肿瘤标本库的建设与发展

王自勇，栾婷，王海峰，王剑松

(昆明医科大学第二附属医院/云南省泌尿外科研究所，昆明650101)

随着医学研究的进展，人们对恶性肿瘤的认知已深入至分子生物学、基因学、遗传学等领域，在攻克恶性肿瘤这一世界性难题上，其研究方向也逐渐转向了人体肿瘤组织标本研究。如何获取和保存肿瘤标本并保持其长期生物活性，是肿瘤标本得以利用的第一步。通过建立肿瘤标本库，离体的人体肿瘤标本得到收集和存储，并在长期保存过程中减少和避免标本的生物活性丧失，如蛋白变性、DNA和RNA水解等，可以实现同一标本的重复性使用。通过系统规范地采集和存储肿瘤患者的组织标本、血液、尿液等相关提取物，并全面收集临床病理数据信息，包括患者的基本信息、临床诊疗数据、治疗后随访情况等相关资料，使组织标本与临床数据整合统一，组建肿瘤标本库[1，2]。建设肿瘤标本库的意义不只局限于单一研究机构，随着肿瘤标本库的网络化，各研究机构甚至各国家之间可以形成标本库的合作共享，加快标本库数据量的快速积累，实现真正的肿瘤标本大数据，肿瘤标本库的研究也逐渐形成多中心甚至全球化发展，为全人类战胜恶性肿瘤做出巨大贡献。现结合文献将肿瘤标本库的建设与发展情况综述如下。

1 肿瘤标本库的组成及价值

完整的肿瘤标本库应该包括肿瘤组织库及肿瘤数据库两部分[3]。肿瘤组织库，即组织标本的存储设施，通过收集肿瘤活体组织、肿瘤旁组织、病理组织切片以及血液、尿液等标本，建立专有的实验室或存储库房进行长期有效的保存。肿瘤数据库是肿瘤标本信息资料的记录，主要由以下几个方面构成：①病例相关资料：包括病例基本信息(如病案号、姓名、性别、年龄、地域、民族、职业、生活习惯等)、临床诊疗资料(相关检验及检查结果、临床诊断、病理诊断、手术方式及时间、术后并发症及随访记录等)；②标本相关资料：包括标本编号、采集时间、标本部位、标本数量、标本图片等；③病理相关资料：包括病理切片编号、组织类型、分级、浸润程度、免疫分型等；④库存相关资料：包括入库编号、库存位置、分组分类等；⑤使用记录相关资料：包括使用时间、使用人、使用后标本情况、审批情况等；⑥标本质检资料：包括质检内容、质检结果、检验人、质检日期等；⑦标本废弃资料：包括废弃时间、废弃原因等。肿瘤标本库要得以充分应用于医学研究，必须将组织库与数据库两者紧密的结合起来，既有充足的组织标本，又有完善的数据资源，才能形成具有重大价值的肿瘤标本库。

从基础研究到转化医学研究，再到临床研究，肿瘤标本库的价值贯穿始终。肿瘤标本库为基础医学研究提供了直接研究对象，实体标本和数据都是基础实验研究的高质量素材。在此基础上，研究机构和个人可开展不同的科研实验，如特异性抗原筛选、基因筛查、蛋白分析、制作组织芯片、研发靶向治疗药物等，为肿瘤的研究开创新的领域、探索新的发现。以肿瘤标本库为平台，可大大缩短研究周期，加快研究进度，促成肿瘤研究的新进展。

在转化医学研究方面，肿瘤标本库也具有重要作用。转化医学是将基础医学研究和临床治疗连接起来的一种新的思维模式，旨在让基础医学发现的研究成果转化为临床实际应用，改进疾病的预防、诊断和治疗[4，5]。Braicu等[6]的研究认为，肿瘤标本库的建立可以提高转化研究的质量和速度，促进了转化医学研究的发展。肿瘤标本库在临床诊疗和基础研究中扮演桥梁作用，临床诊疗过程中产生的医学问题，以肿瘤标本库为平台并以大量的肿瘤标本为研究对象，转化为基础实验研究;同时，研究成果以肿瘤标本开展验证和实施，最终将基础研究成果转化成为实际患者提供的真正治疗手段。

在临床研究中，肿瘤标本库同样具有广泛价值。肿瘤标本库存储了大量数据，收集积累了临床医学证据，并将数据信息化、结构化存储管理，其检索和利用方便快捷，研究者既可以对标本库的全部数据资源综合分析利用，也可以从某个单一研究方向开展课题研究。标本库为恶性肿瘤的病因学、流行病学、诊断、治疗及预后等多方面研究提供了信息资源，足量的信息数据足以形成多角度、多层次、多系统的研究，例如美国纪念斯隆-凯特琳癌症中心和欧洲癌症治疗研究组织通过对膀胱癌标本库大量的数据进行分析研究，认为可以通过患者基本信息、疾病特点、病理诊断等相关数据预测肿瘤的复发和进展[7,8]。

2 国外肿瘤标本库的建设和发展

国外肿瘤标本库的建设起步早、发展快，二十世纪末期，欧美发达国家就逐渐开始建立标本库。肿瘤标本库的建立最早从美国开始，1987年美国癌症研究中心就建立起国家级肿瘤标本库，据统计，截止到2004年，该标本库就已经拥有70万个肿瘤标本[9]。随后，美国各大研究机构相继建立了不同的肿瘤标本库，例如著名的MD Anderson癌症中心于1993年建立了头颈部肿瘤标本库，并成为了世界上最早的专业肿瘤标本库之一，到2007年，其收集的肿瘤标本已经超过2.5万例[10]。2004年，经过美国组织库协会认证的标本库已经达到了70多家[11]。欧洲的肿瘤标本库建设起步也较早，建立了以欧洲癌症研究所为中心，分散于整个欧洲的肿瘤组织库体系[12，13]，并于1991年成立了欧洲组织库协会。随后英国、瑞典等纷纷建立起大规模肿瘤标本库，到2009年，欧洲组织库协会已有300多名成员，其中还包括我国的46名成员[14]。除欧美国家以外，日本、韩国、澳大利亚等国家也较早开始建立肿瘤标本库。

欧美国家的肿瘤标本库已逐渐实现规范化及标准化的管理运营，从建设到管理等方面已形成统一规范的发展模式，而且还具有信息化与网络化的特点。美国组织库协会在1984年就制定了第一部针对组织库的权威性的产业化标准，即美国组织库协会标准[15]，此标准对供体选择、组织库管理、记录、质量监控及保险等多个方面进行了统一、规范的界定，并在之后发展中不断完善和修改。不仅如此，美国的肿瘤组织标本库在资源信息化、共享发展、合理应用等方面均逐渐发展成熟，例如MD Anderson癌症中心于2002年建成的胰腺癌组织库，下设25个卫星组织库作为区域共享资源，形成了完备的生物信息网络[10，16]。欧洲肿瘤标本库的特点是肿瘤及相关组织的采集和存储主要由各成员国和地区大型医院进行，数据的信息化加工和管理则由欧洲癌症研究所负责[12，13]。欧洲组织库协会也出台了组织库标准，对全欧盟国家的组织标本采集和利用进行统一的指导和管理，在不同成员国及研究机构建立的肿瘤标本库之间，同样也实现了标本库的资源共享和科研合作。国外肿瘤标本库的标准化体现在伦理及法律规范、设施仪器配置、样本采集和保存、数据录入及管理、标本质量控制、专业人员认证、标本库的专业化和具体化等多个发面，肿瘤标本的储存、质量控制及检测等技术手段也较先进。

3 我国肿瘤标本库的建设和发展及存在的问题

3.1 我国肿瘤标本库的建设和发展 我国的肿瘤标本库建设起步较晚，从上世纪九十年代逐渐开展。北京大学临床肿瘤学院1996年组建成立了我国第1个肿瘤标本库，成立之初主要是对本院的肿瘤标本进行保存和整理，到2005年，已入库常见肿瘤标本(主要包括胃癌、食管癌、大肠癌、肝癌、胰腺癌、肺癌和乳腺癌等)达3 000多份，常见肿瘤血清标本2000多份[17]。进入21世纪，我国其他研究机构及医院也逐渐开展了肿瘤标本库建设，2000年解放军总医院建立了胆道肿瘤标本库，2002年北京天坛医院建立了脑胶质瘤标本库，2003年广州医学院第一附属医院建立了儿童肿瘤标本库，中山大学、天津医科大学附属肿瘤医院、河南省肿瘤医院等医院也较早开始建立肿瘤标本库。我国医学发展较国外落后，肿瘤标本库的建设受人口、经济、体制等多种因素限制，总的来说，经过近三十年的发展仍未进入成熟阶段，目前仍面临诸多问题。

3.2 我国肿瘤标本库存在的问题

3.2.1 建库规模小 目前国内肿瘤标本库的建设几乎遍布各大医学高校、医院及研究院等机构，针对不同类型肿瘤的标本库也种类繁多，但大部分是独立发展。以独立机构为单位建库，标本收集对象的来源不广，加上建库时间晚、硬件设施不完善、技术手段相对落后等因素，每年新增标本数量少，肿瘤标本库的规模总体较小。而国外的标本库规模大，标本量、数据量多。有文献[18]报道，美国肿瘤标本库在21世纪初存储的人体组织样本数量就已经超过3亿份，且以每年2000万份的速度继续增长，英国肿瘤标本库存储量目前也已超过5000万份，丹麦肿瘤标本库的存储量也达到600万份。相比之下，我国的肿瘤标本库在建库规模及标本数据量上远远不及欧美发达国家，目前为止尚未有报道肿瘤标本数据量达数十万甚至更高水平。

3.2.2 肿瘤标本库的建设未规范化及标准化 我国肿瘤标本库建设主要模仿和借鉴国外的发展模式，关于肿瘤标本库建设的基本流程、建库方式、设备设施要求、专业人员构成、技术路线、管理及运营模式等缺乏统一的规定，这也造成了肿瘤标本库质量参差不齐、建设模式各异等问题。国际上早已有公认的肿瘤标本库建立标准，如国际生物和环境资源协会与美国国立癌症研究所样本库拥有建设肿瘤标本库最权威的产业化标准[19]。我国也出台过关于标本库建设的指导和规范，如2006年北京大学季加孚教授主编出版的《肿瘤组织标本库常用实验技术手册》，被多数研究机构采纳和使用。此外，我国医药生物技术协会组织在2011年制定了我国《生物样本库建设标准规范(试运行)》，2015成立的国家生物样本标准化技术委员会 (SAC/TC559) 制定了《国家生物样本标准化技术体系》，这些标准为标本库的建设提供了一定的指导和规范。但至今为止，权威部门尚未发布关于肿瘤标本库建设的具体标准和规定，全国也未形成统一的发展模式。

3.2.3 相关法律及伦理问题尚未完善 医学伦理相关法规起源于西方国家，涉及人体的医学研究道德原则最早于1964年世界医学协会联合大会发布，即《世界医学协会赫尔辛基宣言》，发布至今多次修改，内容不断完善。我国于1998年颁布了《人类遗传资源管理暂行办法》，对人体组织资源做了相关法律规定。但在肿瘤标本库建设方面，我国的伦理意识和法律意识淡薄，不如西方国家强烈，法律也未深入到标本库建立过程中存在的诸多具体问题，医院伦理委员会的建设也存在机构设置及人员结构不合理、缺乏法律支撑、缺乏伦理培训等问题[20]。

3.2.4 信息化管理不健全 肿瘤标本库的核心是数据，标本库数据的信息化是标本库得以充分利用的前提，如何将组织标本数据、临床信息数据科学高效的管理并充分整合、构建科研数据平台是信息化的关键点。我国肿瘤标本库的数据系统大多数采用Microsoft Office Access数据库，该数据库具有易于管理和操作、存储和查询简单快捷等优点，但其为单一文件，数据容量受限，文件损坏难以修复，且不能实现数据的网络化同步和共享，数据应用于临床或基础研究时，缺乏更全面而强大的数据分析功能，难以满足实际的科研需求。国内针对肿瘤标本库研发的计算机数据信息系统较少，且种类不一、模式各异，未全面采用国际医学标准术语及疾病分类标准编码，信息化发展水平总体落后，研发一个智能、高效、通用的计算机信息化数据平台依旧是我国肿瘤标本库发展的难题。

3.2.5 信息资源共享欠缺 各医院及研究机构建立的肿瘤标本库大多是独立发展，未全面形成合作网络。我国《“十三五”生物技术创新专项规划》中提出构建资源共享库及共享服务网络体系，但一方面各肿瘤标本库的资源不愿共享，另一方面电子网络平台未全面建设，限制了信息资源共享的发展，且虚拟肿瘤标本库在我国尚未开展。虚拟标本库是以数据资源为中心的电子网络平台，可以促进标本之间的信息交流与合作，但我国对虚拟标本库的探索建设鲜有报道，这些都导致了标本库的资源局限，难以实现多中心的信息交流合作[21]。

3.2.6 开展国际间合作困难 我国开展肿瘤标本库建设的国际合作较少，如2004年天津医科大学附属肿瘤医院与美国癌症研究基金会合作共同建立拥有5万例标本量的肿瘤标本库。但总体来说，我国肿瘤标本库建设模式不统一，未采用国际化的建库标准和规范，技术和设施落后，信息化管理、网络建设等与发达国家存在较大差距，无法与国外肿瘤标本库接轨，开展国际合作困难。

总之，肿瘤标本库建设的意义重大。目前发达国家的肿瘤标本库规模大、建设规范化和标准化程度高，我国肿瘤标本库的建设起步晚、建库规模小、建设未规范化及标准化、相关法律及伦理问题尚未完善、信息化管理不健全、信息资源共享欠缺、开展国际间合作困难。今后我国肿瘤标本库也将进一步精细化建立，针对肿瘤本身的肿瘤细胞库、肿瘤基因库、肿瘤DNA库等也将会逐渐建立并对肿瘤研究带来新的发现。