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者的臨床數(shù)據(jù)和隨訪等相關信息的機構，生物樣本包括離體的器官、組織、細胞、體液等。二十世紀中葉開始，歐美發(fā)達國家陸續(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(Cooperative Human Tissue Network，CHTN)等。這些樣本庫規(guī)模較大，有統(tǒng)一的建設標準以及完備的法規(guī)和指南，得到廣泛認可[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正向標準化邁進。2009年11月，中國醫(yī)藥生物技術協(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)范和促進生物樣本庫的標準化建設，組織樣本庫人員的學術交流、教育培訓、國際交流等活動。為提高行業(yè)自律，中國醫(yī)藥生物技術協(xié)會在2013年修訂了《全國組織生物樣本庫質量達標檢查管理指導原則》[4]。另外，我國還積極參與國際的樣本庫標準討論會議和學術交流，如參加國際標準化組織生物技術委員會(International Organization for Standardization/Technical Committee 276，ISO/TC276)關于樣本庫標準的討論和起草[5]。

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

生物樣本庫的重要性

生物樣本庫的科學價值生物樣本庫可用于系統(tǒng)生物學的研究，包括細胞生物學、分子生物學以及各種組學研究。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]。在蛋白質組學方面，人類蛋白質組計劃(human proteome project，HUPO)已取得一定進展，并在2018年開啟neXt-CP50計劃，擬對已經(jīng)識別的50個蛋白質進行蛋白質功能的描述[9-10]。

生物樣本庫還可用于疾病基礎和臨床研究，有助于研究疾病發(fā)病機制、疾病分型和診治等內容。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確率。十幾年前，對非小細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。

生物樣本庫與精準醫(yī)學我國于2016年提出“精準醫(yī)療研究”重點專項研究計劃，開展自然人群的大型健康隊列研究[13]。精準醫(yī)療旨在提供更精確的診斷和治療，進而提高醫(yī)療水平。而生物樣本庫作為精準醫(yī)療的基石，可以為精準醫(yī)療提供大量高質量的具有完整臨床信息的生物樣本，有助于精準醫(yī)療的發(fā)展。2019年，Cameron-Christie等[14]通過對3 150個個體進行全外顯子測序，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行了全基因組關聯(lián)研究，旨在發(fā)現(xiàn)大腦結構和功能的遺傳基礎，或許有助從人類基因層面來解釋或治療神經(jīng)或精神類疾病。

規(guī)范化管理和標準化操作的重要性

樣本庫管理是對規(guī)范操作的制度及過程的實施和監(jiān)管[16]。為確保樣本庫井然有序地運作，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)劃的建庫導致財力物力的浪費[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和合理利用，并且設立《人類遺傳資源采集、收集、買賣、出口、出境審批》，以加強人類遺傳資源的規(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，保證了樣本庫的質量，使資源利用最大化。

標準化操作規(guī)程(standard operating procedure，SOP)是一套切實可行的，指導樣本庫人員“怎么做”的標準，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)了標準分析前代碼 (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)中應用。

樣本分析前因素與樣本質量息息相關。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量。Guo等[20]發(fā)現(xiàn)血液在凝集過程中可釋放白細胞介素8、血管內皮生長因子和表皮生長因子；隨著保存時間延長，樣本中蛋白質濃度會有不同程度升高或下降[21]。低質量的樣本降低研究結果可重復性，導致人力、物力、財力浪費[22]。而符合相關SOP的操作可以保證樣本質量，進而保證研究質量。

規(guī)范化管理和標準化操作對樣本庫的建設意義重大，對于樣本質量和資源利用有積極作用。因此，需要大力促進規(guī)范化管理和標準化操作的實施。

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，其管理結構可以分為3層，決策層、執(zhí)行層和運作層。決策層的人員由政府指派，負責目標制定，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，并分配到運作層的相關部門。BBMRI的科學倫理委員會每年對樣本庫的活動進行評估，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行進行規(guī)范，如：95/446/EEC指導文件(Directive 95/446/EEC)和歐盟數(shù)據(jù)保護法規(guī)(EU General Data Protection Regulation，GDPR)[23]。

監(jiān)管機制一些樣本庫由科學倫理委員會或者其他委員會對樣本庫進行監(jiān)管，比如BBMRI。此外，為了提高樣本質量，樣本庫可實施質量控制來規(guī)范樣本庫的運作過程，如樣本庫全流程質控和樣本抽檢質控。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評項目，為中國的生物樣本庫提供第三方質量評估。目前，國內幾十個生物樣本庫已經(jīng)獲得該項目的證書。

認證(認可)與標準ISO制定的部分標準可用于樣本庫管理體系的認證，如：ISO 9001、ISO 15189、ISO 17025和ISO 20387。ISO 9001為總體管理體系尤其質量管理體系設立了標準，包括質量手冊、程序文件、SOP和記錄表格等文件的書寫要求。該標準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認證。ISO 15189和ISO 17025是對醫(yī)學實驗室及通用檢測實驗室的認可。獲得ISO 15189或ISO 17025認可有助于實驗室獲得樣本的質量認證。ISO 20387是ISO為生物樣本庫制定并正式發(fā)布的第一個標準，由ISO/TC276生物技術工作組編寫，來自27個國家超過150位專家參與編寫。ISO/TC276計劃編寫9個標準，其中ISO 20387相當于骨架，規(guī)定了生物樣本庫的一般要求，包括質量控制要求，以確保生物樣本和數(shù)據(jù)收集的質量。之后還會有更詳細、專業(yè)的子標準出臺[24]。無論采用何種認證或認可體系，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)改進起到很好的推動作用。

目前，國內可供參考的標準有：《生物樣本庫質量和能力通用要求》、《中國醫(yī)藥生物技術生物樣本庫行業(yè)標準》和《腎臟疾病生物樣本庫的管理及操作規(guī)范》?！渡飿颖編熨|量和能力通用要求》是中國合格評定國家認可委員會(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《生物樣本庫質量和能力通用要求》(等同采用ISO 20387)國家標準發(fā)布。這一國家標準的發(fā)布為我國樣本庫標準化建設打下了堅實的基礎?！吨袊t(yī)藥生物技術生物樣本庫行業(yè)標準》分為兩個部分：生物樣本庫設施與保障以及腫瘤生物樣本操作規(guī)程，其中生物樣本庫設施與保障部分適用于各類樣本庫的建設，第二部分適用于腫瘤生物樣本的處理，包括采集處理、保存和相關術語的介紹[26]?！赌I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)學研究中心主持，國內20余位國家標準委員會下屬的專家委員會委員共同參與編寫。內容涵蓋樣本采集全過程、倫理審批、樣本使用與共享、樣本庫質量控制等16個部分[27]。這幾個標準各有側重，樣本庫可根據(jù)自身特點選擇參考。此外，全國生物樣本標準化技術委員會(SAC/TC559)正在進行樣本庫國家標準的制訂工作。國家標準的推出將為國內生物樣本庫的規(guī)范化管理提供更權威的參考。

倫理生物樣本庫涉及隱私保護和樣本資源商業(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遵守相關指南和各國法律。國際上關于倫理的指南有《世界醫(yī)學協(xié)會赫爾辛基宣言》，該指南在國際上被廣泛接受，但是沒有強制性。部分國家已經(jīng)出臺了保護受試者隱私的法律法規(guī)，如美國健康保險攜帶與責任法案(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[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[17]。倫理委員會根據(jù)各自國家的法律及相關指南對生物樣本相關的醫(yī)學研究進行監(jiān)督和指導。

標準化操作

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

ISBER最佳實踐是結合成員集體經(jīng)驗和樣本庫專家意見的指導性文件。ISBER最佳實踐涉及樣本庫規(guī)劃應考慮的因素、設施、儲存和處理設備、質量管理等13部分，為樣本庫管理提供有效實踐經(jīng)驗，規(guī)范化樣本庫的管理[16]。指南強調所有分析前過程包括收集、處理、貯存和運輸都應記錄，因為這些變量可能會影響研究和臨床結果[16]。這也是后來ISBER開發(fā)標準分析前代碼的原因。該文件于2018年更新至第四版，在第三版的基礎上更新了與生物和環(huán)境樣本庫相關的科學、技術、法律和倫理問題。最佳實踐指出，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。樣本庫應結合自己的國家、區(qū)域和地方的法規(guī)和要求，合理運用[16]。

國內樣本庫一般都有自己的SOP，但是大多僅供樣本庫內部使用。我中心樣本庫制定《腎臟疾病生物樣本庫標準操作規(guī)程(SOP)》，培訓國內200余名腎臟病單位人員。在此基礎上，樣本庫代表國家標準化委員會腎臟病生物樣本庫標準化工作組制定《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)學會團體標準”于2018年發(fā)布，并在全國推廣應用。該SOP較詳細地介紹了血液、尿液、腎組織、指/趾甲的采集、處理和使用[27]，可供相關生物樣本庫借鑒參考。另外，還有一些已出版SOP可供國內樣本庫參考[29]，復旦大學附屬腫瘤醫(yī)院出版的《惡性腫瘤生物樣本庫標準操作流程》[30]、北京大學腫瘤醫(yī)院出版的《生物樣本庫的能力建設與最佳實踐》[31]和解放軍總醫(yī)院出版的《臨床生物樣本庫》[32]等。

小結:精準醫(yī)學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)范化管理和標準化操作是建設高質量生物樣本庫的有利武器。國際和國內生物樣本庫組織都在積極推進樣本庫的規(guī)范化管理和標準化操作，制定和完善相關體系。我國生物樣本庫如能合理使用通行的認證(認可)和管理標準，并制定符合自身情況的SOP，相信會有更多的高質量樣本用于科學研究。