区域性信息化临床生物样本库的建设

任思冲 黄燕春 杨 俊 彭 萍

成都市龙泉驿区第一人民医院检验科，四川成都610100

区域性信息化临床生物样本库的建设

任思冲 黄燕春 杨 俊 彭 萍

成都市龙泉驿区第一人民医院检验科，四川成都610100

生物样本库是一种集中保存各种人类生物材料，用于疾病临床治疗和生命科学研究的生物应用系统。随着我国卫生信息化网络工程建设的推进，以卫生信息平台为基础的生物样本库数据平台也即将得到快速发展，为我国转化医学事业的发展提供资源保障。本文就我国生物样本库建设发展现状进行简述，同时阐述成都市区域性信息化临床生物样本库的建设和重要性及其对拓展样本利用、推动转化医学发展的重大意义。

生物样本库；转化医学；信息化

生物样本是医学科研、临床诊断、治疗效果监测及预后评价的重要生物学材料。根据经济合作与发展组织（OECD）的定义，生物样本库（Biobank）是一种集中保存各种人类生物材料，用于疾病临床治疗和生命科学研究的生物应用系统。生物样本库既包括来自人体的生物标本实物（如血液、尿、组织、细胞、生物大分子等），也包括由对实物标本试验和分析过程产生的试验数据以及与这些生物样本相关的临床、治疗、随访等资料和信息管理应用系统［1］。随着我国生命科学和转化医学的快速发展，其对生物样本资源的迫切需求与日俱增，生物样本库作为支撑转化医学的重要基石，其在我国的建设也得到了飞速发展，2003年至今，我国在北京、上海、广州、泰州等地建设了不同规模和类型的生物样本库。伴随我国卫生信息化建设路线图，简称“3521工程”，即建设国家级、省级和地市级三级卫生信息平台建设的推进［2］，建设成多规模、多中心、区域性的信息化的生物样本库及开放共享的数据库，是我国转化医学发展过程中资源支撑战略的重要方向。

1 国内外生物样本库建设现状

1.1 国外生物样本库建设情况

生物样本库为科研成果快速产业化并投入临床应用提供标本资源，是开展“转化医学”的物质基础，欧美发达国家以及国际卫生组织都投入了大量资金建立大型生物样本库。许多发达国家，如美国、法国、加拿大、英国等国已建立了各种类型的、标准化的生物样本库，并已形成信息化和网络化管理［3-4］。全球比较有代表性的样本库有美国国家癌症研究所下属的生物样本库和生物样本研究处（NCI-BBRB）、泛欧洲生物样本库与生物分子资源研究平台（BBMRI）、英国生物样本库（UK Biobank）、卢森堡联合生物库（IBBL）、公共人口基因组计划（P3G）、国际生物和环境样本库协会（ISBER）、卡罗林斯卡医学院样本库（KIBiobank）以及美国基因环境和健康样本库（RPGEH Biobank）等［5］，这些众多各具规模的生物样本库在促进全球转化医学发展中发挥了重要作用。

1.2 我国生物样本库建设现状

我国是人口大国，是世界上疾病标本资源较为丰富的国家之一，但我国生物库的建设晚于欧美国家。2003年我国启动了国家自然科技资源共享平台建设项目，在《“十二五”生物技术发展规划》中，明确要求建设国家生物信息科技基础设施——国家生物信息中心，建设包含信息库、蛋白质组、代谢组、基因组以及大型生物样本、病例资源和人类遗传资源库以及共享服务体系；建设若干实验动物和生物医学资源基础设施［6］。近年来，我国也陆续建立了各具特色的生物样本库，例如天津协和干细胞库、全美癌症研究基金会天津医科大学肿瘤医院肿瘤组织库、中国普通微生物菌种保藏管理中心、中国海洋微生物菌种保藏管理中心、生物芯片上海国家工程研究中心生物样本库和中国海军特勤人员、北京大学临床肿瘤学院肿瘤组织库、广州生物库、上海交通大学的多家附属医院建立生物样本库等［7-8］，我国台湾地区也于2005年启动了生物资料库可行性研究计划，以本土常见慢性疾病进行长期研究。最近，上海市也积极推动重大疾病生物样本库建设工作，由上海申康医院发展中心牵头依托“医联工程”项目的市级医院临床信息平台，建立并完善包括临床信息和样本信息的“临床与生物样本信息整合平台”，以满足多种疾病病种的基础科学研究工作［9］。

2 我国生物样本库目前存在的共性问题

生物样本库建设的终极目标不是保存样本，而是通过对其保存样本的应用，开展各类研究，并将研究结果最后转化为可应用的技术成果。在临床医学研究中，生物样本库为科学研究提供物质基础和使用平台，是临床医学研究的基石。因我国生物样本库是近几年才起步发展，其中尚存在一些共性问题。

2.1 生物样本库标本的质量问题

生物标本质量是生物库中最关键的因素，其直接关系到后继科研工作中数据的真实有效性，不同的采集、加工、储存方法对标本质量均有较大的影响，从国际上生物样本库的发展来看，为了达到质量管理的目的，一些生物样本库或样本库网络组织会从建设之初就制一套较为严格的质量管理体系，如英国生物样本库（UK Biobank）通过了ISO9001质量管理体系，美国现在推广CAP Biobank认证，同时，国际生物和环境样本库协会（ISBER）正在出台多种体系文件来推动生物样本库标准的建设［10］。目前，我国尚缺乏统一的质量控制体系标准，我国也应设立生物样本库质控管理协会，研究和制订生物样本质控关键技术标准问题，以提高科研数据的可靠性。

2.2 生物样本库建设中的伦理问题

根据原卫生部《涉及人的生物医学研究伦理审查办法》、药监局《伦理委员会药物临床试验伦理审查工作指导原则》以及世界医学会颁布的《赫尔辛基宣言》规范，要求奉行自愿、自主、不伤害和公正原则［11］。但目前我国在该方面伦理共性标准建设还未引起足够的重视，应建立样本使用的审核标准、伦理委员会建设标准、知情同意的使用标准、隐私保护与保密规范、风险评估与管理规范等制度体系以促进生物样本的合理合法利用。

2.3 生物样本库的信息化管理建设问题

生物样本含有多样、复杂和海量的信息，目前，生物样本信息积累已呈现指数级增长趋势，如何采集、分析、挖掘和应用生物样本库的大数据，已成为亟待解的问题［12］。因此，需建立标准统一的信息元素数据，解决生物样本库管理的各类数据标准、编码规范、信息系统功能框架和规范，通过利用这些数据规范，来实现跨各个样本库中心的全局数据共享，以促进生物样本高效利用。

2.4 生物样本库的标本利用率问题

建立的样本库除了要满足自身的研究需要，还应该通过共享的方式向医疗机构、科研机构和高等院校的研究者提供经确诊的、合乎科研设计要求的各种病例标本［1］，这样才能提高样本的成本-效用，减少对生物资源的浪费。目前，我国生物样本库的标本利用率较低，国家正计划建立国家-省-市级的多中心、多区域、全国标准统一的信息化管理平台，以促进生物样本资源共享，解决我国转化医学发展战略中生物样本供给问题，实现全国临床生物样本的有效利用。

3 区域性生物样本库的建设及其重要性

3.1 北京、上海区域性生物样本库建设情况

我国生物样本库建设过程中面临的一些问题：标准体系不统一和样本质量参差不齐难以保证科研数据的有效性；伦理体系未完善致不能实现标本的合法合理收集和利用；样本库管理信息系统发展滞后，致临床样本信息难以整合和共享等。这些问题严重影响了我国生命科学和转化医学的发展。鉴于此，国家积极地采用多种方案，以提高生物样本库的建设水平和资源整合利用能力。2008年在上海市科学技术委员和上海市卫生局等多部门的推动下，上海市成立了以上海医药临床研究中心为第三方协作单位，由复旦大学、上海交大医学院、同济大学等15家三甲医院共同组建的、多单位协作的区域性生物样本库“上海生物样本库”［13-14］。2009年5月12日，北京市科委也正式启动“北京重大疾病临床数据和样本资源库”项目，该项目建设采用的是“1个信息平台，11个疾病库，政府主导，统一管理”模式［15］。这样的举措符合人口基数大、医疗资源丰富的地区，同时其辐射作用较大，还可以带动周边地区或医院的生物样本库的建设及共享工作。以上海和北京建设区域性、信息化、统一管理及共享的样本库，为我国建设不同地区、多中心、统一标准的样本库提供了较好的案例，我国不同省市地区可根据其人口资源和医疗水平综合考虑，有计划地建设区域性、统一标准的生物样本库信息网络平台，以促进生物标本资源共享。

3.2 成都市拟建设区域性信息化生物样本库及重要性

成都市位于中国西南部，为四川省省会城市，是我国西部经济的重要枢纽，其常住人口已多达1400万人［16］，随着成都市国家级天府新区批准后，其常住人口和流动人口数量还将迅速增加，将拥有丰富的人口资源。成都市目前管辖9个区、4个市、6个县，其均有较好的医疗卫生资源，其中有多家三甲医院，如华西医院、四川省人民医院、成都市第一人民医院、成都市第二人民医院、成都市第三人民医院、成都中医药大学附属医院等，同时，其各地级市、县中也有多家“国家二级甲等”以上规模医院。目前该市已建成有覆盖全市各区（市）县的卫生网络信息平台，方便了各级疗卫生机构的信息资源共享。鉴于成都市的人口和卫生资源，笔者认为国家有必要从战略高度层面考虑和支持建立“成都市生物样本库”，以辐射其周边地区或医院生物样本库的建设和促进该区域的转化医学发展。

3.3 成都市区级拟医院建设生物样本库的重要性

成都市龙泉驿区第一人民医院（以下简称“我院”）位于成都市东郊区，目前拥有过百万人口，可成为该地区临床生物样本库的重要资源来源。但在该区域内，还没有医疗机构进行临床生物样本库的建设工作。我院为该区域内拥有1200张床位的大型国家“二级甲等”综合医院，拥有较强的临床医疗服务和医学科研能力。因此，我院拟建设临床生物样本库，标准化收集、处理、储存及利用该区域内多种临床疾病谱的患者及志愿者的临床生物标本，为该区域的转化医学发展提供重要的资源保障。同时，拟和上级医疗机构，如四川省人民医院、华西医院及国家级多中心生物样本库实现实时网络化，使该区域的重要临床生物样本资源进入国家生物样本资源库的统筹管理和应用，以辅助和补充区域性的“成都市生物样本库”工程的建设。

4 信息化管理促进数据共享

生物样本库按其主体可分为两大相互衔接的功能系统：样本的质量控制系统和样本库信息管理系统，其中，生物样本库资源管理信息系统是可有效地管理生物样本和相关信息所建立的具有搜集、保存、检索和分析功能的信息系统。

在样本库信息管理系统工作部分，我院拟以数字化、标准化、规范化、网络化为目标，整合医院现有网络平台，依托医院信息系统（HIS）、电子病历系统（EMR）、医疗影像管理系统（PACS）、实验室信息系统（LIS）为基础，通过XML标记语言为结构性数据交换标准格式，建立统一医学语言系统（Unified Medical Language System，UMLS）。该系统基于SOAP模式的数据采集，采用Broswer/Server（B/S）和Client/Server（C/S）混合架构，系统设计为表现层、业务逻辑层和数据访问层，同时系统设有不同权限分配，以保障志愿者的隐私信息［17］。考虑到系统的可扩展性及跨平台性，数据库系统拟采用SQL Severs 2008，实现动态网页及数据更新。主服务器平台可采用先进的IIS 7.5提供网站应用服务，性能稳定可靠，为构建融合临床、组学数据的生物样本库数据库及转化医学信息共享平台提供数据基础，以便为临床和科研提供可靠方便的决策信息，促进数据资源的多方共享，提高科研工作中数据分析的效率。

5 小结

随着我国转化医学研究的发展水平的提高，对生物样本库建设的质量和效用的要求提出了新的挑战，如何建设高质量和信息资源共享的样本库是亟待解决的共性问题，其中，以“上海生物样本库”和“北京重大疾病临床数据和样本资源库”为先例的区域性信息化资源平台建立，将是我国发展生物样本库建设工作的新方向。笔者作为一名基层医务工作者，对我国转化医学发展和生物样本库建设状况的进行了简要分析后，认为国家很有必要发展建设区域性“成都市生物样本库”，同时，笔者正在其所在医疗单位积极筹建生物样本库，期望能为该区域的生物样本库建设工作和转化医学发展做出一定的贡献。

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Establishment of the regional informational clinical biobank

REN Sichong HUANG Yanchun YANG Jun PENG Ping
Department of Clinical Laboratory,the First People's Hospital of Longquanyi District of Chengdu City,Sichuan Province,Chengdu 610100,China

Biobank is an application system saving many kinds of biologic materials which can be used for clinical therapy and life science research.With the development of the health information network project,informational clinical biobanks data platform will grow up quickly and they offermuch resource for developing of translationalmedicine in China.Here,this article describes the current situation of biobank construction briefly.In additionally,sketches the importance of constructing of the informational Chengdu City regional biobank platform.Completing this regional clinical biobank construction,can expand the biologic sample utility and promote the development of translationalmedicine.

Biobank;Translationalmedicine;Informational

R197

A[文献标识码]1673-7210（2015）06（c）-0130-04

2015-03-20本文编辑：程铭）

“十二五”国家高技术研究发展计划（863计划）资助项目（2014AA022304）。

任思冲（1983.6-），男，博士；研究方向：临床分子诊断学。

彭萍（1958.12-），女，主任检验师，成都市龙泉驿区第一人民医院检验科主任；研究方向：临床检验及实验室管理。