生物样本库的临床信息整合探讨

郭爱华，陈畅，马蓓颖，唐中华，倪盛兴，何毅，傅启华，金燕樑，江帆，王伟，刘世建

转化医学是近年来国际医学健康领域日渐崛起的一门新兴学科[1]，倡导以患者为中心，强调基础研究人员与临床医生的密切合作，以提高医疗总体水平。来源于医院患者的生物样本库是开展转化医学研究的重要基础[2]，其中生物样本的临床信息作为临床生物样本库的重要组成部分，更是为转化医学研究提供主要支撑。然而临床生物样本数据量庞大且非结构化，分布较为分散，如何从海量的临床数据中提取出可用信息，并与生物样本本身信息进行关联，形成临床数据与生物样本有效结合的样本库，是从事转化医学研究亟待解决的问题。生物样本库临床信息的有效整合，在提高样本信息使用率的同时也为临床数据分析提供便利。

1 生物样本库临床信息数据整合的必要性

目前国内转化医学研究处于起步阶段，尤其是基于临床的研究，需要进一步开展蛋白质组学、基因组学、分子遗传学等转化研究，这都离不开来源于临床的生物样本。转化医学研究人员应与临床医生紧密协作，将临床和基础研究结合，共同开展实验研究。

然而目前的样本临床信息数据缺乏统一标准，样本信息的采集和管理也缺乏规范化的操作流程。因此迫切需要建立标准的临床样本及临床信息数据的采集、管理规范。通过建立临床药物试验样本库、立项课题样本库、组织样本库等，配备标准储藏设备，规划独立存储区域，制定样本库管理的相关制度和规范化的流程，使用样本库信息化管理软件，为进一步进行科研工作提供强大支撑[3]。

目前很多生物样本库已有的临床信息大多不完整，仅包含基本信息，如姓名、性别、年龄、临床诊断等，其他临床数据往往分散。研究人员在使用样本时，往往需要重新查阅病历或者电话随访。目前医院临床数据普遍为非结构化或半结构化状态，且医院所采用的信息化系统缺乏兼容性，数据结构不统一，同一患者的数据存储在不同系统中，这种情况下想重新搜集患者临床信息不但费时费力，且往往很难搜集完整。因此建立统一的样本采集标准，将分散的临床样本信息进行整合是非常必要的。

2 临床生物样本库信息数据库的建立

2.1 生物样本库信息系统的安装

对于样本库而言，样本信息是样本的重要组成部分，也是衡量样本质量的重要指标，因此需要使用专业的样本库管理系统进行管理。上海儿童医学中心使用美国 RuRo 公司FreezerPRO 企业版样本库管理系统，此系统安装于我院信息中心的服务器中，实行每日定时备份，以保证数据的安全。

2.2 临床生物样本信息数据的收集

以我院小儿先天性心脏病为例，对签署知情同意书的患儿家属进行流行病学问卷调查，此调查除基本信息外还包括孕期其父母健康状况、生活习惯、居住与工作环境，以及相关遗传病等。

2.3 临床生物样本信息数据的整合

在样本入库的同时，将样本配套的基础信息、调查问卷信息录入生物样本库信息管理系统（BIS），再通过基础信息中门诊号或住院号作为关联，将医院门诊及住院信息系统（HIS）、检验信息系统（LIS）、影像归档与传输系统（PACS）中的关键数据整合到生物样本库信息管理系统（BIS）（图1），为后续研究利用提供完整的信息[4-5]。

3 临床生物样本库信息数据库整合的技术路线

3.1 生物样本库信息管理系统信息收集

根据流行病学调查设计的要求收集常规样本所需要的信息，收集后将有关信息输入系统内，以便为整合所有信息做铺垫。

3.2 系统之间的接口设计

医院门诊信息管理系统及住院信息系统（HIS）方面增加 BIS 提交患者信息申请单的功能，HIS 系统根据患者信息申请单传送患者所申请信息到 BIS 系统中，BIS 系统同时增加查看患者申请信息的功能，并接收 HIS 处理完成的信息申请报告单。在检验信息系统（LIS）方面，数据维护将 LIS 数据与 HIS 数据进行代码对应。主要将 BIS 中需要而 HIS 和 LIS 目前没有的项目及项目代码添加到 HIS和 LIS 中，并将 BIS、LIS 与 HIS 中不一致的项目代码进行修改使其保持一致。另外，由于 LIS 端需要根据接收到的 BIS 数据申请单来进行对照，对照工作必须做到准确无误，否则会导致 BIS 接收 HIS 和 LIS 信息失败。在影像归档与传输系统（PACS）方面，当样本准确录入 BIS 后，BIS 系统会自动发送影像检查申请单至 PACS，PACS 也会将各种检查项目报告写入 BIS 数据库，如平片、CT、核磁共振和超声报告等。药物信息系统（DIS）方面，以门诊号作为关联，DIS 系统将患者使用的药品名称、规格、剂量、给药途径等写入 BIS 数据库，必要时也可导出相关患者药物数据。

图1 系统信息数据交换图（BIS：生物样本库信息管理系统；LIS：检验信息系统；HIS：门诊及住院信息管理系统；PACS：影像归档与传输系统）

3.3 数据系统连通的方式

可以采用条形码、住院号或者门诊号的方式。在进行患者样本收集处理后，患者样本信息保存于生物样本信息系统时，对每个样本进行编码设置，编码中包括患者的门诊号，以此号码为关联，BIS 系统会自动从医院信息系统中抽取相关患者的临床数据，之后在整合的四个系统中可以对相应的信息进行查询，如检验报告、用药记录、就诊科室、门诊诊断、影像报告等，并且以链接方式添加到 BIS 系统中，方便用户直接通过 BIS 系统点击链接查看相应的患者信息，也可根据需要将有关数据输出为数据库文件格式进行处理分析，这样做可尽可能地避免手动输入错误[6]。

4 样本的使用与信息的搜索

生物样本库信息整合过程的核心是合并 BIS 中的数据与医院各系统中的数据，并在需要使用样本时按照不同的搜索条件将其检索出来[7]。我院与微软公司共同开发一款信息整合系统 Microsoft Amalga，此系统可与 BIS 数据库相关联，只需在样本库系统中点击唯一识别号，便可直接跳转进此系统查看患者更多的临床信息，如化验结果、影像报告、用药记录等。也可使用系统中任意一项数据来搜索符合条件的样本，比如搜索一批肺炎支原体检测为阳性的肺炎患者，只需在搜索框中选择“诊断=肺炎、肺炎支原体=阳性”，点击搜索后，会出现三部分样本的数据，一部分为只是单纯的肺炎样本，另一部分为支原体阳性的样本，而它们的交集则是同时符合两项条件的支原体检测阳性的肺炎样本的信息。这样做最大程度地方便了信息的搜索和样本的使用。如今，将样本信息整合在一起以满足研究的需要已经引起样本库相关机构越来越大的兴趣，建立虚拟的生物网络，可从医院各系统中将患者信息整合。在未来，这种设计的整合系统可有效地帮助科学研究样本与数据更广泛的交流[8]。

转化医学一直是近年来国际医学健康领域的热门研究方向，生物样本库更是开展转化医学研究的重要基础，建立高质量的生物样本库，大规模、高效地搜集和利用生物样本，通过整合获得更加完整、全面的生物样本信息数据，对于提高科研效率具有极大的帮助。如今很多医院的生物样本库普遍存在信息分散、非结构化的问题，本研究通过整合生物样本相关的各类临床数据，按照信息的产生顺序理顺信息的流动，使产生的信息完整，极大便利了临床及转化医学研究，提高了研究的效率和信息的完整性，尤其对课题需要开展前瞻性队列研究的信息收集和随访起到了关键作用，为队列研究开展奠定重要基础。

[1]Liu XR, Zhang L.Current situation of translational medicine at home and abroad.Int J Lab Med, 2011, 32(18):2093-2096.(in Chinese)刘小荣, 张笠.转化医学在国内外的发展现状.国际检验医学杂志,2011, 32(18):2093-2096.

[2]Huang M.Translational medicine and medical scientific research management.Med Philos (Hum Social Med Ed), 2011, 32(7):6-9.(in Chinese)黄敏.转化医学与医院科研管理.医学与哲学(人文社会医学版),2011, 32(7):6-9.

[3]Shuman M.How to realize the concept of translational medicine in clinical practice.Med J Peking Union Med Coll Hosp, 2011, 2(4):310-312.(in Chinese)马克·舒曼.怎样在临床实现转化医学理念.协和医学杂志, 2011,2(4):310-312.

[4]Liang XX.The integration and application of LIS system and HIS system in our hospital.Med Inform, 2008, 21(9):1510-1511.(in Chinese)梁旭信.我院LIS系统与HIS系统的整合与应用.医学信息, 2008,21(9):1510-1511.

[5]Chen MK, Bi HC, Wang SB, et al.Management and application of critical value by using the existing LIS and HIS system resources.Mod Med J China, 2011, 13(1):109-110.(in Chinese)陈明坤, 毕海昌, 王胜波, 等.利用现有LIS和HIS系统资源对危急值的管理与运用.中国现代医药杂志, 2011, 13(1):109-110.

[6]Kim H, Yi BK, Kim IK, et al.Integrating clinical information in National Biobank of Korea.J Med Syst, 2011, 35(4):647-656.

[7]Segagni D, Tibollo V, Dagliati A, et al.The ONCO-I2b2 project:integrating biobank information and clinical data to support translational research in oncology.Stud Health Technol Inform, 2011,169:887-891.

[8]Zhang L, Wu X, Hu Y, et al.Establishment of a network-based intra-hospital virtual cancer biobank.Biopreserv Biobank, 2015,13(1):43-48.