胸外科肺部惡性腫瘤生物樣本庫的建設與管理

基金項目：2022年度自治區衛生健康科技計劃項目（編號：202201363）

作者簡介：高輝（1986.12-），男，吉林圖們人，碩士，住院醫師，主要從事肺癌發病機制研究

通訊作者：韓巴特爾（1979.8-），男，內蒙通遼人，博士，副主任醫師，主要從事蒙醫治療呼吸道腫瘤的機制研究

摘要：隨著靶向治療或個性化醫療新時代的到來，腫瘤生物樣本庫逐漸成為生物醫學研究領域不可或缺的一部分。生物樣本不僅在基因組、轉錄組、蛋白質組或代謝組等方面的變化提供了必要支持，同時為尋找疾病標志物、預后標志物及治療靶點提供了極大幫助。為此，有必要建設高效運行的腫瘤生物樣本庫。本文從生物樣本庫的軟件、硬件方面及技術層面對腫瘤生物樣本庫的建設與管理進行論述，以期提高生物樣本的有效利用，促進生物樣本庫可持續發展，最終為肺癌的早期診治提供思路。

關鍵詞：靶向治療；個性化治療；肺癌；生物樣本庫

中圖分類號：R197" " " " " " " " " " " " " " " " " 文獻標識碼：B" " " " " " " " " " " " " " " " " DOI：10.3969/j.issn.1006-1959.2024.03.012

文章編號：1006-1959（2024）03-0065-04

Construction and Management of Biobanks of Lung Malignant Tumor in Thoracic Surgery

GAO Hui1，CHEN Cai-xia2，Hanbateer1

（1.Department of Thoracic Surgery，Inner Mongolia Hospital，Peking University Cancer Hospital，Hohhot 010017，Inner Mongolia，China;

2.Clinical Medical Research Center，Affiliated Hospital of Inner Mongolia Medical University，Hohhot 010000，Inner Mongolia，China）

Abstract：With the advent of a new era of targeted therapy or personalized medicine， tumor biobanks have gradually become an indispensable part of biomedical research. Biological samples not only provide necessary support for changes in genome， transcriptome， proteome or metabolomics， but also provide great help for finding disease markers， prognostic markers and therapeutic targets. Therefore， it is necessary to build an efficient tumor biobank. This paper discusses the construction and management of tumor biobank from the aspects of software， hardware and technology of biobank， in order to improve the effective use of biological samples， promote the sustainable development of biobank， and finally provide ideas for the early diagnosis and treatment of lung cancer.

Key words：Targeted therapy;Personalized treatment;Lung cancer;Biobanks

生物樣本庫（biobanks）是一種生物樣本（信息）儲存庫。生物樣本可以是來源于動物、植物或人類的細胞、組織、器官、分泌液、核酸、蛋白質、血液、糞便等（本文所指樣本庫主要指人類生物樣本庫）。生物樣本信息是指生物樣本相關的臨床、病理、治療、隨訪、知情同意等資料及其質量控制、信息管理與應用系統。自1990年以來，生物樣本庫已成為醫學研究的重要資源，支持多種類型的當代研究，如基因組學、蛋白質組、代謝組和個性化醫學[1-4]。生物樣本庫為研究人員提供能夠代表大量人群的數據。多個研究人員可以使用同一生物樣本庫中的樣本和從這些樣本中獲得的數據，用于跨目的研究。如許多疾病（包括高血壓、肥胖、糖尿病、腫瘤等）與單核苷酸多態性有關，使用代表數萬或數十萬個體的大量樣本進行全基因組關聯研究可以幫助識別疾病生物標志物[5-8]。肺癌導致的死亡是全球人類死亡的主要原因之一[9]。究其根本原因，誘發肺癌的因素復雜，包含現已發現的外部因素（如職業暴露、生活習慣等）和內部因素（如遺傳因素、基因突變等），因此對于肺癌早期診斷和治療難度也具有很大挑戰性。目前肺癌的治療方式主要有手術治療、新輔助治療、放療、化療和免疫治療等，盡管如此，肺癌的死亡率仍居高不下，且生存期依然較短。因此，尋找新的生物標記物或者治療途徑和方法迫在眉睫。癌癥生物樣本庫是重要的生物醫學研究基礎設施，可用于臨床前、轉化和臨床研究，可以幫助應對癌癥這一復雜疾病面臨的挑戰。建立肺癌生物樣本庫可以通過利用患者生物樣本和數據實現精準醫學以識別風險、早期診斷、改進疾病管理和靶向治療，從而推進肺癌研究，最終造福肺癌患者。本文主要總結我院肺癌生物樣本庫的建設工作，以期幫助研究人員推進肺癌研究，并協助臨床醫生早期診斷和有效治療肺癌。

1生物樣本庫的建設

1.1設施與環境" 生物樣本庫具有5個功能區域，分別為樣本接收區、樣本前處理區、樣本超低溫凍存區、樣本深低溫凍存區、管理系統區。本院實驗室設備有生物安全柜、離心機、石蠟切片機、條碼打印機、生物樣本庫管理系統等，可完成對生物樣本的前處理及深度處理。樣本庫區均配備空調進行環境溫度控制，一般環境溫度控制在18 ℃～20 ℃。

1.2 人員配備" 現有專業技術人員3人，涉及外科學、藥理學專業。部分工作人員經過內審員和生物樣本庫建設管理與轉化醫學研究培訓。全部專業技術人員接受了《人類遺傳資源管理條例》及《中華人民共和國安全法》的學習培訓。專業技術人員負責生物樣本全流程控制。

1.3信息化建設" 生物樣本庫的建設不僅包含實體庫（濕庫），還包括生物樣本衍生的信息資料（干庫）。能夠同時有效結合濕庫與干庫的生物樣本庫才是一個完整高效運轉的生物樣本庫[10]。生物樣本庫的更大意義在于生物樣本背后數據的挖掘與應用。在大數據時代和個性化醫療日益重要的時代，數據的可見性和訪問、存儲、管理和集成已成為生物樣本庫和生物醫學研究的一個主要問題[11]。我院正在努力完成生物樣本管理系統與臨床HIS/LIS系統的對接，以加強生物樣本庫的建設程度。

1.4倫理建設" 倫理建設是生物樣本庫建設的難點，更是重點。根據《中華人民共和國人類遺傳資源管理條例》和《中國生物安全法》。一方面，保存的樣本需要提供樣本所屬科研項目的倫理審批書復印件，倫理審批依托醫院倫理委員會進行。另一方面，技術人員需與樣本捐贈者簽訂合法合規的知情同意書。根據《中國腫瘤臨床診治指南（2022）》收集我院2022年12月至今符合肺癌診治診斷標準的、并愿意愿意配合并簽署知情同意書的患者的血液樣本和組織樣本。

2生物樣本庫的管理

2.1生物樣本采集、運輸及前處理

2.1.1血液樣本采集、運輸及前處理" 根據納入患者的住院號，進行條碼預制，條碼采取去隱私化，及管理系統生成的隨機編碼。然后采用含有抗凝劑的紫色采血管、和含促凝劑的黃色采血管，靜脈取血5 ml左右，上下顛倒3～4次，后紫色采血管進行分裝到貼有預制條碼的凍存管中，放入凍存盒，轉移至-80 ℃冰箱入庫；黃色采血管4 ℃靜置30 min后，3500 rpm離心10 min，后分裝至貼有預制條碼的凍存管上，放入凍存盒，轉移至-80 ℃冰箱入庫?；玖鞒桃妶D1。

2.1.2組織樣本的采集、運輸及前處理" 準備已貼有預制標簽（去隱私化）的凍存管，手術中以癌灶為中心，水平向兩側展開，以正常組織-遠癌組織-近癌組織-癌組織的順序取約5 mm×5 mm×5 mm體積的組織，放入凍存管或者固定管，后投入液氮壺，轉移至凍存盒，放入-80 ℃冰箱?；玖鞒桃妶D2。

2.2樣本入庫" 入庫方式分兩種，一種可以用冰箱上連接的掃碼槍掃碼入庫，另一種可以直接點擊生物樣本管理系統中相應的樣本進行入庫，入庫后核對位置信息是否正確。

2.3樣本質控" 根據生物樣本庫質量和能力通用要求（GB/T 37864-2019）對存入的樣本定期進行質控檢測[12]。對于血液樣本，通常提取DNA，對于組織樣本提取RNA或者DNA，后利用NANODROP進行純度和濃度測定，并通過瓊脂糖凝膠電泳檢測核酸完整性。

2.4樣本出庫與銷毀" 先在生物樣本管理系統中根據項目關鍵詞或者其他信息搜索樣本，篩選樣本后，點擊出庫，然后從-80 ℃冰箱的對應位置取出樣本。先在生物樣本管理系統中根據項目關鍵詞或者其他信息搜索樣本，篩選樣本后，點擊銷毀，后聯系醫院生物醫療垃圾處理部進行樣本銷毀。

2.5樣本使用" 樣本的使用首先需確保生物樣本的安全，其中不僅要保證樣本質量安全，更要保證樣本信息安全。每一份樣本使用均需要通過樣本使用承諾書，承諾內容包含樣本使用人知悉并遵守《人類遺傳資源管理條例》及《中華人民共和國生物安全法》，樣本不涉及國際合作、不跨境且在知情同意書范疇內進行使用。

2.6安全管理" 工作人員在樣本采集、運輸、接收、處理、儲存、 發放和銷毀時應符合相關生物安全要求[13，14]。生物樣本庫區均使用門禁系統，且超低溫冰箱保證專人專管的上鎖管理模式。超低溫冰箱帶有溫度監控的冷鏈設備，能夠保證樣本質量安全。生物樣本的信息通過人員權限設定安全級別，可通過固定賬號和密碼才可查閱，且賬號密碼只對科研項目內人員公開。

3總結及展望

我院作為省級三級甲等醫院，由于缺乏專職人員與基金支持，我院生物樣本庫發展受到一定限制，所以，暫時均屬于科研項目內樣本收集，還未開展保藏的活動。后續，我院將進一步加強樣本庫發展，向國內人類遺傳資源管理辦公室申請保藏資質，更加規范化的收集和保藏生物樣本。

隨著國內外生物樣本庫的不斷發展，生物樣本庫將為未來醫學，包括個性化醫療保健和基因組醫學奠定堅實的基礎[15，16]。盡管越來越多的生物樣本庫正在出現，但只注重樣本數量、質量的生物樣本庫已不能滿足當前的發展需求。除此之外，生物樣本庫的可持續發展是必然的發展趨向。實體生物樣本庫的建設和運行需要充足的經費支持，當前國內外生物樣本庫大部分靠科研基金維持運行。當大部分樣本庫正在投入精力收集樣本時，部分數據庫已開始了低成本的研究。美國國家癌癥研究所（NCI）的一項分析表明，使用以前建立的數據庫的研究總體上成本更低，每年發表的論文數多于只進行前瞻性樣本收集的研究[17]。UK Biobank是一個包含50萬英國參與者的遺傳和健康信息的大型生物醫學數據庫，該數據庫在全球范圍內可供批準的研究人員訪問，它是現代醫學和治療進步的主要貢獻者之一，并促成了多項改善人類健康的科學發現[18-20]。因此，國內生物樣本庫需加強自身的更新機制，著力建設相應的數據庫，降低生物樣本庫的運行成本，逐步與國際接軌。

生物樣本庫利用存在無法達到預期效果的風險。部分樣本收集過程需要數年，甚至數十年。但是，隨著時間的推移，新的科學見解會導致曾經預設的課題思路和方向發生改變，甚至過時，最終導致樣本無法用于研究。因此，對于這種問題，一方面盡量收集高質量樣本，以便這些樣本對可能沒有預見到的多中心研究工作有用；另一方面，盡可能的整合樣本庫資源，先做到市級、省級共享，再做到全國共享。

總之，生物樣本庫的國際標準化可能是未來的發展趨勢，實現生物樣本庫的全球注冊，既有利于整合生物樣本資源，提高生物樣本利用率，又有助于整治生物樣本庫缺乏統一標準的亂象。

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收稿日期：2023-05-16；修回日期：2023-05-23

編輯/成森