张勇:国家基因库-样本库管理、联盟与应用
2013年,国家基因库已经累计处理近210万份生物样本,随着未来科研和相关临床产业的飞速发展,样本库的质量管理、高通量能力、联盟建设以及最后的产出变得尤为重要。
本报告将通过对2013年的总结,与各位专家分享现实工作中面临的问题,同时对未来技术的简要介绍,展望2014年样本库将承载的重大任务。
本报告还将对国家基因库使用的存储硬件、管理软件、监控设备、高通量制备提取经验进行分享。2014年将进一步扩大存储容量,本报告也将探讨联盟样本库(虚拟样本库、网络样本库),第三方存储服务等模式在样本库领域的潜在可能性。
本报告最后将宣布几个大型科学研究计划,吸引更多的科研专家一同为发挥样本库资源做出贡献。
刘宝林:生物样本的低温保存技术
生物样本库中大部分样本都采用冷冻的方式保存,这是因为低温可以抑制生物体的生化活动,保存温度越低,保存时间就越长。生物样本冷冻保存后受到的损害往往来源于冷冻和复苏过程当中,溶液渗透压的改变、冰晶生成等因素是造成损害的主要原因。我们可以通过添加低温保护剂、调整冷冻速率等方法尽量使溶液实现玻璃化,以减小样本受到的损害。目前,我们已成功地实现了许多重要的活体细胞和组织的低温保存,并应用于临床,并提出和完善了低温保存的理论与技术方法,研制出一些低温保存的重要仪器与设备。 建立一个高质量的生物样本库,最关键的就是保证样本的质量。如何提高样本质量越来越受到人们的关注。目前转化医学研究当中,通常只利用生物样本库保存样本的生物大分子信息,却没有考虑到这些信息是否完整有效。并且采用现行的保存方法也无法保存更多的与样本活性相关的信息。因此我们目前着力于改善目前样本库的保存条件,研究样本的质量问题。
王伟业:生物样本库质量
新一代的生物样本库(Next Generation Biobank)的目标就是系统性地建设我们必需的研究性资源和跨学科合作研究的平台。病因学研究尤其是罕见病需要收集足够量的样本资源,单个样本库的资源往往是无法满足需求,整合不同样本库的资源才是实现大型研究项目的策略,其先决条件是样本库之间要具有较高“相融性”。衡量样本库“相融性”的唯一标准是样本库的质量。除样本质量外,信息质量、操作质量、管理质量和应用质量皆为样本库的质量元素,其中信息质量是样本库之间协同规范和合作共享的关键。上海出生队列研究是通过与相关医院合作共同收集所需的生物样本和相关信息。
这些生物样本库仍处于早期发展阶段与缺乏技能和经验,各自的运作和管理之间的差异性较大,尤其是样本采集、信息收集和处理等方面的多样性都可能降低资源的质量和运作效率。除上述的影响因素之外,样本库之间的协同运作(Interoperability)和规范统一也是保证资源质量的关键因素。为了最大限度地提高协同运作质量,我们采取整体统一的工作流程和规范操作,集中化的数据管理和样本存储策略,以及监测各生物样本库的运作质量。已证明良好的协同运作会大大减少了成本和风险, 并简化样本库的运作管理。
临床医生在生物样本库建设中应起主导作用
陆舜:临床医生在生物样本库建设中应起主导作用
Personalized medicine may be defined as “a medical model using molecular profiling technologies for tailoring the right therapeutic strategy for the right person at the right time, and determine the predisposition to disease at the population level and to deliver timely and stratified prevention”. Progress in the understanding of driven genes and drug actions are opening opportunities to match therapies to lung cancer patient populations, and thus pave the way towards a more personalized medicine. The use of driven genes such as EGFR, ALK, and ROS1 et al can help identify patients that are more likely to respond favorably to a given therapy which is approved by clinical trials. Increasingly, we find application in order to stratify different patient groups in terms of clinical response, so as to develop personalized, preventive or therapeutic strategies.
葛明华:肿瘤生物样本库整体建设--问题与思考
肿瘤生物样本库是肿瘤转化研究的基石。建设前要落实管理人员,然后紧跟国内外肿瘤领域的发展制定肿瘤生物样本库中长期规划。另外,肿瘤生物样本库建设是需要长期投入的一项工程,建设单位领导一开始应在专职人员、场地、资金等方面有充分的投入。
肿瘤生物样本库的建设对于单位肿瘤学科发展起着关键作用。前提是肿瘤样本库建设要高质量的实施,其核心是长期有效保存样本的分子信息,并准确记录其附加信息(包括患者信息、随访信息、样本分子检测信息等)。肿瘤生物样本库建成后能够通过国内、国际专家认证,最好能通过各种质量认证(例如17025等)。
肿瘤生物样本库是一个服务机构,其服务内容包括最初级的原始样本(包括肿瘤冷冻组织、正常冷冻组织、石蜡切片、血清、血浆、白细胞层等),大分子提取和质控,实验数据等。有条件的还开展肿瘤样本库相关研究和咨询、培训工作等。
吕有勇:生物样本质量是肿瘤基因组和个体化诊疗研究的基石
现代肿瘤研究是以规范化诊治的多中心临床队列建立为基础,以获得高质量肿瘤样本和系统临床随访资料为核心。 这二项已成为国际生物医药领域竞争的决定性因素。目前,我国在这一领域已达成共识并已具备了一定的条件,许多大型医疗科研机构已开展了一些关于生物样本采集和临床数据库建立的工作。但是,这些生物样本采集工作基本上是科研人员自发的、零散的、缺乏系统的整体设计和专业化的规范运行。
为了健康领域战略目标的实现、建立和推动我国“组学及系统生物学” 整合医学和转化医学研究的发展,特别是在大数据时代如何提升这一领域的整体创新能力和国际竞争力是一个需要认真思考的问题。结合大数据时代生物医学的主要发展方向,如何在国家、地区和研究机构不同层面上,将具体研究工作与包括肿瘤在内的疾病和高危人群研究队列建立、生物资源采集、储存和使用进行有机整合是一个需要认真对待的问题。
组成国际化的高效务实的科学技术管理协调委员会和专业化工作小组包括:临床与病理、生物样本标准化、知情同意与伦理、样本使用审核监督。加强国家层面重大项目(科技支撑、863、973和重大科学计划)间的协调,以研究计划实施中依赖于生物样本的研究项目为基础,逐步推动国家生物资源库的建设和完善。
上海出生队列样本库的信息化以及与其他样本库间的协同运作
新一代的生物样本库(Next Generation Biobank)的目标就是系统性地建设我们必需的研究性资源和跨学科合作研究的平台。病因学研究尤其是罕见病需要收集足够量的样本资源,单个样本库的资源往往是无法满足需求,整合不同样本库的资源才是实现大型研究项目的策略,其先决条件是样本库之间要具有较高“相融性”。衡量样本库“相融性”的唯一标准是样本库的质量。除样本质量外,信息质量、操作质量、管理质量和应用质量皆为样本库的质量元素,其中信息质量是样本库之间协同规范和合作共享的关键。上海出生队列研究是通过与相关医院合作共同收集所需的生物样本和相关信息。这些生物样本库仍处于早期发展阶段与缺乏技能和经验,各自的运作和管理之间的差异性较大,尤其是样本采集、信息收集和处理等方面的多样性都可能降低资源的质量和运作效率。除上述的影响因素之外,样本库之间的协同运作(Interoperability)和规范统一也是保证资源质量的关键因素。为了最大限度地提高协同运作质量,我们采取整体统一的工作流程和规范操作,集中化的数据管理和样本存储策略,以及监测各生物样本库的运作质量。已证明良好的协同运作会大大减少了成本和风险, 并简化样本库的运作管理。
孙孟红:病理学在生物样本库中的重要性
"病理学是基础医学与临床医学之间的桥梁"在生物医药飞速发展的今天,可以演变为"基础医学与临床医学、转化医学之间的桥梁"。病理医生是有高度职业道德和责任感的群体。生物样本库中疾病相关样本的收集、管理和分发离不开病理医生的参与。使样本的质量最大程度上保持与样本离体时的状态一致、将准确的信息提供给研究者,使样本成为基础和临床研究者手中宝贵的疾病相关材料,间接提供长期的、经得起考验的研究结果。随着肿瘤诊断水平的提高,早期发现的病例比率越来越高,使小标本、回归石蜡成为一种趋势;晚期、复发、转移病例活检组织获得的提倡,成为医疗、病理学、研究者之间共享有限样本的最佳形式。
王从容:代谢性疾病生物样本库建设
上海交通大学附属第六人民医院内分泌科/上海市糖尿病研究所/上海市糖尿病重点实验室是一个集临床、科研、教学为一体的综合性糖尿病研究单位。在项坤三院士和973首席科学家贾伟平教授领导下,于九十年代初开始进行以糖尿病、肥胖为主攻方向的临床应用基础研究,并逐步形成大规模代谢性疾病临床样本资源库。已建成国内最大的糖尿病家系库(1400个家系、7100人),形成了门诊高危人群、糖尿病-肥胖-代谢综合征社区人群、糖尿病住院患者、等各类样本库和临床资料数据库,总样本量超过10万人。2011年在科技部新药创制子课题资助下,专门成立了代谢性疾病样本库。2013年被授予"上海交通大学医学院国家'985工程'项目生物样本库"、"科技创新平台上海高校转化医学知识服务平台样本库"。样本库占地500m2,拥有双路供电系统、专业视频监控设备、独立计算机房、生物安全二级实验室以及独立生物样本存储空间。样本库已形成并实施与国际接轨的标准操作流程,构建出入库管理系统、冷链监控系统和临床信息管理系统。标准化管理实施2年来,已电子化管理样本5万人(50万份);已拥有年处理20万份以上样本的能力。近年来利用上述大规模人群,支持多项国家级研究项目(973、863、国家支撑计划、国家自然基金重点项目等);在NatureGenetics、BMJ、Diabetes、Diabetologia等国际知名杂志发表多篇学术论着;并获得与糖尿病有关的各类奖项20余项。