我國生物樣本庫建設現狀與對策

袁 姣，任 虹，吳建才，雷 樞，陳 實，周彩虹，方育梅，葉 霖

隨著“提高自主創新能力，建設創新型國家”成為我國發展戰略的核心，我國臨床醫學科學的發展也急需進入自主創新階段。生物樣本庫作為臨床治療和醫學科學研究的基礎設施，是推動臨床醫學學科創新與診療技術創新的關鍵。大規模、高質量的生物樣本庫的建設對于探索臨床疾病新的診療方式，發展新技術新業務，開展精準治療極為重要，對于提升臨床科研質量提供極大幫助[1]。現階段，我國生物樣本庫建設水平低，規模小，質量參差不齊，亟待提高其建設水平和質量。本研究通過對我國生物樣本庫建設現狀進行分析，探討生物樣本庫建設中存在的問題及對策，為提高我國生物樣本庫建設水平提供參考。

1 生物樣本庫建設現狀

1.1 國外生物樣本庫建設現狀 生物樣本庫又稱為生物銀行，是一個由實體樣本庫與虛擬數據庫組成的一個實體組織，進行標準化采集、處理、儲存和使用組織、體液、DNA、RNA等實體樣本，以及與這些實體樣本有關的病理、臨床診療、倫理審批、知情同意以及隨訪等信息，以及相關樣本的信息管理與數據應用,實體樣本的質量控制和信息管理系統數據的質量控制[2-3]。在國際上，生物樣本庫已經較為成熟，典型的生物樣本庫平臺有國際生物和環境樣本庫協會(International Society for Biological and Environmental Repositories,ISBER)、英國生物樣本庫、美國國立癌癥研究所(National Cancer Institute,NCI)生物樣本庫、丹麥國家生物樣本庫等。英國生物樣本庫成立于1999年，是擁有50萬個40～69歲的英國志愿者，儲存了1 500多萬份生物樣本的大型前瞻性隊列研究的生物樣本庫[4]。美國NCI生物樣本庫成立于1987年，目前收集的樣本超過80萬份[5]。丹麥國家生物樣本庫成立于2012年，儲存了798萬多份生物樣本，該國總人口數為500多萬，在完善的醫療體制和人口登記制度下，每個丹麥人的生物樣本均被保留且擁有完整的信息[6]。

近年來，國外生物樣本庫不斷向自動化、大型化、信息化發展，形成了自上而下(英國生物樣本庫)或者自下而上(NCI生物樣本庫)的生物樣本庫共享網絡，各國生物樣本庫制定了統一的標準規范、共享規則和流程，建立了高度開放的公共信息平臺，讓所有和生物樣本庫發生關聯的人群均能夠通過平臺獲取需要的內容[7]。2018年8月，國際上正式發布ISO 20387：2018標準，在法律法規、倫理、信息化、質量與安全、資源整合與共享提出了統一標準。

1.2 國內生物樣本庫建設現狀 我國是一個56個民族的人口大國，臨床疾病種類多，生物樣本資源豐富，這是我國的特有國情，我國在人類遺傳資源方面的樣本數量和種類是任何一個國家都無法相提并論的，同時，我國生物樣本具有多樣性與地域性的特征，這一特征為我國建設標準化和高質量的生物樣本庫提供了基礎。早在1994年中科院就建成了中華民族永生細胞庫，存儲了我國3 000多人的永生細胞株和6 000多份的DNA樣本[1]。我國具有代表性的樣本庫還有國家基因庫、北京重大疾病臨床數據與樣本資源庫、上海芯超生物銀行和中華骨髓庫等。各級醫院也相繼建立了以醫院專科疾病為特色的專科生物樣本庫或醫院全科生物樣本庫。為了推進我國生物樣本庫規范化建設與高效利用，2009年,中國醫藥生物技術協會組織生物樣本庫分會(Biobank Branch,China Medical Biotechnology Association，BBCMBA)成立，整合會員單位的優勢資源，建立國家腫瘤組織生物樣本庫及全國網絡系統，打破當前組織資源領域條塊分割、相互封閉、重復分散的格局。

隨著精準醫學的發展，我國政府出臺了一系列政策，推動了生物樣本庫的發展。《健康中國2030規劃綱要》提出要大力加強國家臨床醫學研究中心和協同創新網絡建設，進一步強化實驗室、工程中心等科研基地能力建設。2016年,國務院出臺《國務院關于印發“十三五”國家科技創新規劃的通知》(國發〔2016〕43號)，指出聚焦戰略生物資源的整合、挖掘與利用，推進人類遺傳資源的系統整合與深度利用研究，構建國家戰略生物資源庫和信息服務平臺，擴大資源儲備，加強開發共享，掌握利用和開發的主動權，為生物產業可持續發展提供資源保障。2017年,科技部等部委關于印發《國家科技創新基地優化整合方案》(國科發基〔2017〕250號)的通知[8]，提出依托相關醫療機構建設一批國家臨床醫學研究中心，大規模整合臨床醫學資源，構建大數據、樣本庫等專業化的臨床醫學公共服務平臺。2017年,科技部出臺的《“十三五”衛生和健康科技創新專項規劃》明確要求不斷完善創新基地平臺，在明確定位、分類整合的基礎上，優化布局衛生與健康領域研發基地和平臺建設，大力推進國家臨床醫學研究中心建設，統籌布局國家醫學大數據及樣本資源庫等平臺基地，建成覆蓋100萬健康人群和10個重點疾病的大型人群隊列[9]。現階段，各個地區政府、高校和醫院高度重視生物樣本庫的建設，推動了生物樣本庫規范化和標準化建設，促進醫學研究資源的整合，為疾病診療新技術和新方法研究，新藥研發與評價提供支撐，同時也推動了轉化醫學的發展。

2 存在問題

目前，生物樣本庫行業處于加速發展階段，很多綜合型醫院的生物樣本庫建設彎道超車，然而，我國的生物樣本庫的發展還處于起步階段。隨著生物樣本庫行業的發展，也產生了一系列的問題，諸如缺乏統一的標準化流程，法律法規不健全，生物樣本學科尚未建成，缺乏專業的人才隊伍，各個樣本庫之間相互獨立缺乏資源共享機制，樣本庫的成本效益低，缺乏自身造血功能，樣本使用率低等。

2.1 缺乏統一的標準的生物樣本庫建設流程 精準醫學的發展需要標準化高質量的生物樣本，但我國各個生物樣本庫建設程度不一，樣本收集和儲存標準不一致，以及對生物樣本的質量控制標準也不一致，使得我國綜合型醫院生物樣本庫的建設規模和樣本質量參差不齊[10]。雖然我國很多綜合型醫院建立了生物樣本庫，但還沒有一個全國統一的生物樣本庫建設標準。目前，我國各個生物樣本庫都采用各自的建庫標準，在生物樣本庫領域還沒有形成全國統一標準的采樣流程和管理模式，信息系統也沒有統一的指標體系和樣本質量控制體系，各個機構都是根據自身科研需求建設樣本庫[3]。有研究表明我國各地區生物樣本庫發展不均衡，各醫院在資金投入、場地環境配置、組織人員安排等都存在較大差異[11]。

為了進一步推動我國生物樣本庫標準化建設，提高生物樣本的質量，BBCMBA于2017年10月組織開展了生物樣本庫室間比對與第三方質控服務項目。2018年6月,BBCMBA和ISBER以及盧森堡綜合生物樣本庫簽訂了聯合開展中國生物樣本庫室間質評的項目合約，同年，BBCMBA綜合考慮我國國情以及國內生物樣本庫領域的發展需求，開展了2018年的生物樣本庫室間質評與第三方質控服務。以上措施在推動生物樣本庫的標準化和規范化建設方面起到了積極作用，但是BBCMBA為非政府組織，還需要國家相關部門建設國家級官方的組織管理體系，建成全國標準統一高質量的生物樣本庫，強制要求各個生物樣本庫按照統一標準建設，落實健康中國2030規劃，切實推動健康中國的發展。

2.2 生物樣本學科尚未建成，缺乏專業的人才隊伍 生物樣本庫在我國成立雖然已經有20多年的歷史，但是目前仍未形成一門正式學科。隨著科學技術水平、轉化醫學和精準醫學的發展，我國綜合型醫院生物樣本庫建設進入了黃金時期，但是生物樣本學科尚未建成，缺乏專業的人才隊伍。其他學科人員在全日制高等教育階段就已經形成了基本完整的理論體系，而醫院樣本庫工作人員沒有經過系統的專業理論知識的學習與實踐技能培訓，僅通過生物樣本庫崗前培訓，參加醫院科室內外部業務學習來上崗任職。同時，醫院也缺乏生物樣本庫人員的考核標準、職稱評審體系等，大部分研究型醫院都是掛靠大學及醫院的實驗員、研究員或者醫院的檢驗科人員、病理科或者參照行政人員的標準進行考核和職稱評審。

2.3 缺乏資源共享機制 生物樣本庫為臨床醫學研究提供了資源，但是有限的樣本資源滿足不了病因學研究所需要的病例數量，因而無法明確疾病發生發展的機制。單個項目通常會因為樣本數量不足而影響統計結果，而大項目所需要的樣本量極大，通常在人力、物力和時間上難以實現，所以生物樣本庫建設最主要的目的是整合和共享生物資源[12]。生物樣本庫資源共享的前提是信息資源共享，需要信息資源高度的同質性。現階段，各個生物樣本庫建設標準不一，收集樣本的方式和內容各異，信息系統各異，不同單位的樣本庫信息管理系統對接成本高，難度大，再加上很多樣本庫無目的的收集樣本，無法進行整合，使得生物樣本資源共享難度加大，樣本利用率低，以至于很多樣本庫只存不取，成為“垃圾庫”或“死庫”。

2.4 樣本庫缺乏自身造血機制 醫院生物樣本庫作為樣本的儲存場所，不僅儲存組織、血液、尿液等實體樣本，還擁有這些樣本相對應的信息系統，主要服務于醫學科學研究。樣本庫作為一個實體資源與海量數據資源的信息系統的綜合體，能夠為科學研究提供極其重要的資源支持。我國生物樣本庫建設起步時間相對國外生物樣本庫較晚，自身造血能力相對較弱，以提供樣本資源和儲存服務為主，提供技術支持能力相對較弱。同時，醫院生物樣本庫的建設中經濟意識缺乏，資源有償服務制度和可持續發展機制缺失，使得樣本庫成為高投入、低產出科室，這在一定程度上制約了生物樣本庫的可持續發展。

3 對策

3.1 加強生物樣本庫標準化建設 高標準、高水平的生物樣本庫是實現精準醫學與轉化醫學的樣本來源基礎。一個全流程的生物樣本庫標準化的建設，需要從生物樣本的采集前的申請、倫理委員會的審查、知情同意，到樣本的采集、處理、存儲、包裝、使用、運輸到銷毀的全流程的標準的制定與落實[13]。我國生物樣本庫在后期建設中，要嚴格按照ISO 20387：2018標準進行生物樣本庫的建設，充分借鑒國際上建設樣本庫的成功經驗及標準，如《ISBER最佳實踐》、加拿大組織庫協作網絡的《樣本庫標準操作流程》等。同時也需要根據我國特有國情和地區特色，形成一套完整的生物樣本庫標準化建設流程，并建立獎懲機制，加強政府對高質量生物樣本庫的投入，對于不符合標準的生物樣本庫應加強監督，限期整改，整改不到位的進行約談，相應減少當年對該樣本庫的投入，促使其符合標準，進一步提高我國生物樣本庫建設質量。

3.2 建立生物樣本學科，培養高素質專業人才 學科發展與人才培養如影隨形，一門新型學科的快速發展離不開高級專業人才，同樣高級專業人才的培養需要學科的發展。生物樣本庫在我國已有20多年的歷史，但是至今都沒有形成一門專業學科，使得樣本庫人員的發展也受到了很大的限制。亟需要BBCMBA及行業專家學者達成一致意見，爭取在教育部創建一門新型學科，推動生物樣本學的發展，培養高素質樣本庫專職人員，推動轉化醫學和精準醫學的發展，促進全人類健康發展。各個生物樣本庫也應該加強對其工作人員的內外部培訓，鼓勵到國內外優秀生物樣本庫進修學習，提升專業技術水平。

3.3 整合共享樣本資源，提高樣本利用率 生物樣本信息共享是當前生物樣本庫發展的主流方向。早在2008年歐盟就實施了歐洲生物樣本庫與生物分子資源研究計劃，解決了生物樣本整合所需要的法律法規、資金來源、管理模式以及技術協調問題，實現了樣本信息共享共用。英國生物樣本庫于2017年開始正式向全球研究者開放全部數據，是目前全球最大規模的醫學生物樣本數據庫。2015年,我國啟動精準醫療計劃，預計在2030年投入600億人民幣來發展精準醫療市場，為生物樣本庫的發展提供利好政策環境[14]。抓住國家大力發展大數據平臺和精準醫療的機遇，利用樣本庫前處理工作站，自動化存儲系統和自動化核酸提取設備，建設智能化生物樣本庫，使得生物樣本質量得到保證，存儲集約高效，操作靈活便捷，降低人力成本和運行及維護成本，提高樣本利用率。我國作為人類遺傳資源大國，在生物樣本共享領域也應該積極推進，整合各個生物樣本庫資源，建立樣本信息化管理系統，避免“垃圾庫”、“死庫”的產生，進而建立健康醫療大數據共享平臺、建立科研成果轉化基地和建立國家精準醫療研究中心，實現數據互聯互通，共享使用，提高樣本資源的使用率，促進醫學科學研究的發展。

3.4 促進生物樣本庫可持續發展 生物樣本庫作為一個資源庫，應該充分發揮自身優勢，在標準化建設下，積極發揮自身造血功能，為科研人員提供有償服務。生物樣本庫的建設和運行需要投入大量的人力、物力、財力，制定合理的生物樣本有償使用和服務價值體系，合理收取樣本資源的使用費用、檢測費用、存儲費用及耗材費用等，用于樣本庫的運行與維護，以實現樣本和服務的價值屬性，促進生物樣本庫的可持續發展，形成良性的以資源養資源的動態發展[3]。我國生物樣本庫建設還可以采用政府和社會資本合作模式，利用社會資本資金雄厚、資本運作方式靈活、市場意識強的優勢[15]，不僅可以緩解生物樣本庫資金壓力，將學術創新進行轉化應用到臨床實踐，進一步推動生物樣本庫可持續發展。

綜上，如何實現生物樣本庫的標準化建設、充分發揮資源共享能力、加快學科建設和高素質樣本庫人才培養及發揮樣本庫自身的造血功能成為我國生物樣本建設中亟待解決的關鍵問題。