“生物銀行”帶來生命新希望

蘇楓

“生物銀行”是最重要的技術平臺與醫(yī)學研究的起點，未來將在醫(yī)學診斷的擴展及中國健康事業(yè)中作出卓越貢獻。

如今，中國的生物技術與醫(yī)藥行業(yè)正處于騰飛前的拐點——大學體系帶動基礎科研；有關部門正在持續(xù)不斷地提供經濟支持；監(jiān)管政策積極改革，與全球接軌；商業(yè)精英充滿活力，放眼全球。

生物芯片上海國家工程研究中心主任郜恒駿在接受《小康》雜志、中國小康網記者采訪時表示，中心成立20年來，開創(chuàng)并致力于國家生物樣本庫標準化與新型臨床研究CBDTM模式，一切工作始終圍繞“以患者為中心（C）”，信奉并堅持聚焦生物樣本庫（生物銀行B）、學科建設（D）、轉化研究（T）與個性化精準診療（M）。其中，用好我國的生物銀行資源、為生物醫(yī)藥創(chuàng)新貢獻力量成為重要抓手。

打造國際一流的CBDTM基地

中國一共有兩家生物芯片國家工程研究中心，分別在上海與北京。生物芯片上海國家工程研究中心是國家發(fā)改委總投資2.9億打造的我國組學、高通量生物芯片與分子醫(yī)學領域代表單位。根據(jù)國家發(fā)改委企業(yè)化運作國家中心精神，專業(yè)運作單位上海芯超生物科技有限公司于同年應運而生。陳竺、楊勝利院士等為中心創(chuàng)始人，分別擔任首席科學家與專家委員會主任，16位兩院院士組成中心專家委員會，指導中心芯超的發(fā)展方向。這里開創(chuàng)了國家生物樣本庫標準化與新型臨床研究CBDTM模式。

據(jù)悉，這一模式由郜恒駿倡導，后在各大醫(yī)院積極倡導、推進并合作實施。目前已構建了國家標準的臨床生物樣本資源中心、分子醫(yī)學研究與大數(shù)據(jù)中心、轉化研究中心與精準醫(yī)學中心，搭建了從“樣品”到“產品”應用的快速轉化的完整平臺與通道。

郜恒駿不僅是上海中心的總負責人，同時還是上海分子醫(yī)學工程技術研究中心主任、上海交通大學醫(yī)學院附屬第一人民醫(yī)院臨床研究院執(zhí)行院長，獲得過國家發(fā)改委國家工程研究中心建設先進工作者、中國生物樣本庫杰出貢獻獎、談家楨生命科學獎、上海市優(yōu)秀學科帶頭人、上海市領軍人才等榮譽。他向《小康》雜志、中國小康網具體介紹了何為“CBDTM模式”。

C即Center，“以患者為中心”。以臨床患者為中心，臨床需求為導向。

B 即Biobank，“生物銀行”。中心牽頭制定了我國生物樣本庫第一個行業(yè)標準、國家標準、國際ISO標準（共同召集人單位）并牽頭推進了國家認可準則制定與發(fā)布（得到國際互認），國際領先，堪稱行業(yè)領跑者；建立了高標準40萬份（早期）腫瘤樣本庫、2萬例幽門螺桿菌耐藥菌株庫、10多種常見腫瘤類器官活庫、30多萬份干細胞免疫細胞庫，開展干細胞治療研究并進軍細胞健康產業(yè)；打造了5000㎡國際一流水準、全自動化智能化機器人設備控制、高度安全、信息化與數(shù)據(jù)化的上海科創(chuàng)中心重大基礎工程實施——上海張江生物銀行，儲存能力達1500份，獲得科技部人遺行政許可、上海市人大立法與國家衛(wèi)健委、國家CNAS的認可。

D即Discipline construction，“學科建設”。中心創(chuàng)立我國腫瘤組織芯片國際品牌，自主開發(fā)1500種腫瘤組織芯片、cDNA組織芯片、細胞芯片；建立了組學、高通量生物芯片、單細胞測序空間轉錄組、大數(shù)據(jù)中心、生物信息、類器官、分子病理九色熒光等10大技術與服務平臺，并開展系統(tǒng)生物學整體服務解決方案，充分發(fā)揮了國家中心公共平臺的功能；目前為止，全國大學、研究院所、醫(yī)院利用該平臺創(chuàng)作的研究文章發(fā)表在諸多國際著名期刊，影響因子逾5萬分。

T即Transformation Research，“轉化研究”。打造了12000㎡公共轉化研究中心與（分子診斷醫(yī)療器械委托研發(fā)與生產）CDMO基地，走通從“樣品”到“數(shù)據(jù)”到“產品”再到“商品”的快速轉化研究通道，過去5年獲得國家藥監(jiān)局三、二類醫(yī)療器械證9個，特別創(chuàng)新1個，應急審批2個，歐盟CE8項。

M即Precision Medicine，“精準醫(yī)療”。近五年打造了極具特色的“中國幽門螺桿菌分子醫(yī)學中心”及全國20個分中心，極大地推進了幽門螺桿菌首診個性化診療，也成為全國難治性幽門螺桿菌檢測中心。2021年成功轉化幽門螺桿菌克拉霉素23S耐藥基因型檢測試劑盒，獲得國家藥監(jiān)局創(chuàng)新三類醫(yī)療器械特別審批上市，為國內首創(chuàng)、國際領先。為最新國家幽門螺桿菌共識及國際胃腸病學組織（WGO）幽門螺桿菌全球指南所推薦。

“科研利息”助力精準醫(yī)療

在上海浦東的李冰路上，有一家特殊的生物銀行———里面存的是人的組織、細胞、血液及腸道微生物菌群等。作為張江科學城首批開建的重要基礎設施工程，上海張江生物銀行已擁有千萬份生物樣本存儲能力，是目前中國惟一的大型生物銀行。

走進生物銀行，一排排保險柜樣式的橘紅色抽屜分外顯眼，每只抽屜里存儲著126張郵票大小的石蠟切片，每張“郵票”上約有幾十到幾百個紅點，這是被病理專家圈出來的一個個腫瘤樣本。

每天都有來自全國各地的生物樣本經處理后存入這家銀行，也不斷有樣本被取出，用于臨床研究。存取之間，生物銀行扮演著研發(fā)助推器的角色———樣本是整個生物醫(yī)藥研究的基石與關鍵環(huán)節(jié)。

穿著白大褂的工作人員正在將原始樣本挑出來，并“印”到“郵票”上。他們先將切片放在石蠟上，然后在顯微鏡下用特制針管朝專家圈定的地方一戳，病變組織細胞就被采集下來了。將幾百個直徑小于1毫米、薄至4微米的樣本擺放在另一塊郵票大小的玻璃上，經染色處理，一塊組織細胞芯片就做好了。

郜恒駿告訴《小康》雜志、中國小康網，“通過專業(yè)數(shù)字化病理系統(tǒng)的掃描錄入，細胞形狀、結構、大小、來源，乃至患者家族史、生活習慣、臨床資料等樣本信息被一一記錄下來，再經過自動化分析，產生海量數(shù)據(jù)。從在顯微鏡下觀察標本，到在電腦上快速讀取圖像和數(shù)據(jù)，生物醫(yī)藥研發(fā)提速上百倍。”

生物銀行安放著可保持-80℃的巨型冰柜，血清、血漿、血細胞和DNA核酸等樣品大多存儲于此。在低溫中處于“冬眠”狀態(tài)的樣品一旦被“喚醒”，將在實驗室中被物盡其用。

盡管張江生物銀行已具備千萬份樣本存儲能力，流程、管理完全與國際一流生物銀行接軌，但比起建一座生物銀行，郜恒駿現(xiàn)在考慮更多的是如何用好我國生物銀行資源，為生物醫(yī)藥創(chuàng)新作貢獻。

于是，生物銀行在生物樣本庫基礎上，還設立了高通量基因組學、轉錄組學、蛋白組學等一站式研究平臺。存儲的生物樣本已產出一大筆“科研利息”———促進了16個研發(fā)成果快速轉化成產品，其中四款已拿到國家食品藥品監(jiān)管總局核發(fā)的醫(yī)療器械證書。比如，肝癌早篩早診家庭自測試劑盒“愛福陪”，就是從眾多肝癌生物樣本中“攢”出來的“利息”。

郜恒駿說，張江生物銀行存儲著各類腫瘤樣本，研究者只需將含有某種靶點的藥物批量注入樣本芯片，就能確定腫瘤細胞對此是否敏感，從而確定藥物是否有效。許多世界頂尖生物醫(yī)藥公司都會通過這一方法篩選研制新藥。

“未來，我們要在保證數(shù)量的基礎上把重大專病特色做出來，再建三到五個特色樣本庫，如幽門螺桿菌耐藥菌株、腸道微生物、早期腫瘤樣本庫等。”郜恒駿說，上海擁有極其豐富的生物樣本資源，若能把分散在各家醫(yī)院的優(yōu)勢臨床學科樣本集中存儲起來，為全國乃至世界（國際合作）科研提供樣本，“利息”就會越滾越多，讓更多生物醫(yī)藥研發(fā)成果惠及普通百姓。

據(jù)悉，上海張江生物銀行總投資近1億元，是獲得國家人類遺傳資源行政許可的國內先進第三方生物樣本存儲機構，于2016年8月獲批，由上海張江管委會政府立項，生物芯片上海國家工程研究中心—上海芯超生物科技有限公司牽頭承擔，是國內較大的生物銀行之一。其建立的“重大疾病生物樣本資源中心”與“生物樣本虛擬信息中心”，是上海市政府構建的集約化第三方存儲中心，是生物樣本庫新模式。

2017年10月，張江生物銀行一期工程啟動，2019年獲得科技部人類遺傳資源管理辦公室的行政許可，成為支撐藥物研發(fā)、臨床診療技術研發(fā)、健康研究與產業(yè)化的重要平臺。

2021年，二期啟用后，張江生物銀行具備了1000萬份生物樣本存儲能力，實現(xiàn)生物樣本庫全自動、智能化、專業(yè)化的安全管理。二期樣本存儲中心、細胞中心和運營中心總面積超2500平方米，設計存儲能力超1500萬份樣本，在一期的基礎上，儲存與服務能力有巨大提升。

目前，三期工程在建，已經獲批在建的8號大樓將成為張江生物銀行（三期工程，預計總投資3億～5億，儲存量達到5000萬）的主樓。生物芯片上海國家工程研究中心將成為我國生物樣本資源庫聯(lián)盟、網絡與信息中心之一，促進生物樣本交流與合作研究。

未來3至5年，國內將建成數(shù)十家上海張江生物銀行分行。現(xiàn)在如日照分行、重慶分行等，都已正式進入運營階段。

今年3月16日，上海張江生物銀行還與重慶渝中區(qū)正式牽手，以“立足渝中·輻射西南”為目標，在重慶落地上海張江生物銀行及干細胞與免疫細胞相關業(yè)務的服務工作。這意味著，今后重慶市民也能享受到生物樣本的儲存服務，為初生的寶寶儲存臍帶血、臍帶、胎盤，為小朋友儲存乳牙等。提取里面的干細胞儲存在生物銀行，就是為全家人備份健康，在生命最重要的關頭享受干細胞帶來的福利。

中國工程院院士、生物芯片上海國家工程研究中心專家委員會主任楊勝利認為：“‘生物銀行作為最重要的技術平臺與醫(yī)學研究的起點是非常重要的存在，今后在醫(yī)學診斷的擴展及中國健康事業(yè)中能作出更大貢獻。”

同時，生物銀行是實現(xiàn)精準醫(yī)療的重要基礎設施之一。精準醫(yī)療是通過基因組、蛋白質組等組學技術和醫(yī)學前沿技術，精確尋找疾病原因和治療靶點，以實現(xiàn)疾病和特定患者個性化治療為目的。近年來，人才涌入和金融加持掀起精準醫(yī)療商業(yè)化、產業(yè)化的熱潮，但產品轉化與產業(yè)化進程依然緩慢。如何釋放商業(yè)價值、將潛力轉化為現(xiàn)實成果，是當前行業(yè)發(fā)展亟待探討的話題。

楊勝利表示，隨著大數(shù)據(jù)分析、人工智能等新一代信息技術的興起，精準醫(yī)學可以向數(shù)字醫(yī)學發(fā)展。“我們要通過組學平臺，研究基因、環(huán)境、表型三類大數(shù)據(jù)，最終建立‘數(shù)字人模型。”他說，“目前，我們已基本完成解剖學‘數(shù)字人模型，未來還需創(chuàng)造生理學、組學、類腦等領域的‘數(shù)字人，為精準治療提供更精確的數(shù)字化地圖。”