(yán)格依照相關(guān)法律法規(guī)進(jìn)行銷毀。樣本信息管理系統(tǒng)應(yīng)做好相關(guān)記錄。

1.7 質(zhì)量管理 質(zhì)量是生物樣本庫的核心與關(guān)鍵，生物樣本庫的目的是在相應(yīng)的法律法規(guī)和倫理框架下提供高質(zhì)量的樣本、信息和服務(wù)。實(shí)現(xiàn)生物樣本庫方針目標(biāo)，有效地開展各項(xiàng)質(zhì)量管理活動，生物樣本庫應(yīng)建立完善的質(zhì)量管理體系。質(zhì)量保證和質(zhì)量控制是質(zhì)量管理體系的重要組成部分，質(zhì)量保證和質(zhì)量控制應(yīng)貫穿于整個樣本庫運(yùn)營過程的始終[15]。

1.8 信息化管理 生物樣本庫的信息化管理包括日常保存的樣本信息以及與樣本相關(guān)的臨床信息管理，是樣本庫建設(shè)中的重要組成部分，也是樣本庫科學(xué)管理和樣本資源科學(xué)利用的關(guān)鍵[16]。但我國目前已有的樣本庫信息化程度不高，信息及數(shù)據(jù)的采集由紙質(zhì)資料提供，再由樣本庫工作人員手動輸入，屬于醫(yī)療行業(yè)內(nèi)的“勞動密集型”。這種模式不僅費(fèi)時(shí)費(fèi)力，且其流程更是加大人為錯誤的概率，使得大量醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)化有效性不足，遠(yuǎn)遠(yuǎn)無法滿足高通量生物醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)分析的需求。再者，國內(nèi)已有樣本庫的形式更趨同于一個具備簡單存儲功能的樣本“倉庫”，對樣本的科學(xué)研究顯得很薄弱，更是無法對轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)作出應(yīng)有的貢獻(xiàn)[17]。因此，全面加強(qiáng)樣本庫的信息化管理十分必要。

2 展望

高質(zhì)量、高水準(zhǔn)的生物樣本是人類重大疾病基因組、功能基因組、蛋白質(zhì)組等基礎(chǔ)、臨床研究與分子診斷標(biāo)志物、藥物靶點(diǎn)研發(fā)、健康研究的最珍貴資源與關(guān)鍵環(huán)節(jié)，也是眾多研究成果快速實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，即“轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)”應(yīng)用到臨床如疾病預(yù)測、早期診斷、分子分型與個性化治療、預(yù)后評估的重要保證，毫無疑問也是生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)自主創(chuàng)新體系中至關(guān)重要的環(huán)節(jié)與保證，更是生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要基石和源泉[18]。

而高質(zhì)量、高水準(zhǔn)的生物樣本必須依賴于生物樣本庫的標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)，我國生物樣本庫的建設(shè)也已逐步進(jìn)入標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)時(shí)期[19]。2015年6月10日，國家標(biāo)準(zhǔn)化委員會批復(fù)同意成立全國生物樣本標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會，此委員會的成立以及相關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和正在起草制定的生物樣本國家系列標(biāo)準(zhǔn)，將對我國生物樣本庫標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)起到良好的技術(shù)保障和支撐作用。相信生物樣本庫在標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)的指引下會獲得更大的發(fā)展，為我國生物健康事業(yè)的發(fā)展提供強(qiáng)大的樣本基礎(chǔ)。

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The standardization construction of biobank

DU Lili
(Shanghai Outdo Biotech Co.，Ltd.，National Engineering Center for Biochip at Shanghai，Shanghai 201203，China)

Standardization and high quality biobank is one of the important sources and key links in the realization of translational medicine and precision medicine.So develop the standardized biobank processes is the basic guarantee of how to use and share the resources in the future.In order to promote the standardization of biobank，this paper summarizes the review，collection，processing，storage，quality management，information management and other aspects of the samples.

Biobank；Standardization；Translational medicine

R－05

A

2095-3097(2016)06-0324-03

10.3969/j.issn.2095-3097.2016.06.002

2016-05-30 本文編輯:張?jiān)谖?

201203上海，生物芯片上海國家工程研究中心上海芯超生物科技有限公司(杜莉利)