生物样本库可持续性发展的探讨

杜莉利，郜恒骏

近年来，生物样本库行业发展突飞猛进，一方面，来自于生物样本作为生命科学基础研究、转化医学研究、人类疾病预测、诊断、治疗研究的重要资源的诉求；另一方面，奥巴马提出的精准医疗以及我国的《“健康中国2030”规划纲要》发布，让医院、研究机构、企业不断加大对生物样本库的投入，给行业发展带来了春天[1]。

一个高标准、高质量的生物样本库的建立与运营，需要大量、长期稳定的资金来支持，而样本库自身造血能力普遍较弱，为了确保样本库的影响与价值得到最大化，保持长期、良性的可持续性发展对生物样本库的生存与发展至关重要[2]。我们将从社会可持续性、运营可持续性、财务可持续性、可持续发展模式等方面探讨生物样本库的可持续性发展。

1 社会可持续性

1.1 政策方面 随着我国国家综合国力不断提升，国家对生物样本库建设日益重视。2011年，《国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要》对“科技平台重点工作”作了整体部署。《医学科技发展“十二五”规划》第八条，明确将“系统建设临床样本资源库”列为“支撑医学发展”的重要工作之一。2012年年末，国务院关于印发《生物产业发展规划》的通知，将生物信息服务行动计划列为第11项专栏，专栏主要内容之一就是建设大规模的生物资源库和信息中心核心平台。2015年初，奥巴马在国情咨文提出“精准医疗”，2016年向其投入2.15亿美元财政预算[3]。2015年下半年，中国精准医疗计划启动，在2030年前将投入600亿元开发精准医疗市场[4]。要实现精准医疗，其中关键步骤之一是获取人类疾病与正常队列样本。因此，生物样本库成为大科学基础工程，将越来越受到社会各界的关注和支持。

1.2 经济方面 随着社会经济的发展及转化医学和精准医学的全面开展，样本及其相关的信息资源已经成为参与生物高科技领域国际竞争的重要资源。世界各国纷纷投入大量资金建立生物样本库。美国在这个领域一直是领跑者，一些生物样本库是由联邦资金资助的，如美国国立卫生研究院；英国生物样本库最初的启动资金9 500万美元源于英国政府健康部的药物研发机构；欧洲生物样本库2003年至2006年由欧洲理事会提供资金，从2007年起加入欧洲FP6并获得资金；卢森堡政府提供了2亿美元用于卢森堡联合生物样本库的扩展；中国的上海张江生物银行预计总投资3亿～5亿元人民币，样本储存量达到5 000万。还有一些国家如法国、加拿大、日本、澳大利亚等，都投入了相当可观的资金用来建立国家级的和区域性的生物样本库[5]。

1.3 社会方面 生物样本库的重要作用日趋凸显，各级政府高度重视，各医院、大学、科研机构纷纷响应，高度重视各自生物样本库的打造，继而涌现出一批批优秀的生物样本库[6]。以2001年1月—2018年12月发表样本库相关专业论文为例，英文在PubMed数据库以主题为“biobank or tissue bank”进行检索统计，中文在中国知网数据库以主题为“样本库/组织库/标本库/生物银行”进行检索统计，均表明样本库建设呈现明显的上升趋势。图1，图2。

图1 在PubMed数据库以主题为“biobank or tissue bank”进行检索的论文量

图2 在中国知网数据库以主题为“样本库/组织库/标本库/生物银行”进行检索的论文量

2 运营可持续性

2.1 标准化 样本库建立初期，由于缺乏统一的技术标准与专业管理人员，缺乏样本采集与管理标准化流程，缺乏规范的样本运输过程管理，缺乏有效的样本质控体系，缺乏样本安全保障设施，缺乏样本信息管理系统等，产生了不少“垃圾库”、“死库”。

随着行业的不断发展，样本库不再局限于数量的增长，而是通过建立统一标准明确样本采集、处理、储存流程，对标准化进行探索研究，确保样本质量，从而实现样本库从“数量”到“质量”的质的飞跃[7]。国际上，陆续出现了美国国立卫生研究院最佳实践、国际生物与环境样本库协会最佳实践、美国CAP-BAP Checklist、法国生物样本库标准NF S96-900、加拿大组织库协作网络样本库标准操作流程等指导生物样本库的规范化、标准化建设。国内，中国医药生物技术协会组织生物样本库分会以规范和推进我国组织生物样本库的标准化建设为目标，秉承“珍惜样本、执行标准、充分应用、维护产权”的16字宗旨，积极推进官、产、学、研、资相结合，以实现生物资源在生物医药产业链各环节的充分利用[8]。全国生物样本标准化技术委员会制订了一套完整的国家生物样本标准体系，主要负责生物样本的采集、处理、存储、管理、分发、应用所涉及的相关技术、方法和产品领域国家标准制定修订工作。国标委在组织我国生物样本相关标准化工作的同时，也将及时跟进和参与国际生物样本库领域的标准化活动，推动研制相关的国际标准。

生物样本库的标准化将产生一大批高质量、高水准的生物样本，这是建设样本库的初衷，也是样本库得以可持续发展的根本保证。

2.2 智能化 样本库库存样本数量逐年增加，传统的样本库存储模式存在诸多问题，例如，降低样本的质量，增加科研工作的风险，同时也会消耗过多的人力、物力等，这使得样本库的智能化应运而生，它能避免这些缺陷，提供更好的样本质量及使用体验。

智能化生物样本库具有样本质量得到充分保证、操作智能便捷、存储集约高效、运行成本大大节省等优势，最大限度地减少人为操作造成的差错，确保了样本存储过程的均一性，极大地促进了我国样本库行业的科学管理和资源共享，可以说是未来样本库建设的一个更佳选择[9]。

目前，样本库的智能化依然处于起步阶段，相对用得较多的是样本前处理工作站、自动化核酸提取设备和自动化存储系统等[10]。虽然自动化设备的购置费用较高，但从长远来看，智能化生物样本库的人力资源成本、运行成本、维护成本和耗电成本总和将远低于传统生物样本库，这无疑是未来生物样本库硬件建设的趋势。

2.3 认可化 认可是对合格评定机构满足所规定要求的一种证实，是体现一所实验室是否达标的重要指标。认可具有促进组织在规范、质量保证和能力等方面的提高，有助于组织实现自我改进和自我完善；提升在同行业中产品的可靠性，更好的建立品牌价值；增强市场竞争能力，赢得政府部门、社会各界的信任；有机会参与国际间双边、多边合作交流等意义。

2018年10月，国际实验室认可合作组织在新加坡召开的第22届全体大会上，正式将生物样本库能力评价活动确立为一项新认可制度，这标志着生物样本库正式迈向认证认可新时代。

自2016年7月至今，中国合格评定国家认可委员会领导及领域专家先后4次召开生物样本库国家认可准则研讨会，开展中国生物样本库认可制度适宜性研究，已建立一套完善的生物样本库认可准则，这不仅对生物样本库的能力建设、质量管理及政府监管提供了坚实技术基础，也使我国生物样本库认可制度走在国际前列[11]。

3 财务可持续性

3.1 成本 一些样本库有明确的成本管理体系，例如，英国生物样本库建立明确的预算和职权范围，涵盖样本库建设、样品采集、储存和加工的所有方面[12]。但大多数生物样本库的成本管理体系不太成熟，甚至无法追溯分析具体成本。

生物样本库的主要成本包括设施设备、样本成本、运行成本等3个方面。样本库应将基础设施设备视为其运营预算第一年的主要支出，在第二年及以后，购买设备的费用相对减少，员工工资、设备的维护和折旧等样本库日常运行成本的比重将大大提升。样本成本则贯穿样本的采集、处理、注释、储存、分发、运输、销毁和使用等全过程[13]。

在大量资金投入之后，应制定合理的成本回收模式以增加持续运营的资源并减少对公共资金的依赖，但到目前为止，很少有文献记录成本回收模型，然而随着金融不稳定性增加以及可持续性发展的需求，未来将试图阐明生物样本库“真正的”成本。

3.2 效益 生物样本库在很大程度上依赖于短期机构支持、政府拨款和(或)课题经费资金的流入，专门的长期资金往往无法获得，但为了满足对基础和转化研究日益增长的需求，样本库通常需花数年时间累积、管理和存储特定的生物样本和相关数据，并且必须在未来几十年内保持可行性。这就给生物样本库行业带来了巨大的挑战，样本库必须拥有自身造血机制与能力。

然而，生物样本库是非营利导向，且从伦理法律角度样本均不可进行买卖。那如何自身造血？如何衡量一个生物样本库产生的效益？目前，样本库尚未有明确的收益模式，所以，我们需要建立一个令人信服的价值体系，让政府、机构、医院、专家及投资者都明确样本真正能产生的潜在的巨大价值。样本产生的效益虽难以量化，但可以从由样本产生的标准、专利、项目、论文、成果奖、转化、产品、应用、社会价值等方面进行参考[14]。另外，在样本应用时，提供机构有权收取合理的有偿使用费用，用于补贴样本库的日常支出；在提供有偿的技术或顾问服务、数据分析服务、样本储存服务时，样本库也可以收取一定费用；除此之外，开发样本衍生产品或进行转化研究，也可以成为样本库的部分资金来源。

4 可持续发展模式

4.1 可持续发展现状 目前，生物样本库的发展主要是得到混合公共资金的支持，据相关调查显示，其中78%的样本库由政府、医院、大学、机构、企业等资助[12]。但也有越来越多的生物样本库已经认识到自身造血的重要性。诺丁汉健康科学生物银行投入了大量资源来确定其成本并制定商业计划，国内外已经开始第三方存储收费服务，比如美国的Biostorage和中国的上海张江生物银行等。

4.2 合适的经济运营模式 与生物样本库组建相关的适当的商业模式少有参考，但真正理解与之相关的经济和金融问题对建立和维持一个样本库来说至关重要。

4.2.1 理解市场的需求 密切关注市场导向，根据能够阐明产业成本的意见，结合专家意见和行业内的主要问题和已总结出的经验教训，同时，努力收集能够清楚表明市场需求的证据，让样本库最大程度地满足市场需求。

4.2.2 成本核算模型 生物样本库的全寿命周期成本分析覆盖样本库所有的投资成本和运营成本，它可以用来评估拥有、运营、维护生物样本库的成本。可以更好地帮助我们划定组建生物样本库所需的可变成本和固定成本，并帮助我们获得进行成本回收计划所需的相关数据[15]。

4.2.3 融资和成本收回 生物银行经济模型工具调查显示，样本库启动支出类别分为4类：初始设备采购，空间规划/建设，库存管理和计算机等。第二年及以后的运营支出分为以下6类：员工工资，消耗品，供应商和顾问，额外的设备采购，设备维护和更换等，虽然生物样本库不应通过销售样本获得经济收益，但允许从样本数据或通过提供服务获得收益[13]。

融资可以来源于项目资金、收取存取费、样本数据的挖掘与开发、提供适当的产品或技术服务、收取会员资格或用户费用、收取分层的访问费等方式。

5 小结

随着样本库行业的不断发展，仅仅只注重“数量”、“质量”或“信息”的生物样本库将不再满足我们的需求，以“可持续”为主的生物样本库才是必然的发展趋势。

最终生物样本库的可持续性将体现在3个维度上，即社会可持续性、运营可持续性和财务可持续性。社会层面显示为政策支持、经济稳增、社会助推，整体有利于生物样本库行业长期发展；运营层面显示为技术升级，样本库已经从简单的存储向标准化、智能化、认可化一步步迈进；财务层面显示为基于成本回收的商业模式仍然是成千上万的生物样本库在全球范围内面临的最常见的挑战之一。

虽然，生物样本库尤其是在公共卫生体制内的生物样本库，很少关注开支和潜在的收入，但其可持续运营是公共卫生系统的隐性成本，理应被充分重视，但目前样本库的成本和效益数据有限，缺少熟知基本原则知识，起草和实施有用及有战略性的生物样本库商业计划已迫在眉睫[16]。