佘琴英 綜述 鄭春霞 審校

生物樣本庫(biobank)是采集、處理、儲存生物樣本及樣本捐獻(xiàn)者的臨床數(shù)據(jù)和隨訪等相關(guān)信息的機(jī)構(gòu)，生物樣本包括離體的器官、組織、細(xì)胞、體液等。二十世紀(jì)中葉開始，歐美發(fā)達(dá)國家陸續(xù)建立起各類生物樣本庫，其中較有代表性的有泛歐洲生物樣本庫與生物分子資源研究平臺(Biobanking and Biomolecular resources Research Infrastructure，BBMRI)、英國生物樣本庫(UK Biobank)和人體組織合作收集網(wǎng)絡(luò)(Cooperative Human Tissue Network，CHTN)等。這些樣本庫規(guī)模較大，有統(tǒng)一的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)以及完備的法規(guī)和指南，得到廣泛認(rèn)可[1]。

我國遺傳資源豐富，且政府高度重視與支持，使得樣本庫迅速發(fā)展[2-3]。在樣本庫數(shù)量快速增加的同時，我國生物樣本庫建設(shè)正向標(biāo)準(zhǔn)化邁進(jìn)。2009年11月，中國醫(yī)藥生物技術(shù)協(xié)會組織生物樣本庫分會(Biobank Branch，China Medicinal Biotech Association，BBCMBA)成立。分會旨在規(guī)范和促進(jìn)生物樣本庫的標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)，組織樣本庫人員的學(xué)術(shù)交流、教育培訓(xùn)、國際交流等活動。為提高行業(yè)自律，中國醫(yī)藥生物技術(shù)協(xié)會在2013年修訂了《全國組織生物樣本庫質(zhì)量達(dá)標(biāo)檢查管理指導(dǎo)原則》[4]。另外，我國還積極參與國際的樣本庫標(biāo)準(zhǔn)討論會議和學(xué)術(shù)交流，如參加國際標(biāo)準(zhǔn)化組織生物技術(shù)委員會(International Organization for Standardization/Technical Committee 276，ISO/TC276)關(guān)于樣本庫標(biāo)準(zhǔn)的討論和起草[5]。

由于我國生物樣本庫發(fā)展時間較短，樣本庫的建設(shè)在規(guī)范化管理和標(biāo)準(zhǔn)化操作等方面尚在起步中[6-7]。本文將對目前國際及國內(nèi)具有代表性的樣本庫管理及樣本操作相關(guān)規(guī)范進(jìn)行闡述，期望能為樣本庫工作人員提供更多依據(jù)和參照，進(jìn)而推動樣本庫規(guī)范化的進(jìn)程。

生物樣本庫的重要性

生物樣本庫的科學(xué)價值生物樣本庫可用于系統(tǒng)生物學(xué)的研究，包括細(xì)胞生物學(xué)、分子生物學(xué)以及各種組學(xué)研究。2012年，國際千人基因計劃組描繪并分析了1 092個人類基因數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)基因的低頻變異具有明顯的地域性[8]。在蛋白質(zhì)組學(xué)方面，人類蛋白質(zhì)組計劃(human proteome project，HUPO)已取得一定進(jìn)展，并在2018年開啟neXt-CP50計劃，擬對已經(jīng)識別的50個蛋白質(zhì)進(jìn)行蛋白質(zhì)功能的描述[9-10]。

生物樣本庫還可用于疾病基礎(chǔ)和臨床研究，有助于研究疾病發(fā)病機(jī)制、疾病分型和診治等內(nèi)容。Beck等[11]利用新英格蘭器官銀行(New England Organ Bank)的樣本，發(fā)現(xiàn)特發(fā)性膜性腎病患者血液中特有的抗磷脂酶A2受體(M-type phospholipase A2 receptor，PLA2R)抗體，提高了特發(fā)性膜性腎病的診斷效率和準(zhǔn)確率。十幾年前，對非小細(xì)胞肺癌的治療手段十分有限[12]，而利用腫瘤組織樣本選擇合適的靶向藥物，可提高治療有效率，減少副作用的發(fā)生。

生物樣本庫與精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)我國于2016年提出“精準(zhǔn)醫(yī)療研究”重點(diǎn)專項研究計劃，開展自然人群的大型健康隊列研究[13]。精準(zhǔn)醫(yī)療旨在提供更精確的診斷和治療，進(jìn)而提高醫(yī)療水平。而生物樣本庫作為精準(zhǔn)醫(yī)療的基石，可以為精準(zhǔn)醫(yī)療提供大量高質(zhì)量的具有完整臨床信息的生物樣本，有助于精準(zhǔn)醫(yī)療的發(fā)展。2019年，Cameron-Christie等[14]通過對3 150個個體進(jìn)行全外顯子測序，檢測致病基因并評估罕見變異對CKD發(fā)病風(fēng)險的影響。Elliott等[15]對英國生物樣本庫的8 428例腦成像衍生的表型進(jìn)行了全基因組關(guān)聯(lián)研究，旨在發(fā)現(xiàn)大腦結(jié)構(gòu)和功能的遺傳基礎(chǔ)，或許有助從人類基因?qū)用鎭斫忉尰蛑委熒窠?jīng)或精神類疾病。

規(guī)范化管理和標(biāo)準(zhǔn)化操作的重要性

樣本庫管理是對規(guī)范操作的制度及過程的實(shí)施和監(jiān)管[16]。為確保樣本庫井然有序地運(yùn)作，需要合理有效的樣本庫管理。此外，樣本庫的規(guī)范化管理對合理利用資源也有積極的作用。瑞典規(guī)定生物樣本庫要向瑞典國家健康福利部備案和注冊，避免無序、無規(guī)劃的建庫導(dǎo)致財力物力的浪費(fèi)[7]。我國科技部和衛(wèi)生部聯(lián)合頒布了《人類遺傳資源管理暫行辦法》[17]，致力于我國人類遺傳資源的保護(hù)和合理利用，并且設(shè)立《人類遺傳資源采集、收集、買賣、出口、出境審批》，以加強(qiáng)人類遺傳資源的規(guī)范化管理[18]。這些制度和管理辦法從國家層面對樣本庫管理提出要求，保證了樣本庫的質(zhì)量，使資源利用最大化。

標(biāo)準(zhǔn)化操作規(guī)程(standard operating procedure，SOP)是一套切實(shí)可行的，指導(dǎo)樣本庫人員“怎么做”的標(biāo)準(zhǔn)，由各樣本庫根據(jù)自身情況制定。樣本在分析前往往經(jīng)過一系列操作，從采集到分析前許多因素都會影響樣本質(zhì)量。為了方便生物樣本分析前因素的管理同時增加樣本可追溯性，國際生物與環(huán)境樣本庫協(xié)會(International Society for Biological and Environmental Repositories，ISBER)開發(fā)了標(biāo)準(zhǔn)分析前代碼 (Standard PREanalytical Code，SPREC)編碼系統(tǒng)，用于記錄樣本分析前可能影響樣本質(zhì)量的信息，包括樣本類型、儲存容器、樣本離心情況和樣本儲存條件等[19]。SPREC體現(xiàn)了“用最少數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)生物樣本、信息和數(shù)據(jù)共享”的理念，目前已在美國、歐洲和澳大利亞等國家多個樣本庫信息管理系統(tǒng)中應(yīng)用。

樣本分析前因素與樣本質(zhì)量息息相關(guān)。已有研究證明樣本的類型、保存時間、添加劑等因素影響保存后樣本質(zhì)量。Guo等[20]發(fā)現(xiàn)血液在凝集過程中可釋放白細(xì)胞介素8、血管內(nèi)皮生長因子和表皮生長因子；隨著保存時間延長，樣本中蛋白質(zhì)濃度會有不同程度升高或下降[21]。低質(zhì)量的樣本降低研究結(jié)果可重復(fù)性，導(dǎo)致人力、物力、財力浪費(fèi)[22]。而符合相關(guān)SOP的操作可以保證樣本質(zhì)量，進(jìn)而保證研究質(zhì)量。

規(guī)范化管理和標(biāo)準(zhǔn)化操作對樣本庫的建設(shè)意義重大，對于樣本質(zhì)量和資源利用有積極作用。因此，需要大力促進(jìn)規(guī)范化管理和標(biāo)準(zhǔn)化操作的實(shí)施。

規(guī)范化管理

國際上對于生物樣本庫的管理框架和分層越來越規(guī)范和細(xì)化。以BBMRI為例，BBMRI是擁有19個成員國和1個國際組織的超大型樣本庫，其管理結(jié)構(gòu)可以分為3層，決策層、執(zhí)行層和運(yùn)作層。決策層的人員由政府指派，負(fù)責(zé)目標(biāo)制定，共同商議樣本庫的工作方向。執(zhí)行層將決策層的指令分解成具體的任務(wù)，并分配到運(yùn)作層的相關(guān)部門。BBMRI的科學(xué)倫理委員會每年對樣本庫的活動進(jìn)行評估，起到監(jiān)管作用。另外還有法律法規(guī)等管理理論對樣本庫的運(yùn)行進(jìn)行規(guī)范，如：95/446/EEC指導(dǎo)文件(Directive 95/446/EEC)和歐盟數(shù)據(jù)保護(hù)法規(guī)(EU General Data Protection Regulation，GDPR)[23]。

監(jiān)管機(jī)制一些樣本庫由科學(xué)倫理委員會或者其他委員會對樣本庫進(jìn)行監(jiān)管，比如BBMRI。此外，為了提高樣本質(zhì)量，樣本庫可實(shí)施質(zhì)量控制來規(guī)范樣本庫的運(yùn)作過程，如樣本庫全流程質(zhì)控和樣本抽檢質(zhì)控。樣本庫還可以通過第三方評估的方式，提高管理效率、降低樣本庫運(yùn)行成本。2018年下半年，BBCMBA、ISBER以及盧森堡綜合生物樣本庫(Integrated BioBank of Luxembourg，IBBL)共同開展中國生物樣本庫室間質(zhì)評項目，為中國的生物樣本庫提供第三方質(zhì)量評估。目前，國內(nèi)幾十個生物樣本庫已經(jīng)獲得該項目的證書。

認(rèn)證(認(rèn)可)與標(biāo)準(zhǔn)ISO制定的部分標(biāo)準(zhǔn)可用于樣本庫管理體系的認(rèn)證，如：ISO 9001、ISO 15189、ISO 17025和ISO 20387。ISO 9001為總體管理體系尤其質(zhì)量管理體系設(shè)立了標(biāo)準(zhǔn)，包括質(zhì)量手冊、程序文件、SOP和記錄表格等文件的書寫要求。該標(biāo)準(zhǔn)被歐洲的生物樣本庫廣泛采用，英國生物樣本庫和IBBL等樣本庫也都獲得ISO 9001認(rèn)證。ISO 15189和ISO 17025是對醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)室及通用檢測實(shí)驗(yàn)室的認(rèn)可。獲得ISO 15189或ISO 17025認(rèn)可有助于實(shí)驗(yàn)室獲得樣本的質(zhì)量認(rèn)證。ISO 20387是ISO為生物樣本庫制定并正式發(fā)布的第一個標(biāo)準(zhǔn)，由ISO/TC276生物技術(shù)工作組編寫，來自27個國家超過150位專家參與編寫。ISO/TC276計劃編寫9個標(biāo)準(zhǔn)，其中ISO 20387相當(dāng)于骨架，規(guī)定了生物樣本庫的一般要求，包括質(zhì)量控制要求，以確保生物樣本和數(shù)據(jù)收集的質(zhì)量。之后還會有更詳細(xì)、專業(yè)的子標(biāo)準(zhǔn)出臺[24]。無論采用何種認(rèn)證或認(rèn)可體系，不同層次的體系文件將對生物樣本庫的規(guī)范化管理和持續(xù)改進(jìn)起到很好的推動作用。

目前，國內(nèi)可供參考的標(biāo)準(zhǔn)有：《生物樣本庫質(zhì)量和能力通用要求》、《中國醫(yī)藥生物技術(shù)生物樣本庫行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)》和《腎臟疾病生物樣本庫的管理及操作規(guī)范》?！渡飿颖編熨|(zhì)量和能力通用要求》是中國合格評定國家認(rèn)可委員會(China National Accreditation Service for Conformity Assessment，CNAS) 將ISO 20387翻譯整理而成，是樣本庫資質(zhì)評審的依據(jù)。2019年5月，CNAS根據(jù)ISO 20387完成了我國首家生物樣本庫認(rèn)可的現(xiàn)場評審工作[25]。2019年8月，國家市場監(jiān)督管理總局發(fā)布公告，批準(zhǔn)《生物樣本庫質(zhì)量和能力通用要求》(等同采用ISO 20387)國家標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布。這一國家標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)布為我國樣本庫標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)打下了堅實(shí)的基礎(chǔ)?！吨袊t(yī)藥生物技術(shù)生物樣本庫行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)》分為兩個部分：生物樣本庫設(shè)施與保障以及腫瘤生物樣本操作規(guī)程，其中生物樣本庫設(shè)施與保障部分適用于各類樣本庫的建設(shè)，第二部分適用于腫瘤生物樣本的處理，包括采集處理、保存和相關(guān)術(shù)語的介紹[26]。《腎臟疾病生物樣本庫的管理及操作規(guī)范》由東部戰(zhàn)區(qū)總醫(yī)院國家腎臟疾病臨床醫(yī)學(xué)研究中心主持，國內(nèi)20余位國家標(biāo)準(zhǔn)委員會下屬的專家委員會委員共同參與編寫。內(nèi)容涵蓋樣本采集全過程、倫理審批、樣本使用與共享、樣本庫質(zhì)量控制等16個部分[27]。這幾個標(biāo)準(zhǔn)各有側(cè)重，樣本庫可根據(jù)自身特點(diǎn)選擇參考。此外，全國生物樣本標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(SAC/TC559)正在進(jìn)行樣本庫國家標(biāo)準(zhǔn)的制訂工作。國家標(biāo)準(zhǔn)的推出將為國內(nèi)生物樣本庫的規(guī)范化管理提供更權(quán)威的參考。

倫理生物樣本庫涉及隱私保護(hù)和樣本資源商業(yè)化等敏感的倫理問題，為了保障人類受試者的利益和安全，樣本的采集和使用等應(yīng)遵守相關(guān)指南和各國法律。國際上關(guān)于倫理的指南有《世界醫(yī)學(xué)協(xié)會赫爾辛基宣言》，該指南在國際上被廣泛接受，但是沒有強(qiáng)制性。部分國家已經(jīng)出臺了保護(hù)受試者隱私的法律法規(guī)，如美國健康保險攜帶與責(zé)任法案(Health Insurance Portability and Accountability Act/1996，Public Law 104-191，HIPAA法案)規(guī)定了個人的健康信息受到保護(hù)[28]；我國《人類遺傳資源管理條例》也明確指出資源提供者的安全和個人隱私受到保護(hù)[17]。倫理委員會根據(jù)各自國家的法律及相關(guān)指南對生物樣本相關(guān)的醫(yī)學(xué)研究進(jìn)行監(jiān)督和指導(dǎo)。

標(biāo)準(zhǔn)化操作

樣本從采集到用于實(shí)驗(yàn)分析，往往經(jīng)歷多個處理步驟，其中有些因素已經(jīng)明確會對樣本的質(zhì)量造成影響。標(biāo)準(zhǔn)化操作是保證樣本質(zhì)量的基礎(chǔ)，一些標(biāo)準(zhǔn)化操作指南在國際上具有較大影響，如ISBER最佳實(shí)踐、美國癌癥研究所的最佳實(shí)踐、澳大利亞生物樣本網(wǎng)絡(luò)的生物樣本庫操作流程、經(jīng)濟(jì)合作與發(fā)展組織最佳實(shí)踐指南(Organization for Economic Co-operation and Development Best Practice Guidelines)等。

ISBER最佳實(shí)踐是結(jié)合成員集體經(jīng)驗(yàn)和樣本庫專家意見的指導(dǎo)性文件。ISBER最佳實(shí)踐涉及樣本庫規(guī)劃應(yīng)考慮的因素、設(shè)施、儲存和處理設(shè)備、質(zhì)量管理等13部分，為樣本庫管理提供有效實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，規(guī)范化樣本庫的管理[16]。指南強(qiáng)調(diào)所有分析前過程包括收集、處理、貯存和運(yùn)輸都應(yīng)記錄，因?yàn)檫@些變量可能會影響研究和臨床結(jié)果[16]。這也是后來ISBER開發(fā)標(biāo)準(zhǔn)分析前代碼的原因。該文件于2018年更新至第四版，在第三版的基礎(chǔ)上更新了與生物和環(huán)境樣本庫相關(guān)的科學(xué)、技術(shù)、法律和倫理問題。最佳實(shí)踐指出，由于各國、各地區(qū)的法律法規(guī)的差異，大部分樣本庫無法完全遵守該指南。樣本庫應(yīng)結(jié)合自己的國家、區(qū)域和地方的法規(guī)和要求，合理運(yùn)用[16]。

國內(nèi)樣本庫一般都有自己的SOP，但是大多僅供樣本庫內(nèi)部使用。我中心樣本庫制定《腎臟疾病生物樣本庫標(biāo)準(zhǔn)操作規(guī)程(SOP)》，培訓(xùn)國內(nèi)200余名腎臟病單位人員。在此基礎(chǔ)上，樣本庫代表國家標(biāo)準(zhǔn)化委員會腎臟病生物樣本庫標(biāo)準(zhǔn)化工作組制定《腎臟疾病生物樣本庫的管理及操作規(guī)范》，作為“江蘇省醫(yī)學(xué)會團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)”于2018年發(fā)布，并在全國推廣應(yīng)用。該SOP較詳細(xì)地介紹了血液、尿液、腎組織、指/趾甲的采集、處理和使用[27]，可供相關(guān)生物樣本庫借鑒參考。另外，還有一些已出版SOP可供國內(nèi)樣本庫參考[29]，復(fù)旦大學(xué)附屬腫瘤醫(yī)院出版的《惡性腫瘤生物樣本庫標(biāo)準(zhǔn)操作流程》[30]、北京大學(xué)腫瘤醫(yī)院出版的《生物樣本庫的能力建設(shè)與最佳實(shí)踐》[31]和解放軍總醫(yī)院出版的《臨床生物樣本庫》[32]等。

小結(jié):精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)的開啟使得生物樣本庫遇到最好的發(fā)展時代。生物樣本庫的規(guī)范化管理和標(biāo)準(zhǔn)化操作是建設(shè)高質(zhì)量生物樣本庫的有利武器。國際和國內(nèi)生物樣本庫組織都在積極推進(jìn)樣本庫的規(guī)范化管理和標(biāo)準(zhǔn)化操作，制定和完善相關(guān)體系。我國生物樣本庫如能合理使用通行的認(rèn)證(認(rèn)可)和管理標(biāo)準(zhǔn)，并制定符合自身情況的SOP，相信會有更多的高質(zhì)量樣本用于科學(xué)研究。