研究型醫院腫瘤生物樣本庫的構建和應用

劉小海 馮 銘 劉 闖 王任直

（1.北京協和醫院神經外科，北京 100005；2.南方科技大學生物系，廣東深圳 518055）

大型綜合性醫院如想加快研究型醫院建設進程，離不開生物樣本庫，特別是腫瘤生物樣本庫的建立。同時，隨著高通量測序技術的飛速發展，現代醫學已進入了個體化診治的時代。對個體基因組的測序和記錄，并以此為基礎，對疾病進行實時甚至提前診治，將成為可能。但是，從全基因組、外顯子組、轉錄組、蛋白組等水平揭示疾病的發生發展，高質量的生物標本和完整準確的病例信息是一切工作的基礎。如何建立并最大限度利用好標本庫成為目前轉化醫學研究的熱點。本文介紹了北京協和醫院神經外科垂體腺瘤標本庫的建立和利用過程，期望對臨床教學醫院標本庫的建立和利用有所裨益。

1 垂體腺瘤標本庫的意義

有關垂體腺瘤轉化醫學研究已開展近半個世紀，但是有關垂體腺瘤發生機制、侵襲性垂體腺瘤的治療等臨床問題，尚無突破性進展[1]。究其原因，垂體腺瘤轉化研究一直受到以下兩個因素的制約：（1）垂體較小，位置深在，且功能重要，不能為了進行研究而進行活檢；同時，在手術切除腫瘤時為了保全垂體功能也很難獲得用于轉化研究的正常垂體；（2）目前尚無良好的人垂體腺瘤細胞系及人垂體腺瘤動物模型，相關研究多在鼠源垂體腺瘤細胞系及動物模型上展開[2]。但是，鼠源垂體腺瘤永生化細胞系多為轉入SV40LT等癌基因后惡性轉化而得，其生物學性狀已接近惡性腫瘤細胞，且與人垂體腺瘤細胞存在種屬差異，在此平臺基礎上獲取的實驗數據與臨床實際有較大偏倚[3]。

因此，臨床病人腫瘤標本的留取和保存顯得愈發重要[4]。但是，標本庫的建立在我國起步較晚，且利用水平亦參差不齊，與西方國家有明顯差距[5]。本文以北京協和醫院神經外科垂體腺瘤標本庫的建立和利用為例，介紹了我們在標本庫的建立和利用中的一些經驗教訓，期望拋磚引玉，引發大家對標本庫的重視。

2 垂體腺瘤標本庫建設過程

北京協和醫院垂體腺瘤的臨床和基礎研究具有悠久的歷史。早在20世紀80年代，史軼繁教授聯合內分泌科、神經外科、檢驗科等科室完成的“垂體腺瘤激素測定”課題，獲得1990年國家科技進步一等獎。目前，協和醫院每年的垂體腺瘤手術量達到700余例，且大部分為具有很大科研價值的疑難病例。1992年，國際著名的內分泌學家J.D.Wilson教授特別撰文[6]：“北京協和醫院：一座蘊藏內分泌財富的殿堂”，發表在國際著名學術期刊《臨床內分泌與代謝雜志》（J Clin Endocrinol Metab）上，介紹協和醫院垂體疾病等內分泌疾病的診療歷史和價值。因此，早在本世紀初，神經外科即利用垂體腺瘤特別是疑難病例在北京協和醫院集中求診的優勢，有計劃地建立垂體腺瘤標本庫。從開始建庫至今，已有10余年的歷史，總結標本庫的經驗教訓，我們將標本庫的發展歷程分為3期：初步摸索期，學習完善期和高級利用期。

初步摸索期：2004年，因協和醫學院基礎醫學研究所的課題需要，同時作為國家“973計劃”的子課題，神經外科與基礎科研人員合作，首次開始垂體腺瘤標本的留取工作。在神經外科實驗室購置了-80℃超低溫冰箱和低溫液氮罐等相關基礎設施。由研究生負責標本的留取、編號記錄和保存。在3年期間留取了300余例的垂體腺瘤凍存組織標本。但是標本留取、標號保存等過程中，缺乏操作標準（SOP），部分標本從離體到低溫設備的時間大多長于1 h，標本中DNA、RNA及蛋白豐度和質量都受到一定影響。同時由于臨床手術醫生對標本庫重要性的認識不足，對病例的臨床資料如影像學資料和隨訪資料均未能做到及時跟蹤和記錄。因此，這部分標本未能得到良好的利用，未能促進科室垂體腺瘤的轉化醫學研究。更可惜的是在此期間，神經外科投入了大量人力和物力進行標本庫的建立，但是未能按照國際標準進行建設、管理和利用，使得標本庫成為未能促進垂體臨床和轉化研究的無價值“死庫”。

學習完善期：在2008年以后，隨著轉化醫學研究的逐步深入，要求外科醫生的角色從手術匠向外科科學家（Surgeon Scientist）轉變，而高質量的標本庫是進行轉化研究的基礎[7]。因此，為了進行系統研究垂體腺瘤發生和侵襲機制，神經外科開始重新構建垂體腺瘤標本庫，為研究提供寶貴的標本及標本信息的平臺。同時，希望借此摸索一套合理的操作規程（SOP），為醫院其他科室提供寶貴的經驗和教訓。

在此過程中，首先建立以科室負責人為負責人，包括手術醫生、科研人員和研究生的標本庫建設團隊，并明確工作范圍和各自責任。同時，在學習國外標本庫建立經驗相關文獻的基礎上，多次組織標本庫骨干參加“中國生物樣本庫國際研討會”等專業會議，參觀學習如“上海腫瘤醫院標本庫”等國內一流的標本庫。首先，結合自身特點，規范和完善了標本庫的各項規章制度，如：臨床倫理委員會和知情同意書制度、標本采集和記錄SOP制度，病人臨床資料留存和隨訪制度、標本庫的信息化智能管理軟件以及標本入庫和出庫手續等制度。第二，對標本庫的各項工作進行分工負責制，明確各自責任，并定期抽檢進行質量控制。第三，鼓勵臨床醫生參與到標本庫的建設中，提倡建立“課題導向的子標本庫”，如“同一垂體腺瘤病人多次手術標本的生物學標志物比較研究”課題，將同一病人多次手術標本單獨存放建庫。最后，標本庫對全體醫生開放：使用者提出詳細的課題設想，由標本庫人員討論通過并可獲得標本的使用權，最大限度地發揮標本庫的作用。

高級利用期：雖然目前標本庫的構建和維護已逐步步入正軌，且利用率較高。但是與國際著名標本庫相比，在利用度、信息化及產業化等方面仍存在一定差距[8]。為了進一步提高標本的利用率，我們提出了下一階段的工作方向：（1）加強課題導向性標本庫的建立：目前雖然標本庫已有500余例的高質量標本，但是繁瑣的臨床工作牽扯了外科醫生的大量精力，因此標本庫的利用率仍低于預期。如果標本庫只進不出，不僅浪費了大量的人力、物力、財力，而且如此珍貴的標本不能利用將是對患者和醫生付出的巨大浪費。因此，科室將從職稱晉升、物質獎勵等方面，鼓勵并幫助臨床醫生進行課題設計并利用標本。同時積極引導臨床醫生與基礎醫學研究人員甚至國外垂體腺瘤課題組進行合作研究，取長補短，相互促進。（2）加強各醫院標本庫之間的聯合和合作：在本標本庫標本得不到最大利用的同時，部分課題卻因病例標本稀少而不能順利進行，如家族性垂體腺瘤與AIP基因關系研究、同一病人多次手術標本的分子標志物變化研究等等。因此，在各大垂體腺瘤標本庫之間建立有效的合作機制，亦十分必要。全國垂腺瘤協作組已成立兩周年，在協作組框架內，各大垂體診療中心如能進行標本之間的相互合作，必然會進一步加速我國垂體腺瘤轉化研究，縮小與西方國家的差距。（3）產業化方向：國外成立較早的標本庫，如美國組織庫協會（AATB）目前的產業化步伐值得我們關注。與國內不同，國外轉化醫學研究很大比例是由商業機構如藥廠進行資助，因此標本的需求在商業化的科研機構有很大市場，標本庫逐漸商業化和產業化。雖然標本庫產業化在我國當前仍不現實，但是相信不久的將來，標本庫將如基因測序服務一樣，進入產業化商業化時代。因此，標本庫如能達到以上要求，將進入“黃金庫”時代。

3 垂體腺瘤標本庫的展望

二代測序的出現和飛速發展，為轉化醫學研究插上了翅膀。國際上多個課題組正在利用或擬利用二代測序平臺對垂體腺瘤全基因組、全外顯子組和轉錄組等進行大規模、高深度的測序研究，這將為垂體腺瘤臨床診治帶來革命性改變。但是高質量的標本庫和準確的病人資料庫是課題進行的基礎。雖然垂體腺瘤標本庫是一個長期維護、逐漸完善、耗費大量人力物力財力的過程，但它的長期價值遠遠超過對它的投入。因此，對于研究型醫院，建立完善的疾病標本庫和資料庫，將為轉化研究建立一個良好的高起點平臺，這是一個“功在當代，利在當代和千秋”的工作。