如何利用UK Biobank申请研究数据和生物样本

王天一，田国祥，谢新雅，贺海蓉，吕军

英国生物银行（UK Biobank）即英国生物样本库，是目前全世界规模最大的生物医学样本数据库，于2017年4月30日正式对全球科研人员开放全部数据。在2006～2010年间，UK Biobank从英国各地招募了50万例40～69岁的志愿者，获取他们的基线数据[1]，包括家族病史、药物史和健康状况等信息，收集约1500万个血液、尿液和唾液等生物样本，对所有参与者进行基因分型[2]，并正在进行血液生化分析，且将长期跟踪记录他们之后的健康和医疗档案信息，收集所有已通过这些研究数据或生物样本获得的研究结果，并向其他研究人员提供，旨在研究遗传因素、环境因素、生活习惯等与人类重大疾病的关联[3]。

在此基础上，UK Biobank已于2014年开始一项全新的大规模医学影像数据收集计划，着手使用核磁共振成像（MRI）技术和X射线技术对超过10万例志愿者的大脑、心脏、骨骼等进行成像分析，以建立内脏器官扫描图像数据库[4]，这也将成为迄今为止世界上最大的健康影像研究。这些庞大的数据有助于科研人员分析如癌症、心脏病、糖尿病、关节炎、阿尔茨海默症等多种疾病的人群分布差异和成因，甚至改变科学家对此类慢性及流行病的研究方式。本文将介绍如何利用UK Biobank申请研究数据和生物样本。

1 注册账号和获取访问权限

研究者在申请UK Biobank研究数据和生物样本前，需在UK Biobank官方网站注册一个Access Management System（AMS）账号。登陆UK Biobank官方网站（https://www.ukbiobank.ac.uk/），界面如图1所示，点击首页导航按钮“Researcher Login”（图1红圈处）,可转至UK Biobank Access Management System登录注册页面“AMS Login”，（图2）。

在AMS Login页面中，点击“Sign up to access UK Biobank resources”按钮，进入Sign up页面（图3）。

在Sign up页面中必须填写姓名、E-mail地址（建议使用研究者所在研究机构的邮箱地址，而不要使用类似腾讯、网易等公共邮箱，原因在下文中会详细提及）、密码等信息。用户名可选择填写，若不填写则默认用户名为邮箱地址。填写完成后勾选“I'm not a robot”，然后点击Sign up即可完成账号注册。

但要注意，账号注册完成后并没有立刻获得数据库的访问权，会出现如图4所示的提示语。要获得数据库访问权限需进一步完善个人信息的登记注册。点击“Registration”按钮进入信息登记页面（图5）。

图1 UK Biobank官网页面

图2 AMS Login页面

图3 Sign up页面

在Registration页面，根据要求继续完成个人有关信息的登记，包括完善个人科研背景并上传个人英文履历（CV）和完善研究者所在研究机构的相关信息。上文提到建议使用研究者所在研究机构的邮箱注册，原因就在于这里还要求输入研究者在研究机构的邮箱，笔者曾因没有使用笔者所在研究机构的邮箱而使用了腾讯邮箱，导致申请被审核人员驳回，在重新修改邮箱后才得以通过，如图6所示。

在完成以上所有信息的填写后，在所示页面中，勾选“I agree to comply with all Terms and Conditions of Access”，然后点击“Submit registration”即可提交申请。

图4 Sign up完成后的提示

图5 Registration页面

在申请提交后，会出现提示页面，表示申请正在审核，正常情况下需3～5个工作日。在此期间，研究者没有权限申请研究数据和生物样本，但请注意登陆AMS系统，留意查看UK Biobank管理团队可能发来的邮件，因为UK Biobank是第一次收到笔者所在的研究机构发来的申请，所以笔者收到了多封UK Biobank管理团队发来的要求补充各种信息的邮件。最终经过多次补充信息的提供后，笔者获得了Access Management System的访问权限。

由此可见，UK Biobank的申请过程中对研究者和研究机构的研究背景、研究目的和研究动机是有较高要求的，包括需要提供近期发表的相关学术成果进行证明，以确保研究是出于善意的科研目的[5]。

2 研究资源的检索

获得AMS的访问权限后，即可在AMS Login页面（图2）中输入Uesrname和Password登陆，此时即可进入AMS主页。

图6 审核人员要求笔者修改E-mail adress

其中“Showcase”一栏是对UK Biobank数据的展示，研究者可通过所需的数据字段对数据库进行检索，该数据展示功能概括了所有研究数据和生物样本的分布情况、获取方式和现有研究结果等信息，以便研究者更好的了解可用的研究数据和生物样本的情况并作出申请[6]。

研究人员可在Showcase页面，如图7所示，通过输入关键词、编码或查看分类目录等多种方式对相关数据和样本情况进行检索。对于初次使用者来说，强烈建议阅读用户指南，“点击User Guide”即可打开用户指南。本文以肺癌为例，使用Showcase系统对收录资源进行检索。单击“Search”按钮，在弹出的搜索页面中输入关键词“lung cancer”，研究者可自定义所需数据的类型和属性，勾选越多则返回的搜索结果范围越广泛，我们选择Data-Field，其他保持默认（图8）。确定要检索的数据类型和属性后，点击“Search”即可获取所有与癌症相关的数据收录情况（图9），共返回69个数据字段。点击第一项“Age lung cancer diagnosed by doctor”，即可查看所有收录的数据中肺癌患者的诊断年龄，我们可知目前数据库中共有156例参与者被诊断肺癌，平均诊断年龄为61.391岁，以及其他年龄的分布情况（图10）。

3 申请研究数据和生物样本

在了解数据和样本的基本情况后，若要下载使用数据和样本，则需进行申请。在AMS主页中，点击“Application”按钮，在弹出页面中点击“Start new application”，在“New application”页面中（图11），按要求逐项填写申请信息，包括研究的简要概述、研究方法、目标和预期产出、所需数据集的类型和大小、研究的关键词、研究项目的持续时间等内容。如研究项目有合作者，则还需填写合作者的相关信息。全部填写完成后点击“Submit form”即可提交申请。在申请中要注意，研究者需明确是否仅申请研究数据还是需要申请生物样本或与参与者重新联系，后两者的申请需经过更严格的科学性或伦理性审查。申请的数据或样本不是免费提供，费用取决于所批准的研究项目需要的数据和样本量的大小[7]。若申请中无法明确研究期限，那么审核团队将会设置一个为期3年的不固定期限，在此期间研究者需要每年更新研究进度。

图7 Showcase页面

图8 Search页面

图9 搜索到的数据字段

图10 肺癌患者的诊断年龄分布

图11 New application页面

在研究者提交申请后，UK Biobank管理团队的审核委员会会分小组对每一份申请进行科学性审查，最终确定批准或拒绝申请。审核小组还会要求研究者在下载数据前签署数据转让协议，承诺不试图识别任何数据和样本提供者，保证数据安全，并仅将其用于批准的研究目的。研究者还须承诺发布其研究成果并返馈其方法、数据或分析结果的详细信息到UK Biobank，以便将其纳入UK Biobank的数据库并提供给其他获得批准的研究人员[8]。

4 总结

UK Biobank的最大优点在于其招募的所有志愿者都在英国国家健康服务体系（NHS）中进行了注册，并同意关联他们的医疗相关记录，这使得UK Biobank可以通过国家医疗数据详细跟踪所有志愿者的疾病与健康状况[9]。

前瞻性队列研究对于疾病危险因素的确定和疾病的预防、治疗和具有重要意义，然而过小的队列对于罕见疾病和不同危险因素与疾病复杂关系的研究是不利的。UK Biobank的前瞻性和超大样本规模以及与健康记录的持续结合为研究人员提供了解决各种研究问题的良好平台。

UK Biobank的缺点在于样本提供者必须填写一份详细的基本情况调查表，包含自己的名字、性别、国民健康服务号码、疾病信息等，存在一定的隐私泄露隐患[10]，同时注册、申请过程较为复杂和繁琐、时间周期较长，对于初次申请者来说，可能较为困难。

我们相信，UK Biobank将在未来提供愈发全面的研究数据和生物样本覆盖，期待它能为全球研究人员提供更加高效便捷的资源注册、申请和使用服务，以及更有保障的信息安全，成为科研人员的好帮手。