邢 杰，余科科，张 叶，韩宝惠，徐 蕾

随着现代科学技术的不断发展，人们通过大量的基础医学研究对当前疾病的认识也越来越深入，然而研究结果越来越多，真正能够转化到临床应用的却并没有明显增多，其中一个重要的原因就是基础研究和临床研究之间没有建立起一个很好的桥梁[1-3]。2011年，国家医学科技发展十二五规划明确将生物样本资源库作为“支撑医学项目”重要工作之一，2015年，国家标准化委员会批准成立生物样本库标准化委员会，在国家大力支持下，国内的生物样本库取得了长足的发展[4-5]。

2016年，国家癌症中心发布中国最新癌症数据，其中肺癌的发病率和死亡率均居第一位，因此，与肺癌相关的精准诊断、个体化治疗的研究就显得尤为重要。作为基础和临床研究基石的高质量生物样本则成为重中之重。2016年，上海交通大学附属胸科医院胸部肿瘤手术量已逾10 000台，依托于丰富的临床资源，我院建立了胸部肿瘤生物样本库，建设目标是立足资源平台建设，推动以肺癌为主的胸部肿瘤发病机制的研究，进而促进多学科诊治。

1 精准医学时代生物样本库发展

1.1 国外生物样本库建设 国外生物样本库起步较早，并且已经形成了信息化和网络化管理，随着现代医学技术的不断发展，国外对人类生物样本资源的保存和研究越来越重视，已经实现了生物样本库的大型化、产业化和信息化，并且建立了较为完善的法规和技术指南。全球有代表性的生物样本库及其国际组织有泛欧洲生物样本库与生物分子资源研究平台、英国生物样本库、卡罗林斯卡医学院样本库、卢森堡联合生物库、加拿大组织库协作网络、国际生物和环境样本库协会[6-7]。

1.2 国内生物样本库建设 国内生物样本库近年来快速发展，与国外相比，虽起步较晚，但依托于强大的人口基数，我们迎头赶上并且发展势头强劲。国内的病种数量以及罕见病种生物样本的数量是国外无法比拟的。早在1994年，中国科学院就建立了中华民族永生细胞库，此后山东省脐带血造血干细胞库、北京脐带血造血干细胞库、复旦大学泰州健康科学研究院、SBC芯超生物银行、深圳国家基因库等专项生物样本资源库也相继建立，以上都是较为成功的生物样本库[8-9]。

肿瘤专科生物样本库的建设随着生物样本库行业的发展也在不断的建设过程中，较为成功的如复旦大学附属肿瘤医院组织库、北京协和医院临床生物标本中心、第四军医大学附属西京医院生物样本库等专科样本库都有长足的发展，为专科样本库的建设积累了经验[10-11]。

但随着专科生物样本库的快速发展，问题也越来越凸显，主要存在以下问题：①规模小，同一家医院可能存在多个小型的科室样本库或课题样本库；②肿瘤专科样本库在取材、存储、出库等过程不同于其他类型的样本库，但是缺少统一的标准；③肿瘤专科样本库依托于本院临床资源，在样本数量上相比于综合医院处于劣势，样本的存储和使用周转率较小。

2 上海交通大学附属胸科医院生物样本库建设

2.1 样本库的组织构建和管理 规范的生物样本库建设需要完善的组织构架来实现。我院由分管科研的院领导牵头顶层设计、科教部统筹协调、生物样本库管理委员会监管和审批，并配备专业、专职的工作人员，负责生物样本库的建设和日常运行及管理。将医院原本的较为小型的科室样本库、课题样本库等收归生物样本库统一管理，每一份样本从收集到使用再到结果的反馈，都有清晰的记录，保证了样本的可追溯性，避免了生物样本资源管理的混乱。

2.2 知情同意书的签署 生物样本采集知情同意书，由医院伦理委员会审批通过。知情同意书放置于电子病历中，在收集样本之前，由医生与患者沟通得到同意后签署，若患者有疑问，由临床医生与生物样本库工作人员做进一步的解释，争取患者的同意。

2.3 血液样本的采集和处理 临床上血液样本的采集，由医生开具医嘱，护士执行医嘱采集血液。采集的血液样本及时送到生物样本库，样本库工作人员尽快将血液样本低温离心并分装，3 000 rpm×10 min，分装成血浆、血沉棕黄层、红细胞和血清，每份0.5 mL，分装完成后贴标签立刻入库，-80 ℃保存。短时间不能完成离心处理的血液样本，于4 ℃保存，最长时间不超过4 h。

2.4 组织样本的采集和处理 组织样本的采集在病理科取材室进行，在病理医生做完术中病理并出具冰冻诊断报告后尽快取材。通常取肿瘤组织和配对的癌旁/正常组织，并且分装成小份保存，便于样本以后直接出库，避免反复冻融生物样本(图1)。所有样本的取材必须保证不能影响正常的病理诊断及后续治疗，并且样本库为每个捐献者留取一份副本，以保证不会因为随着生物样本的出库造成该样本资源的耗竭。

图1 组织样本的采集

考虑到组织内大分子结构的不稳定性，样本从手术离体到入库，时间控制在15 min以内，最长不超过30 min。并且将入库时间作为样本信息，记录在生物样本库管理系统中，作为生物样本的一个重要信息保存。

采集生物样本有2种模式：①课题导向的生物样本收集，临床科研人员根据自身的课题需求，向生物样本库提出申请，收集某种特定的生物样本，例如放化疗后的胸腺癌、食管癌生物样本；②以肺癌为主的胸部肿瘤样本收集，包括肺癌(含少见肿瘤)、食管癌、纵隔肿瘤、心房粘液瘤、心瓣膜组织等，这种生物样本收集方式不具体满足某一课题要求，仅仅根据我院的专科特色进行收集，以满足大多数临床科研人员的研究需求。

生物样本的保存方式多种多样，冷冻、RNAlater、蜡块等方式，可根据自身单位的实际情况及课题的要求，选择合适的保存方式。我院生物样本库采用冷冻及RNAlater保存方式，生物样本取材后经液氮快速冷冻，防止细胞内形成的冰晶损坏细胞结构或活性分子的结构，然后转移到低温存储设备中。液氮快速冷冻时间不宜过长，否则液氮的低温会使得冻存管密封圈失去效果，导致液氮进入冻存管，一方面会导致样本的交叉污染，另一方面在样本出库的过程中，冻存管内的液氮迅速膨胀，极易发生爆管，造成伤害。另外，我院生物样本库也采用气相液氮的保存方式，大型气相液氮罐配备后备液氮供应系统，能够使得气相液氮罐中一直处于气相状态，其温度达到-190 ℃，既保证了样本的低温存储，也很好的解决了液氮可能进入冻存管的问题。另外，RNAlater能够很好的保存组织RNA，向冻存管内注入10倍于组织体积的RNAlater，-20 ℃保存。

我院生物样本库依托于丰富的临床资源，是以胸部肿瘤为特色的生物样本库，现已收集样本数量愈84 000份，捐献者接近10 000例，并且随着捐献者数量和生物样本数量的不断增加，收集的生物样本病种类型还在不断的增加(图2)。

图2 生物样本库捐献者数量和病种数量

2.5 生物样本的质量控制 生物样本的质量是样本库工作的核心，样本应在规范、严格的条件下进行采集、处理、保存、运输及出库，影响生物样本质量的因素包括分析前变量和分析变量。分析前变量包括生物变异、样本收集、处理和存储等过程[12-15]，对生物样本质量影响较大。

2016年，由复旦大学附属肿瘤医院组织库牵头，上海交通大学附属胸科医院生物样本库参与编写了《恶性肿瘤生物样本库标准操作流程》，将本院生物样本库实践经验共享的同时，也吸收其他肿瘤专科样本库的经验。参与翻译《加拿大组织库协作网络标准操作流程》，借鉴国际上成功样本库的经验，建设好本院的生物样本库。

2.5.1 组织样本的病理评价 组织样本在入库前或者入库后短时间内，需要对样本的病理状况进行评估，包括样本的肿瘤细胞比例、肿瘤分级以及病理诊断等，必要时将样本采集单位的病理报告和病理切片图像资料等作为生物样本信息录入样本库信息管理系统。

2.5.2 总体分子水平评价 生物样本库的质量评价一般针对总体分子水平的评价，RNA相对于DNA更容易发生破坏和降解，所以通常将RNA的完整性作为评价样本的质量指标[10-11,13,15]。质量评价是一个长期的系统性工作，我们从建库初期就建立了每月随机抽检制度，抽取一定比例(5%～10%)的库存标本提取DNA/RNA(图3)。同时我们还获得由上海重大疾病临床生物样本库质量控制中心、上海医药临床研究中心、上海生物样本库工程技术研究中心联合颁发的质控证书。

图3 抽样质控样本RNA质量检测结果

2.5.3 生物样本质量信息反馈 生物样本库一个重要的工作是为研究人员提供质量合格的生物样本，并且提供生物样本相关信息，而研究人员对生物样本的使用过程也是对样本质量进行进一步检测的过程，研究者将样本使用过程中的质量信息反馈给生物样本库，这对于生物样本库评估样本质量信息、改进样本采集处理、存储过程、冷链运输等多个环节均有重要意义。质量控制体系也可根据研究人员的信息反馈进行适当的优化，从而更加全面、有效地反映生物样本库存储样本的质量信息。

2.6 生物样本信息化建设 生物样本库的核心建设是数据库建设，因此，全面又准确地录入与生物样本的关联数据是信息管理系统的重要组成部分[16-17]，以便对样本进行注释，包括实体肿瘤的大小、种类、数量、原发位置、冷缺血时间、入库时间等，捐献者基本信息、检验信息、病理信息、影像资料等，捐献者的术后治疗、术后用药和复发情况等随访信息。

生物样本库建设之初，我们是由人工将样本信息录入信息管理系统，但随着生物样本的入库和出库量逐渐增多，人工录入既耗时耗力又易出错。目前我们采用间接信息对接的方式，即在病历系统和样本库信息管理系统之间建立一个数据平台，通过特定字段读取自动录入所需的与生物样本关联的结构化信息，不仅实现了信息录入的自动化操作，又避免了接口的直接对接可能产生的风险。

2.7 生物样本的使用与共享 每一份使用生物样本的申请，必须是经过伦理委员会审核且在科教部备案的科研项目。通过院内协同办公平台提交给生物样本库审核，是否有适合申请者所需的生物样本，随后转发给科教部及分管院长审批，规范的申请和审批流程保证每一份出库的生物样本都有据可查。肿瘤专科生物样本库在数量上无法比拟综合医院生物样本库，故收集的样本要能使用起来，才能真正体现生物样本库的价值所在，我院所有生物样本的申请均免费使用，保证院内每一个想做科研能做科研的人员能够用得上样本库的每一份样本。 真正实现了生物样本的共享、服务于医院的临床医学研究事业。

同时，依托于上海市科学技术委员会-上海市专业技术服务平台项目“常见恶性肿瘤生物样本库网络建设”项目，与上海复旦大学附属肿瘤医院及沪上其他8家三级甲等医院共同建立了“上海市恶性肿瘤生物样本库网络系统”，目前已共享2 000例肺癌生物样本。利用“互联网+样本库”，形成具有检索、临床病理诊断、药物治疗、检验、影像、样本存储、样本服务、网络协同办公及冷链物流等信息的一站式恶性肿瘤生物样本库专业技术服务平台。

3 结语与展望

上海交通大学附属胸科医院生物样本库中收集的每一份生物样本均遵照标准操作规程、质量合格、信息完整，以保证每一份生物样本都具有科研价值；通过规范的网络申请及审批流程、内部质量控制体系和定期的评估机制，生物样本的使用和共享得以真正实现，才能充分发挥生物样本资源的价值，生物样本库也因此充满活力，在临床科研工作中发挥重要的支撑作用。