人类生物样本库及样本管理规范简介

尹 茹 唐 蓉 郑春霞

从人体获得或衍生的任意物质称为人类生物样本,包括但不限于组织、血液、尿液、皮肤、骨髓、肌肉、毛发、分泌物和内脏器官等[1]。人类生物样本库是标准化收集处理、保藏管理以及运输分发生物样本及其相关信息资源的执行机构。规范化的管理流程和高质量的样本是确保生物样本库稳定运行和可持续健康发展的核心基础。利用生物样本库的宝贵资源开展基因组学、蛋白质组学等系统生物学的研究,探讨新的疾病分类、分型、诊断、治疗和预后标准,制订疾病预测、早期检测、分子分型与个性化治疗、预后评估等策略,实现生物样本资源价值转换。因此,建立一个安全、开放、共享的高质量、高标准生物样本库对于保存和提供生物资源具有重要意义。

历史沿革

国际标准化组织生物技术委员会(ISO/TC 276)于2013年成立以建立国际通用的生物技术标准。ISO 20387“生物技术—生物样本保藏—生物样本库通用要求”(以下简称ISO 20387-2018)由ISO/TC276负责制订,2018-08-30正式发布,为国际提供统一的定义和管理要求,是全球第一个生物样本库专用认可标准。生物样本库用户、监管机构、同行评估组织、认可机构均可使用ISO 20387来确认或承认生物样本库的能力[2]。

2015年国家质检总局、国家标准化管理委员会获批成立全国生物样本标准化技术委员会(SAC/TC559),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修订工作[3]。2019-08-30,GB/T 37864-2019《生物样本库质量和能力通用要求》(等同采用ISO 20387-2018)国家标准由全国生物样本标准化技术委员会(SAC/TC559)提出并归口,CNAS提供自愿性认可服务[4]。此后,2021年3月国家市场监督管理总局和国家标准化管理委员会相继批准一系列国家标准发布。

国家标准的发布,为国内生物样本库规范化管理提供了权威性参考,给样本库人员的工作提出了建设性、指导性建议,从以往单一的“收样本、存样本、用样本”升级到现在标准化的“怎么收、怎么存、怎么用”,规范了生物样本库建设和管理体系,促进生物样本数据的交换及资源共享,高效合理地利用和保护了生物样本资源(表1)。本文重点对《人类生物样本库管理规范》(GB/T 39766-2021)、《人类生物样本管理规范》(GB/T 39767-2021)、《人类生物样本库基础术语》(GB/T 40364-2021)和《人类生物样本分类与编码》(GB/T 39768-2021)国家标准[1,5-7]进行介绍和解读,为建设标准化生物样本库提供参考依据和帮助。

表1 国家生物样本库标准发布实施时间

《人类生物样本库管理规范》

《人类生物样本库管理规范》(GB/T 39766-2021)规定了样本库的组织架构、人员、设施、设备、试剂耗材及信息系统等生物样本库的管理要求。

范围本标准适用于从事样本库管理的机构,用于开展科研活动。需要注意的是,规范中要求不得面向公众开展精子、卵子、配子、胚胎的保存工作。要求严格执行人类遗传资源管理的相关法律法规和规定。

组织架构样本库组织架构应包括但不限于样本库管理层、科学技术委员会、伦理委员会、执行机构及其下设的专业组。其中要求科学委员会和伦理委员会应依托母体组织或委托有资质的第三方执行。样本库管理层,负责样本库建设的顶层设计和规划,保证样本库合法合规有效运行,保障样本库得到持续的经费支持。制定保密制度、履行保密责任,对所保藏的样本进行风险评估,制定可靠、完善的生物安全防护方案、标准操作程序及意外事故应急预案;科学技术委员会,负责每个项目的科学技术审查,提出学术意见、建议及评估,保障样本的科学合理使用;伦理委员会,应遵守相关法律、法规和《人类生物样本保藏伦理要求》(GB/T 38736-2020)的规定和要求[8]。执行机构,应定期评估和审核质量管理体系运行情况和改进需求,确保全员理解利益相关方需求和要求。

人员要求和培训包括样本库人员的岗前培训和考核、每个岗位人员资质要求和继续教育培训、定期对员工的表现进行评估,并建立每个员工个人技术档案,可供相关人员获取和使用。其中对于人员能力评估,在遵守《生物样本库质量和能力通用要求》(GB/T 37864-2019)要求基础上,该规范新增了时间、频次要求,能力评估间隔应不超过1年;新员工在进入岗位工作6月内,应对其进行2次能力评估,并有相应记录。对于特殊岗位员工,如病理组织样本的采集,应提供相应的专业技能培训,经考核合格后,对其进行授权。

设施与环境要求设备的正常运行、样本库工作人员工作环境安全有效性、样本库的承重和功能分区、温湿度和水电安保等是保证样本库样本质量的重要部分。在建设中应确保为设备使用和样本存储提供充足并安全的空间。必要时应对开展不相容活动的相邻区域进行有效隔离,包括热源区和无热源区、污染区和清洁区、危险化学品和生物废弃物存放区等,并采取措施避免交叉感染;样本库室内空气质量应符合《室内空气质量标准》(GB/T 18883-2020)要求[9],温度控制在16 ℃～28 ℃,相对湿度控制在30%～80%;照明和供电应配置备用电源,保证设备在断电或故障发生时能及时采取有效补救措施,并有相应监测和报警信息记录,定期检修和维护;应配备门禁授权,并记录所有人员进出样本库信息,确保存储样本和数据的安全性。

设备管理设备责任人应编制设备清单和操作规程,并授权使用。设备标签应正确填写设备名称、型号、编号、责任人及使用状态等信息,根据工作需要定期更新、计量检定/校准。同时制定设备的维修、保养、报废程序,并做相应记录,定期检查执行情况。

试剂(危险品)和耗材管理试剂耗材的外部供应应符合样本库的要求,并制定、成文和实施程序。试剂耗材管理人员应建立试剂耗材清单,标识使用状态,保留试剂和耗材的全流程记录。废弃和销毁的试剂耗材应记录销毁时间、数量和原因,实施相应的销毁方案、废弃后回收方案。根据样本质量控制要求,对试剂和耗材通过抽样的方式进行证实,并形成文件。

信息化系统(安全)为保证样本库样本信息的可追溯性和交互性,保障样本信息安全,保护供体隐私,要求样本库应具备适宜的信息化管理系统,基本功能包括但不限于采集、接收、分发、运输、制备和保存、储存、弃用、质控、查询、追溯等过程信息的管理,同时应记录和存档知情同意信息,实现生物样本保藏过程的信息管理。同时应备份数据,防止数据丢失或破坏。所有能访问样本库信息的工作人员应遵循合同和法律相关保密规定,按照工作需求授权使用。外部访问时的信息传输,应进行数据加密处理,建立合理的安全防护软件和口令安全策略,防止系统被非法入侵。

《人类生物样本管理》

随着我国政府对精准医学投入加大,对样本的需求量日益增加,已成为人类生物样本管理的主要问题。要实现服务于临床精准医疗和成果转化,必须建立高效的管理制度和体系。《人类生物样本管理规范》(GB/T 39767-2021)规定了人类生物样本的接收、储存、管理、分发、包装、运输、弃用和质量保证等样本管理要求。

范围本标准适用于从事样本库管理的机构,但不适用医疗机构诊疗活动中生物样本管理[6]。

接收样本库建立应获得中华人民共和国人类遗传管理办公室行政许可批件,采集单位应提供知情同意书及伦理审批文件。接触样本人员应接受安全操作规程培训和签订样本保密协议。质量管理体系中应包括样本接收范围、条件、程序、接受/拒收标准、不合格样本处理的相关规定。样本管理人员应记录供者的身份信息、样本唯一标识码、样本采集和接收的信息(包括日期、时间、对接人、样本采集部位、数量和类型、采集后和接收前的运输条件)。组织样本还需记录样本冷缺血时间、样本处理方法等。接收过程中可能影响样本质量的相关参数(如溶血、脂血、样本量不足等)也应记录并保持。不合格的样本,接收人员应及时与相关负责人员沟通,补充或纠正材料信息,作出接收、拒收或退回处理。

储存样本应建立入库和出库程序文件,利用信息化系统,对样本的入库和出库,样本的储存环境及位置等进行监控管理,并制定库存核实计划,定期盘点整理库存样本并记录。为防止样本库运行意外情况发生,建议将样本分装多份,不同设备分开储存,或将备份样本储存于其他样本库或独立第三方运行的样本储存中心备份。样本库管理人员应记录并保存样本储存、领用、入库和出库、盘点、知情同意书信息。

分发样本分发前应经样本库管理层、科学技术委员会和伦理委员会的审查和批准,审批包括研究内容的科学性、可行性、合理性和创新性、用于申请的样本类型和数量与研究内容是否匹配等内容。样本分发审批通过后应与申请人签订样本和(或)数据转移协议,包括但不限于以下内容:样本和(或)数据储存和使用限制说明,数据共享的特定条件说明;隐私和保密原则;样本的生物危害性说明;未使用或剩余样本的处理说明;研究成果共享说明;知识产权管理的特定条件的说明等。提前告知申请人样本分发时间、地点和需要准备的包装盒运输材料。分发过程中应建立、成文和实施申请样本的分发程序,申请材料包括申请人姓名联系方式、项目名称、项目科学性和支撑条件说明、样本相关研究内容方法和技术路线及伦理审核批准文件、样本类型数量和科研数据返还承诺等。样本及相关数据应伪名化处理。样本库管理人员应将文件记录并保存。

包装运输根据申请人和不同类型样本需求(温度、湿度、光敏)、天气条件和运输方式等要求进行包装,规范中标注了不同样本类型需要的储存温度、容器、制冷剂的类型用量及运输要求;采用三层防水、防漏容器包装。内层容器外面包裹足够量的吸收性材料,用于吸收溢出的液体,并贴标签。制冷剂置于第二层容器和外层容器中间。外包装上的标签应清晰易辨识,内容完整准确;用干冰作为制冷剂运输时,包装不易密闭,应避免干冰挥发产生的气体造成包装破裂和爆炸;样本运输应由合格的工作人员或委托有资质的物流公司承运。全程温度数据、操作节点时间、操作人员等监管数据不可删除和更改,且可导出或上传,不可预留运输监管数据的删除、更改操作界面和接口的权限;样本发送方和接收方应进行沟通,追踪运输进程。样本库管理人员应将文件记录并保存。

弃用样本弃用应遵循国家法律法规、伦理相关要求,当样本满足以下条件之一:采集量超过批准方案限定范围,符合研究方案中的弃用要求;供者要求撤销样本或退出研究,或超出知情同意书限定范围;样本受到污染、破损或相关数据丢失;有新的研究表明样本具备潜在的风险和生物危害;可按照样本弃用管理控制程序文件规定提交样本弃用申请,审批通过后按储存管理要求进行出库操作,核对待销毁样本的信息并去除所有标签,依据样本的类型将其暂存在指定区域中,建议日产日清。销毁样本应按要求使用专用包装袋收集进行运输,不同类型(感染性、病理性、损伤性)待销毁样本不可混合收集[10-11]。根据销毁样本的性质和危险性使用规定的或被认可的技术和方法处理销毁样本,并将样本销毁报告交给申请人。样本及相关数据销毁和弃用的全过程应具有可追溯性[11]。样本管理人员应记录并保存弃用的相关信息文件。

质量控制定期参加室间质评,建立并实施质量控制程序。样本及相关数据的质量控制应符合其预期用途,并确定质量控制的最低关键性能指标,定期检查质量管理系统的有效性,及检测质控物的质量特性。在进行方法确认和/或验证时,需考虑人员、环境、仪器、试剂耗材等相关影响因素。定期核查样本保藏过程中质控不符合数据,分析原因和持续改进。根据样本生命周期规律,定期随机抽检样本,判断样本预期用途。不同样本类型采用相应的评价标准,建立细胞学观察和/或代谢组检测等质检流程和方案,并进行方法确认和验证。

《人类生物样本库基础术语》和《人类生物样本分类与编码》

《人类生物样本库基础术语》(GB/T 40364-2021)和《人类生物样本分类与编码》(GB/T 39768-2021)确定了人类生物样本库的基础术语和定义、样本的分类和编码,为样本库提供了统一的分类标准,推动了样本资源交流合作和开放共享。其中,需要强调以下定义:(1)捐赠者是向生物样本库提供生物样本和/或相关数据的人或机构,不包括能力验证提供者(对能力验证计划建立和运作中所有任务承担责任的组织)[12]和外部供应方。(2)分析前阶段是样本分析前经历的过程,按照时间顺序,包括收集样本、运送到实验室和在实验室内运输、分离分析物,在分析检查开始时结束。(3)病原体是能使人或动物感染疾病的微生物,包括但不限于细菌、病毒、寄生虫、真菌。

人类生物样本应根据生命科学研究领域的水平和发展状况,结合现实保存的人类生物样本,遵循分类原则,进行逐级分类,分类之间不存在交叉,同时留有扩展的空间。按照人类生物样本的样本类型和器官来源进行分类和编码,详情参考标准《人类生物样本分类与编码》(GB/T 39768-2021)代码表[1]。

需要注意的是,样本类型是基于生物学特性对样本进行分类,以具有科学含义的信息命名,不含具体的人体器官及其器官部位的名称,可包括采集获得的原始物质形式,包括但不限于全血、尿液、血清、血浆、精液、细胞等;或经技术方法处理后的物质形式,包括但不限于DNA、RNA、蛋白质等。

小结:人类生物样本库及样本管理规范相关的系列国家标准的发布,为样本库管理和运行提供了依据,为我国样本库标准化建设提供了坚实的基础。只有规范化的管理模式、标准化的操作流程、完善的管理体系,才能提高样本质量,为科学研究提供宝贵而有价值的资源,从而保证研究者和医疗科研机构的科研结果重复性和可比性,实现样本库资源合理有效地利用,为人类健康作出更多贡献。