生物樣本庫可持續性發展的探討

杜莉利，郜恒駿

近年來，生物樣本庫行業發展突飛猛進，一方面，來自于生物樣本作為生命科學基礎研究、轉化醫學研究、人類疾病預測、診斷、治療研究的重要資源的訴求；另一方面，奧巴馬提出的精準醫療以及我國的《“健康中國2030”規劃綱要》發布，讓醫院、研究機構、企業不斷加大對生物樣本庫的投入，給行業發展帶來了春天[1]。

一個高標準、高質量的生物樣本庫的建立與運營，需要大量、長期穩定的資金來支持，而樣本庫自身造血能力普遍較弱，為了確保樣本庫的影響與價值得到最大化，保持長期、良性的可持續性發展對生物樣本庫的生存與發展至關重要[2]。我們將從社會可持續性、運營可持續性、財務可持續性、可持續發展模式等方面探討生物樣本庫的可持續性發展。

1 社會可持續性

1.1 政策方面 隨著我國國家綜合國力不斷提升，國家對生物樣本庫建設日益重視。2011年，《國民經濟和社會發展第十二個五年規劃綱要》對“科技平臺重點工作”作了整體部署?！夺t學科技發展“十二五”規劃》第八條，明確將“系統建設臨床樣本資源庫”列為“支撐醫學發展”的重要工作之一。2012年年末，國務院關于印發《生物產業發展規劃》的通知，將生物信息服務行動計劃列為第11項專欄，專欄主要內容之一就是建設大規模的生物資源庫和信息中心核心平臺。2015年初，奧巴馬在國情咨文提出“精準醫療”，2016年向其投入2.15億美元財政預算[3]。2015年下半年，中國精準醫療計劃啟動，在2030年前將投入600億元開發精準醫療市場[4]。要實現精準醫療，其中關鍵步驟之一是獲取人類疾病與正常隊列樣本。因此，生物樣本庫成為大科學基礎工程，將越來越受到社會各界的關注和支持。

1.2 經濟方面 隨著社會經濟的發展及轉化醫學和精準醫學的全面開展，樣本及其相關的信息資源已經成為參與生物高科技領域國際競爭的重要資源。世界各國紛紛投入大量資金建立生物樣本庫。美國在這個領域一直是領跑者，一些生物樣本庫是由聯邦資金資助的，如美國國立衛生研究院；英國生物樣本庫最初的啟動資金9 500萬美元源于英國政府健康部的藥物研發機構；歐洲生物樣本庫2003年至2006年由歐洲理事會提供資金，從2007年起加入歐洲FP6并獲得資金；盧森堡政府提供了2億美元用于盧森堡聯合生物樣本庫的擴展；中國的上海張江生物銀行預計總投資3億～5億元人民幣，樣本儲存量達到5 000萬。還有一些國家如法國、加拿大、日本、澳大利亞等，都投入了相當可觀的資金用來建立國家級的和區域性的生物樣本庫[5]。

1.3 社會方面 生物樣本庫的重要作用日趨凸顯，各級政府高度重視，各醫院、大學、科研機構紛紛響應，高度重視各自生物樣本庫的打造，繼而涌現出一批批優秀的生物樣本庫[6]。以2001年1月—2018年12月發表樣本庫相關專業論文為例，英文在PubMed數據庫以主題為“biobank or tissue bank”進行檢索統計，中文在中國知網數據庫以主題為“樣本庫/組織庫/標本庫/生物銀行”進行檢索統計，均表明樣本庫建設呈現明顯的上升趨勢。圖1，圖2。

圖1 在PubMed數據庫以主題為“biobank or tissue bank”進行檢索的論文量

圖2 在中國知網數據庫以主題為“樣本庫/組織庫/標本庫/生物銀行”進行檢索的論文量

2 運營可持續性

2.1 標準化 樣本庫建立初期，由于缺乏統一的技術標準與專業管理人員，缺乏樣本采集與管理標準化流程，缺乏規范的樣本運輸過程管理，缺乏有效的樣本質控體系，缺乏樣本安全保障設施，缺乏樣本信息管理系統等，產生了不少“垃圾庫”、“死庫”。

隨著行業的不斷發展，樣本庫不再局限于數量的增長，而是通過建立統一標準明確樣本采集、處理、儲存流程，對標準化進行探索研究，確保樣本質量，從而實現樣本庫從“數量”到“質量”的質的飛躍[7]。國際上，陸續出現了美國國立衛生研究院最佳實踐、國際生物與環境樣本庫協會最佳實踐、美國CAP-BAP Checklist、法國生物樣本庫標準NF S96-900、加拿大組織庫協作網絡樣本庫標準操作流程等指導生物樣本庫的規范化、標準化建設。國內，中國醫藥生物技術協會組織生物樣本庫分會以規范和推進我國組織生物樣本庫的標準化建設為目標，秉承“珍惜樣本、執行標準、充分應用、維護產權”的16字宗旨，積極推進官、產、學、研、資相結合，以實現生物資源在生物醫藥產業鏈各環節的充分利用[8]。全國生物樣本標準化技術委員會制訂了一套完整的國家生物樣本標準體系，主要負責生物樣本的采集、處理、存儲、管理、分發、應用所涉及的相關技術、方法和產品領域國家標準制定修訂工作。國標委在組織我國生物樣本相關標準化工作的同時，也將及時跟進和參與國際生物樣本庫領域的標準化活動，推動研制相關的國際標準。

生物樣本庫的標準化將產生一大批高質量、高水準的生物樣本，這是建設樣本庫的初衷，也是樣本庫得以可持續發展的根本保證。

2.2 智能化 樣本庫庫存樣本數量逐年增加，傳統的樣本庫存儲模式存在諸多問題，例如，降低樣本的質量，增加科研工作的風險，同時也會消耗過多的人力、物力等，這使得樣本庫的智能化應運而生，它能避免這些缺陷，提供更好的樣本質量及使用體驗。

智能化生物樣本庫具有樣本質量得到充分保證、操作智能便捷、存儲集約高效、運行成本大大節省等優勢，最大限度地減少人為操作造成的差錯，確保了樣本存儲過程的均一性，極大地促進了我國樣本庫行業的科學管理和資源共享，可以說是未來樣本庫建設的一個更佳選擇[9]。

目前，樣本庫的智能化依然處于起步階段，相對用得較多的是樣本前處理工作站、自動化核酸提取設備和自動化存儲系統等[10]。雖然自動化設備的購置費用較高，但從長遠來看，智能化生物樣本庫的人力資源成本、運行成本、維護成本和耗電成本總和將遠低于傳統生物樣本庫，這無疑是未來生物樣本庫硬件建設的趨勢。

2.3 認可化 認可是對合格評定機構滿足所規定要求的一種證實，是體現一所實驗室是否達標的重要指標。認可具有促進組織在規范、質量保證和能力等方面的提高，有助于組織實現自我改進和自我完善；提升在同行業中產品的可靠性，更好的建立品牌價值；增強市場競爭能力，贏得政府部門、社會各界的信任；有機會參與國際間雙邊、多邊合作交流等意義。

2018年10月，國際實驗室認可合作組織在新加坡召開的第22屆全體大會上，正式將生物樣本庫能力評價活動確立為一項新認可制度，這標志著生物樣本庫正式邁向認證認可新時代。

自2016年7月至今，中國合格評定國家認可委員會領導及領域專家先后4次召開生物樣本庫國家認可準則研討會，開展中國生物樣本庫認可制度適宜性研究，已建立一套完善的生物樣本庫認可準則，這不僅對生物樣本庫的能力建設、質量管理及政府監管提供了堅實技術基礎，也使我國生物樣本庫認可制度走在國際前列[11]。

3 財務可持續性

3.1 成本 一些樣本庫有明確的成本管理體系，例如，英國生物樣本庫建立明確的預算和職權范圍，涵蓋樣本庫建設、樣品采集、儲存和加工的所有方面[12]。但大多數生物樣本庫的成本管理體系不太成熟，甚至無法追溯分析具體成本。

生物樣本庫的主要成本包括設施設備、樣本成本、運行成本等3個方面。樣本庫應將基礎設施設備視為其運營預算第一年的主要支出，在第二年及以后，購買設備的費用相對減少，員工工資、設備的維護和折舊等樣本庫日常運行成本的比重將大大提升。樣本成本則貫穿樣本的采集、處理、注釋、儲存、分發、運輸、銷毀和使用等全過程[13]。

在大量資金投入之后，應制定合理的成本回收模式以增加持續運營的資源并減少對公共資金的依賴，但到目前為止，很少有文獻記錄成本回收模型，然而隨著金融不穩定性增加以及可持續性發展的需求，未來將試圖闡明生物樣本庫“真正的”成本。

3.2 效益 生物樣本庫在很大程度上依賴于短期機構支持、政府撥款和(或)課題經費資金的流入，專門的長期資金往往無法獲得，但為了滿足對基礎和轉化研究日益增長的需求，樣本庫通常需花數年時間累積、管理和存儲特定的生物樣本和相關數據，并且必須在未來幾十年內保持可行性。這就給生物樣本庫行業帶來了巨大的挑戰，樣本庫必須擁有自身造血機制與能力。

然而，生物樣本庫是非營利導向，且從倫理法律角度樣本均不可進行買賣。那如何自身造血？如何衡量一個生物樣本庫產生的效益？目前，樣本庫尚未有明確的收益模式，所以，我們需要建立一個令人信服的價值體系，讓政府、機構、醫院、專家及投資者都明確樣本真正能產生的潛在的巨大價值。樣本產生的效益雖難以量化，但可以從由樣本產生的標準、專利、項目、論文、成果獎、轉化、產品、應用、社會價值等方面進行參考[14]。另外，在樣本應用時，提供機構有權收取合理的有償使用費用，用于補貼樣本庫的日常支出；在提供有償的技術或顧問服務、數據分析服務、樣本儲存服務時，樣本庫也可以收取一定費用；除此之外，開發樣本衍生產品或進行轉化研究，也可以成為樣本庫的部分資金來源。

4 可持續發展模式

4.1 可持續發展現狀 目前，生物樣本庫的發展主要是得到混合公共資金的支持，據相關調查顯示，其中78%的樣本庫由政府、醫院、大學、機構、企業等資助[12]。但也有越來越多的生物樣本庫已經認識到自身造血的重要性。諾丁漢健康科學生物銀行投入了大量資源來確定其成本并制定商業計劃，國內外已經開始第三方存儲收費服務，比如美國的Biostorage和中國的上海張江生物銀行等。

4.2 合適的經濟運營模式 與生物樣本庫組建相關的適當的商業模式少有參考，但真正理解與之相關的經濟和金融問題對建立和維持一個樣本庫來說至關重要。

4.2.1 理解市場的需求 密切關注市場導向，根據能夠闡明產業成本的意見，結合專家意見和行業內的主要問題和已總結出的經驗教訓，同時，努力收集能夠清楚表明市場需求的證據，讓樣本庫最大程度地滿足市場需求。

4.2.2 成本核算模型 生物樣本庫的全壽命周期成本分析覆蓋樣本庫所有的投資成本和運營成本，它可以用來評估擁有、運營、維護生物樣本庫的成本。可以更好地幫助我們劃定組建生物樣本庫所需的可變成本和固定成本，并幫助我們獲得進行成本回收計劃所需的相關數據[15]。

4.2.3 融資和成本收回 生物銀行經濟模型工具調查顯示，樣本庫啟動支出類別分為4類：初始設備采購，空間規劃/建設，庫存管理和計算機等。第二年及以后的運營支出分為以下6類：員工工資，消耗品，供應商和顧問，額外的設備采購，設備維護和更換等，雖然生物樣本庫不應通過銷售樣本獲得經濟收益，但允許從樣本數據或通過提供服務獲得收益[13]。

融資可以來源于項目資金、收取存取費、樣本數據的挖掘與開發、提供適當的產品或技術服務、收取會員資格或用戶費用、收取分層的訪問費等方式。

5 小結

隨著樣本庫行業的不斷發展，僅僅只注重“數量”、“質量”或“信息”的生物樣本庫將不再滿足我們的需求，以“可持續”為主的生物樣本庫才是必然的發展趨勢。

最終生物樣本庫的可持續性將體現在3個維度上，即社會可持續性、運營可持續性和財務可持續性。社會層面顯示為政策支持、經濟穩增、社會助推，整體有利于生物樣本庫行業長期發展；運營層面顯示為技術升級，樣本庫已經從簡單的存儲向標準化、智能化、認可化一步步邁進；財務層面顯示為基于成本回收的商業模式仍然是成千上萬的生物樣本庫在全球范圍內面臨的最常見的挑戰之一。

雖然，生物樣本庫尤其是在公共衛生體制內的生物樣本庫，很少關注開支和潛在的收入，但其可持續運營是公共衛生系統的隱性成本，理應被充分重視，但目前樣本庫的成本和效益數據有限，缺少熟知基本原則知識，起草和實施有用及有戰略性的生物樣本庫商業計劃已迫在眉睫[16]。