江蘇省重大傳染病研究生物樣本庫的構(gòu)建研究

朱葉飛，周學迅，朱乃文，朱立國，翟祥軍，卞 倩，彭 紅，鮑倡俊，許衛(wèi)國，羊海濤，汪 華

生物樣本庫是指通過標準化的流程，收集并儲存生物體正常或病理組織、經(jīng)初步處理的生物樣本如DNA、RNA等，以及樣本采集對象生理及病理信息的資源庫［1］。為了滿足國家“艾滋病和病毒性肝炎等重大傳染病防治”科技重大專項“江蘇省防治艾滋病、病毒性肝炎和結(jié)核病等重大傳染病規(guī)?；F(xiàn)場流行病學和干預研究”課題研究的需要，從2009年起，始建江蘇省重大傳染病隊列研究生物樣本庫。研究方案得到了江蘇省疾病預防控制中心倫理委員會的同意?，F(xiàn)將其構(gòu)建過程報道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料 耗材:無菌真空采血管、ICT—200S內(nèi)旋凍存管、IR－224U型凍存架、IRBOX－2100凍存盒等。儀器設(shè)備:電腦 (PC機)、打印機、激光條碼掃描器、條碼打印機、低溫離心機、ClassⅡ級生物安全柜、冷庫、超低溫冰箱等。軟件:凍存管理系統(tǒng)MSI－F1、江蘇省居民健康信息管理系統(tǒng)、實驗室信息系統(tǒng)。

1.2 方法 生物樣本庫建設(shè)的具體流程見圖1。

1.2.1 調(diào)查對象信息收集 收集調(diào)查對象的基本信息，包括:性別、年齡、身份證號碼、居住地點、戶主姓名、聯(lián)系電話等，生成調(diào)查對象數(shù)據(jù)庫。對應(yīng)每一位調(diào)查對象，基于其基本信息，生成一份電子健康檔案，以其身份證號作為電子健康檔案的識別碼。

1.2.2 條形碼關(guān)聯(lián) 現(xiàn)場對調(diào)查對象身份確認后，按既定的編碼規(guī)則賦予一組條形碼并和其身份證號相關(guān)聯(lián);發(fā)放調(diào)查表和采血管;現(xiàn)場打印6聯(lián)條形碼，分別標識體檢調(diào)查表、X線片攝片袋、采血管、2支血清凍存管，1聯(lián)備用。

1.2.3 問卷調(diào)查和體格檢查 調(diào)查內(nèi)容包括:肝炎、結(jié)核患病史，乙肝疫苗、甲肝疫苗、卡介苗免疫史等;體檢項目涵蓋一般性體檢項目，包括身高、體質(zhì)量、血壓 (35周歲以上者)和X線胸部正位片(15周歲以上者)等。

圖1 生物樣本庫建立之樣本采集和相關(guān)信息收集流程圖Figure1 Flow diagram of information collection for biological specimen bank

1.2.4 生物樣本采集、標識和處理 采集血液樣本，按照標識操作規(guī)程，離心后將采集樣本的血清吸出，分成2管，分別置于2支凍存管中，1管送實驗室檢測，檢測結(jié)果進入實驗室信息系統(tǒng);1管送樣本庫保存;血凝塊單獨保存。

1.2.5 樣本入庫 通過掃描樣本管上的條形碼，依次存入凍存盒、凍存架和冰箱或冷庫 (見圖2)。

圖2 樣本入庫流程圖Figure2 Flow diagram of biological specimen storage

1.2.6 系統(tǒng)對接 通過數(shù)據(jù)庫智能接口技術(shù)將居民健康檔案信息系統(tǒng)和實驗室檢測信息系統(tǒng)對接、生物樣本庫和居民健康檔案信息系統(tǒng)對接。

2 結(jié)果

2.1 建成多中心生物樣本庫 截止到2010年底，已經(jīng)收集15萬調(diào)查對象 (包含11 479例乙型病毒性肝炎感染者和582例肺結(jié)核患者)生物樣本超過321 984份。分別存放于張家港市、丹陽市和泰興市。

2.2 實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫之間的對接 通過給每個調(diào)查對象賦予惟一的一組條形碼，并將其和居民電子健康檔案的居民身份證號識別碼相關(guān)聯(lián)，實現(xiàn)了生物樣本庫管理系統(tǒng)和實驗室信息系統(tǒng)與居民健康檔案信息系統(tǒng)的對接。問卷調(diào)查、體檢結(jié)果以及實驗室檢測結(jié)果可以輸入或通過數(shù)據(jù)接口直接推送至居民健康檔案信息系統(tǒng)，生物樣本庫可按需求從居民健康檔案信息系統(tǒng)提取所需信息。

2.3 智能化的樣本存入模式 樣本入庫通過掃描條形碼完成。在掃描凍存管上的條形碼編號時，凍存管理系統(tǒng)通過數(shù)據(jù)庫接口，直接讀入該樣本對應(yīng)的個體信息和檢測信息。在系統(tǒng)中預設(shè)凍存盒結(jié)構(gòu)，和入庫時同步進行樣本掃描，將樣本信息和庫位信息建立對應(yīng)關(guān)系，實現(xiàn)樣本和信息的批量入庫。根據(jù)各地分中心的樣本庫實際情況，規(guī)劃存儲空間，并在軟件里預設(shè)了庫位結(jié)構(gòu)。在樣本存入冰箱前，凍存盒的庫位已經(jīng)預設(shè)，所以在用掃描方法將樣本存入凍存盒的時候，樣本在庫內(nèi)的存儲定位已經(jīng)自動完成。

2.4 智能化樣本查詢 可通過樣本位置查詢樣本信息，也可設(shè)定多個條件對現(xiàn)有樣本進行篩選并查詢樣本位置，如某地區(qū)乙肝表面抗原陽性的男性對象。并可以根據(jù)不同的隨訪要求一次性導出調(diào)查對象的信息。

2.5 標準操作規(guī)范的制訂 鑒于傳染病樣本和其他生物樣本的不同，考慮到生物安全因素，制訂了涵蓋樣本的采集、運輸、處理及存儲、查詢等全流程的傳染病生物樣本庫管理標準操作規(guī)范 (待出版)。

3 討論

上世紀80年代，緣于基礎(chǔ)研究、臨床應(yīng)用研究和遺傳學研究的需要，伴隨凍存技術(shù)的發(fā)展，歐美一些發(fā)達國家相繼開始建設(shè)生物樣本庫，1987年美國國家癌癥研究所開建其樣本庫［1］;1999年開始規(guī)劃建設(shè)的英國樣本庫是目前比較大的樣本庫［2］，到2010年底已經(jīng)入庫了50萬人共1 500萬份的血液和尿液樣本，而且最近還將數(shù)據(jù)倉庫向全世界研究人員開放［3］。丹麥也于近日建成并對外開放國家生物樣本庫，存有600萬份丹麥國民的生物樣本，包括丹麥國家血清研究院已收集和儲存的一個多世紀以來丹麥人的生物樣本，預計未來數(shù)年樣本將增至1 500萬份［4］。除了單個儲存機構(gòu)，樣本庫也在朝著網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展，樣本分散保存在多個加盟單位，而信息統(tǒng)一管理，通過網(wǎng)絡(luò)方便查詢，使生物樣本利用率大為提高。如擁有30多個成員國及280多個加盟單位的歐洲樣本庫［5］。

國內(nèi)建立較早、得到廣泛應(yīng)用的有廣州生物樣本庫［6］、北京大學和英國牛津大學合作建立的樣本庫［7］、廣州呼吸疾病研究所建立的肺癌樣本庫［8］和2004年天津大學附屬腫瘤醫(yī)院與美國癌癥研究基金會聯(lián)合建立的腫瘤組織庫等。然而，到目前為止，基于乙型病毒性肝炎、結(jié)核病等重大傳染病研究建立的生物樣本庫，國內(nèi)外鮮有報道。

研究表明，大型生物樣本庫實施條形碼管理系統(tǒng)可縮短每份樣本的處理時間，提高工作效率［9－10］。本研究在條形碼技術(shù)的基礎(chǔ)上，結(jié)合數(shù)據(jù)庫智能接口技術(shù)，實現(xiàn)了全流程的信息化管理，并針對傳染病研究樣本的特殊性，制訂了傳染病生物樣本庫管理標準操作規(guī)范。通過賦予研究對象惟一的一組條形碼，樣本入庫時掃描條形碼，省去手工輸入環(huán)節(jié)，減少了誤差，縮短樣本入庫、檢索和提取的時間;以條形碼技術(shù)為核心的生物樣本庫管理系統(tǒng)可以準確記載樣本類型、何時處理、如何處理、保存和使用情況，確保樣本信息的連貫性和完整性。通過將研究對象的條形碼和其居民身份證號碼關(guān)聯(lián)，實現(xiàn)了生物樣本庫信息管理系統(tǒng)和實驗室檢驗信息系統(tǒng)與居民健康檔案信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)對接。生物樣本庫可以按照需要直接從居民健康檔案管理系統(tǒng)中智能化地采集數(shù)據(jù)，如研究對象的基本信息和檢驗信息等。實際研究中尚可讀取研究對象的圖像信息，以便于現(xiàn)場隨訪調(diào)查采樣時調(diào)查對象身份的確認。目前，我們已通過數(shù)據(jù)接口技術(shù)，實現(xiàn)居民健康檔案管理系統(tǒng)和醫(yī)院信息系統(tǒng)的對接，這樣調(diào)查對象的樣本就可以和其診斷信息、治療信息和隨訪信息動態(tài)關(guān)聯(lián)，拓寬了樣本關(guān)聯(lián)信息的同時，也便于后續(xù)研究時不同條件樣本的智能化篩選。數(shù)據(jù)庫之間智能化對接，使樣本信息的管理和提取無需使用紙張，最大限度地降低了出錯率。

總之，重大傳染病研究生物樣本庫收集的樣本和相關(guān)信息對重大傳染病前瞻性研究提供了有益的資源。傳染病生物樣本庫管理標準操作規(guī)范的制訂對生物醫(yī)學發(fā)展有著深遠影響。

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