朱叶飞，周学迅，朱乃文，朱立国，翟祥军，卞 倩，彭 红，鲍倡俊，许卫国，羊海涛，汪 华

生物样本库是指通过标准化的流程，收集并储存生物体正常或病理组织、经初步处理的生物样本如DNA、RNA等，以及样本采集对象生理及病理信息的资源库[1]。为了满足国家“艾滋病和病毒性肝炎等重大传染病防治”科技重大专项“江苏省防治艾滋病、病毒性肝炎和结核病等重大传染病规模化现场流行病学和干预研究”课题研究的需要，从2009年起，始建江苏省重大传染病队列研究生物样本库。研究方案得到了江苏省疾病预防控制中心伦理委员会的同意。现将其构建过程报道如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料 耗材：无菌真空采血管、ICT—200S内旋冻存管、IR-224U型冻存架、IRBOX-2100冻存盒等。仪器设备：电脑(PC机)、打印机、激光条码扫描器、条码打印机、低温离心机、ClassⅡ级生物安全柜、冷库、超低温冰箱等。软件：冻存管理系统MSI-F1、江苏省居民健康信息管理系统、实验室信息系统。

1.2 方法 生物样本库建设的具体流程见图1。

1.2.1 调查对象信息收集 收集调查对象的基本信息，包括：性别、年龄、身份证号码、居住地点、户主姓名、联系电话等，生成调查对象数据库。对应每一位调查对象，基于其基本信息，生成一份电子健康档案，以其身份证号作为电子健康档案的识别码。

1.2.2 条形码关联 现场对调查对象身份确认后，按既定的编码规则赋予一组条形码并和其身份证号相关联；发放调查表和采血管；现场打印6联条形码，分别标识体检调查表、X线片摄片袋、采血管、2支血清冻存管，1联备用。

1.2.3 问卷调查和体格检查 调查内容包括：肝炎、结核患病史，乙肝疫苗、甲肝疫苗、卡介苗免疫史等；体检项目涵盖一般性体检项目，包括身高、体质量、血压(35周岁以上者)和X线胸部正位片(15周岁以上者)等。

图1 生物样本库建立之样本采集和相关信息收集流程图

Figure1 Flow diagram of information collection for biological specimen bank

1.2.4 生物样本采集、标识和处理 采集血液样本，按照标识操作规程，离心后将采集样本的血清吸出，分成2管，分别置于2支冻存管中，1管送实验室检测，检测结果进入实验室信息系统；1管送样本库保存；血凝块单独保存。

1.2.5 样本入库 通过扫描样本管上的条形码，依次存入冻存盒、冻存架和冰箱或冷库(见图2)。

图2 样本入库流程图

Figure2 Flow diagram of biological specimen storage

1.2.6 系统对接 通过数据库智能接口技术将居民健康档案信息系统和实验室检测信息系统对接、生物样本库和居民健康档案信息系统对接。

2 结果

2.1 建成多中心生物样本库 截止到2010年底，已经收集15万调查对象(包含11 479例乙型病毒性肝炎感染者和582例肺结核患者)生物样本超过321 984份。分别存放于张家港市、丹阳市和泰兴市。

2.2 实现数据库之间的对接 通过给每个调查对象赋予惟一的一组条形码，并将其和居民电子健康档案的居民身份证号识别码相关联，实现了生物样本库管理系统和实验室信息系统与居民健康档案信息系统的对接。问卷调查、体检结果以及实验室检测结果可以输入或通过数据接口直接推送至居民健康档案信息系统，生物样本库可按需求从居民健康档案信息系统提取所需信息。

2.3 智能化的样本存入模式 样本入库通过扫描条形码完成。在扫描冻存管上的条形码编号时，冻存管理系统通过数据库接口，直接读入该样本对应的个体信息和检测信息。在系统中预设冻存盒结构，和入库时同步进行样本扫描，将样本信息和库位信息建立对应关系，实现样本和信息的批量入库。根据各地分中心的样本库实际情况，规划存储空间，并在软件里预设了库位结构。在样本存入冰箱前，冻存盒的库位已经预设，所以在用扫描方法将样本存入冻存盒的时候，样本在库内的存储定位已经自动完成。

2.4 智能化样本查询 可通过样本位置查询样本信息，也可设定多个条件对现有样本进行筛选并查询样本位置，如某地区乙肝表面抗原阳性的男性对象。并可以根据不同的随访要求一次性导出调查对象的信息。

2.5 标准操作规范的制订 鉴于传染病样本和其他生物样本的不同，考虑到生物安全因素，制订了涵盖样本的采集、运输、处理及存储、查询等全流程的传染病生物样本库管理标准操作规范(待出版)。

3 讨论

上世纪80年代，缘于基础研究、临床应用研究和遗传学研究的需要，伴随冻存技术的发展，欧美一些发达国家相继开始建设生物样本库，1987年美国国家癌症研究所开建其样本库[1]；1999年开始规划建设的英国样本库是目前比较大的样本库[2]，到2010年底已经入库了50万人共1 500万份的血液和尿液样本，而且最近还将数据仓库向全世界研究人员开放[3]。丹麦也于近日建成并对外开放国家生物样本库，存有600万份丹麦国民的生物样本，包括丹麦国家血清研究院已收集和储存的一个多世纪以来丹麦人的生物样本，预计未来数年样本将增至1 500万份[4]。除了单个储存机构，样本库也在朝着网络化发展，样本分散保存在多个加盟单位，而信息统一管理，通过网络方便查询，使生物样本利用率大为提高。如拥有30多个成员国及280多个加盟单位的欧洲样本库[5]。

国内建立较早、得到广泛应用的有广州生物样本库[6]、北京大学和英国牛津大学合作建立的样本库[7]、广州呼吸疾病研究所建立的肺癌样本库[8]和2004年天津大学附属肿瘤医院与美国癌症研究基金会联合建立的肿瘤组织库等。然而，到目前为止，基于乙型病毒性肝炎、结核病等重大传染病研究建立的生物样本库，国内外鲜有报道。

研究表明，大型生物样本库实施条形码管理系统可缩短每份样本的处理时间，提高工作效率[9-10]。本研究在条形码技术的基础上，结合数据库智能接口技术，实现了全流程的信息化管理，并针对传染病研究样本的特殊性，制订了传染病生物样本库管理标准操作规范。通过赋予研究对象惟一的一组条形码，样本入库时扫描条形码，省去手工输入环节，减少了误差，缩短样本入库、检索和提取的时间；以条形码技术为核心的生物样本库管理系统可以准确记载样本类型、何时处理、如何处理、保存和使用情况，确保样本信息的连贯性和完整性。通过将研究对象的条形码和其居民身份证号码关联，实现了生物样本库信息管理系统和实验室检验信息系统与居民健康档案信息系统的数据对接。生物样本库可以按照需要直接从居民健康档案管理系统中智能化地采集数据，如研究对象的基本信息和检验信息等。实际研究中尚可读取研究对象的图像信息，以便于现场随访调查采样时调查对象身份的确认。目前，我们已通过数据接口技术，实现居民健康档案管理系统和医院信息系统的对接，这样调查对象的样本就可以和其诊断信息、治疗信息和随访信息动态关联，拓宽了样本关联信息的同时，也便于后续研究时不同条件样本的智能化筛选。数据库之间智能化对接，使样本信息的管理和提取无需使用纸张，最大限度地降低了出错率。

总之，重大传染病研究生物样本库收集的样本和相关信息对重大传染病前瞻性研究提供了有益的资源。传染病生物样本库管理标准操作规范的制订对生物医学发展有着深远影响。

1 Grizzle WE,Aamodt R,Clausen K,et al.Providing human tissues for research:How to establish a program[J].Archives of Pathology & Laboratory Medicine,1998,122(12):1065-1076.

2 Ollier W,Sprosen T,Peakman T.UK Biobank:From concept to reality[J].Pharmacogenomics,2005,6(6):639-646.

3 Watts G.UK Biobank opens it data vaults to researchers[J].BMJ,2012,344:e2459.

4 Pedersen OB,Erikstrup C,Kotze SR,et al.The danish blood donor study:A large,prospective cohort and biobank for medical research[J].Vox Sang,2012,102(3):271.

5 Yuille M,van Ommen GJ,Brechot C,et al.Biobanking for Europe[J].Brief Bioinform,2008,9(1):14-24.

6 Jiang C,Thomas GN,Lam TH,et al.Cohort profile:The Guangzhou Biobank Cohort Study,a Guangzhou-Hong Kong-Birmingham collaboration[J].Int J Epidemiol,2006,35(4):844-852.

7 Li L,Guo Y,Chen Z,et al.Epidemiology and the control of disease in China,with emphasis on the Chinese Biobank Study[J].Public Health,2012,126(3):210-213.

8 Li H,Qiu Y,Zhang X,et al.Establishment of a lung cancer biobank of a southern chinese population[J].J Thorac Dis,2009,1(1):17-22.

9 Elliott P,Peakman TC.The UK Biobank sample handling and storage protocol for the collection,processing and archiving of human blood and urine[J].Int J Epidemiol,2008,37(2):234-244.

10 朱彤,李成毅,江朝强,等.广州队列研究生物库中条形码技术应用与评价[J].中国公共卫生,2006,22(9):1097-1098.