我国生物样本库建设现状与对策

袁 姣，任 虹，吴建才，雷 枢，陈 实，周彩虹，方育梅，叶 霖

随着“提高自主创新能力，建设创新型国家”成为我国发展战略的核心，我国临床医学科学的发展也急需进入自主创新阶段。生物样本库作为临床治疗和医学科学研究的基础设施，是推动临床医学学科创新与诊疗技术创新的关键。大规模、高质量的生物样本库的建设对于探索临床疾病新的诊疗方式，发展新技术新业务，开展精准治疗极为重要，对于提升临床科研质量提供极大帮助[1]。现阶段，我国生物样本库建设水平低，规模小，质量参差不齐，亟待提高其建设水平和质量。本研究通过对我国生物样本库建设现状进行分析，探讨生物样本库建设中存在的问题及对策，为提高我国生物样本库建设水平提供参考。

1 生物样本库建设现状

1.1 国外生物样本库建设现状 生物样本库又称为生物银行，是一个由实体样本库与虚拟数据库组成的一个实体组织，进行标准化采集、处理、储存和使用组织、体液、DNA、RNA等实体样本，以及与这些实体样本有关的病理、临床诊疗、伦理审批、知情同意以及随访等信息，以及相关样本的信息管理与数据应用,实体样本的质量控制和信息管理系统数据的质量控制[2-3]。在国际上，生物样本库已经较为成熟，典型的生物样本库平台有国际生物和环境样本库协会(International Society for Biological and Environmental Repositories,ISBER)、英国生物样本库、美国国立癌症研究所(National Cancer Institute,NCI)生物样本库、丹麦国家生物样本库等。英国生物样本库成立于1999年，是拥有50万个40～69岁的英国志愿者，储存了1 500多万份生物样本的大型前瞻性队列研究的生物样本库[4]。美国NCI生物样本库成立于1987年，目前收集的样本超过80万份[5]。丹麦国家生物样本库成立于2012年，储存了798万多份生物样本，该国总人口数为500多万，在完善的医疗体制和人口登记制度下，每个丹麦人的生物样本均被保留且拥有完整的信息[6]。

近年来，国外生物样本库不断向自动化、大型化、信息化发展，形成了自上而下(英国生物样本库)或者自下而上(NCI生物样本库)的生物样本库共享网络，各国生物样本库制定了统一的标准规范、共享规则和流程，建立了高度开放的公共信息平台，让所有和生物样本库发生关联的人群均能够通过平台获取需要的内容[7]。2018年8月，国际上正式发布ISO 20387：2018标准，在法律法规、伦理、信息化、质量与安全、资源整合与共享提出了统一标准。

1.2 国内生物样本库建设现状 我国是一个56个民族的人口大国，临床疾病种类多，生物样本资源丰富，这是我国的特有国情，我国在人类遗传资源方面的样本数量和种类是任何一个国家都无法相提并论的，同时，我国生物样本具有多样性与地域性的特征，这一特征为我国建设标准化和高质量的生物样本库提供了基础。早在1994年中科院就建成了中华民族永生细胞库，存储了我国3 000多人的永生细胞株和6 000多份的DNA样本[1]。我国具有代表性的样本库还有国家基因库、北京重大疾病临床数据与样本资源库、上海芯超生物银行和中华骨髓库等。各级医院也相继建立了以医院专科疾病为特色的专科生物样本库或医院全科生物样本库。为了推进我国生物样本库规范化建设与高效利用，2009年,中国医药生物技术协会组织生物样本库分会(Biobank Branch,China Medical Biotechnology Association，BBCMBA)成立，整合会员单位的优势资源，建立国家肿瘤组织生物样本库及全国网络系统，打破当前组织资源领域条块分割、相互封闭、重复分散的格局。

随着精准医学的发展，我国政府出台了一系列政策，推动了生物样本库的发展。《健康中国2030规划纲要》提出要大力加强国家临床医学研究中心和协同创新网络建设，进一步强化实验室、工程中心等科研基地能力建设。2016年,国务院出台《国务院关于印发“十三五”国家科技创新规划的通知》(国发〔2016〕43号)，指出聚焦战略生物资源的整合、挖掘与利用，推进人类遗传资源的系统整合与深度利用研究，构建国家战略生物资源库和信息服务平台，扩大资源储备，加强开发共享，掌握利用和开发的主动权，为生物产业可持续发展提供资源保障。2017年,科技部等部委关于印发《国家科技创新基地优化整合方案》(国科发基〔2017〕250号)的通知[8]，提出依托相关医疗机构建设一批国家临床医学研究中心，大规模整合临床医学资源，构建大数据、样本库等专业化的临床医学公共服务平台。2017年,科技部出台的《“十三五”卫生和健康科技创新专项规划》明确要求不断完善创新基地平台，在明确定位、分类整合的基础上，优化布局卫生与健康领域研发基地和平台建设，大力推进国家临床医学研究中心建设，统筹布局国家医学大数据及样本资源库等平台基地，建成覆盖100万健康人群和10个重点疾病的大型人群队列[9]。现阶段，各个地区政府、高校和医院高度重视生物样本库的建设，推动了生物样本库规范化和标准化建设，促进医学研究资源的整合，为疾病诊疗新技术和新方法研究，新药研发与评价提供支撑，同时也推动了转化医学的发展。

2 存在问题

目前，生物样本库行业处于加速发展阶段，很多综合型医院的生物样本库建设弯道超车，然而，我国的生物样本库的发展还处于起步阶段。随着生物样本库行业的发展，也产生了一系列的问题，诸如缺乏统一的标准化流程，法律法规不健全，生物样本学科尚未建成，缺乏专业的人才队伍，各个样本库之间相互独立缺乏资源共享机制，样本库的成本效益低，缺乏自身造血功能，样本使用率低等。

2.1 缺乏统一的标准的生物样本库建设流程 精准医学的发展需要标准化高质量的生物样本，但我国各个生物样本库建设程度不一，样本收集和储存标准不一致，以及对生物样本的质量控制标准也不一致，使得我国综合型医院生物样本库的建设规模和样本质量参差不齐[10]。虽然我国很多综合型医院建立了生物样本库，但还没有一个全国统一的生物样本库建设标准。目前，我国各个生物样本库都采用各自的建库标准，在生物样本库领域还没有形成全国统一标准的采样流程和管理模式，信息系统也没有统一的指标体系和样本质量控制体系，各个机构都是根据自身科研需求建设样本库[3]。有研究表明我国各地区生物样本库发展不均衡，各医院在资金投入、场地环境配置、组织人员安排等都存在较大差异[11]。

为了进一步推动我国生物样本库标准化建设，提高生物样本的质量，BBCMBA于2017年10月组织开展了生物样本库室间比对与第三方质控服务项目。2018年6月,BBCMBA和ISBER以及卢森堡综合生物样本库签订了联合开展中国生物样本库室间质评的项目合约，同年，BBCMBA综合考虑我国国情以及国内生物样本库领域的发展需求，开展了2018年的生物样本库室间质评与第三方质控服务。以上措施在推动生物样本库的标准化和规范化建设方面起到了积极作用，但是BBCMBA为非政府组织，还需要国家相关部门建设国家级官方的组织管理体系，建成全国标准统一高质量的生物样本库，强制要求各个生物样本库按照统一标准建设，落实健康中国2030规划，切实推动健康中国的发展。

2.2 生物样本学科尚未建成，缺乏专业的人才队伍 生物样本库在我国成立虽然已经有20多年的历史，但是目前仍未形成一门正式学科。随着科学技术水平、转化医学和精准医学的发展，我国综合型医院生物样本库建设进入了黄金时期，但是生物样本学科尚未建成，缺乏专业的人才队伍。其他学科人员在全日制高等教育阶段就已经形成了基本完整的理论体系，而医院样本库工作人员没有经过系统的专业理论知识的学习与实践技能培训，仅通过生物样本库岗前培训，参加医院科室内外部业务学习来上岗任职。同时，医院也缺乏生物样本库人员的考核标准、职称评审体系等，大部分研究型医院都是挂靠大学及医院的实验员、研究员或者医院的检验科人员、病理科或者参照行政人员的标准进行考核和职称评审。

2.3 缺乏资源共享机制 生物样本库为临床医学研究提供了资源，但是有限的样本资源满足不了病因学研究所需要的病例数量，因而无法明确疾病发生发展的机制。单个项目通常会因为样本数量不足而影响统计结果，而大项目所需要的样本量极大，通常在人力、物力和时间上难以实现，所以生物样本库建设最主要的目的是整合和共享生物资源[12]。生物样本库资源共享的前提是信息资源共享，需要信息资源高度的同质性。现阶段，各个生物样本库建设标准不一，收集样本的方式和内容各异，信息系统各异，不同单位的样本库信息管理系统对接成本高，难度大，再加上很多样本库无目的的收集样本，无法进行整合，使得生物样本资源共享难度加大，样本利用率低，以至于很多样本库只存不取，成为“垃圾库”或“死库”。

2.4 样本库缺乏自身造血机制 医院生物样本库作为样本的储存场所，不仅储存组织、血液、尿液等实体样本，还拥有这些样本相对应的信息系统，主要服务于医学科学研究。样本库作为一个实体资源与海量数据资源的信息系统的综合体，能够为科学研究提供极其重要的资源支持。我国生物样本库建设起步时间相对国外生物样本库较晚，自身造血能力相对较弱，以提供样本资源和储存服务为主，提供技术支持能力相对较弱。同时，医院生物样本库的建设中经济意识缺乏，资源有偿服务制度和可持续发展机制缺失，使得样本库成为高投入、低产出科室，这在一定程度上制约了生物样本库的可持续发展。

3 对策

3.1 加强生物样本库标准化建设 高标准、高水平的生物样本库是实现精准医学与转化医学的样本来源基础。一个全流程的生物样本库标准化的建设，需要从生物样本的采集前的申请、伦理委员会的审查、知情同意，到样本的采集、处理、存储、包装、使用、运输到销毁的全流程的标准的制定与落实[13]。我国生物样本库在后期建设中，要严格按照ISO 20387：2018标准进行生物样本库的建设，充分借鉴国际上建设样本库的成功经验及标准，如《ISBER最佳实践》、加拿大组织库协作网络的《样本库标准操作流程》等。同时也需要根据我国特有国情和地区特色，形成一套完整的生物样本库标准化建设流程，并建立奖惩机制，加强政府对高质量生物样本库的投入，对于不符合标准的生物样本库应加强监督，限期整改，整改不到位的进行约谈，相应减少当年对该样本库的投入，促使其符合标准，进一步提高我国生物样本库建设质量。

3.2 建立生物样本学科，培养高素质专业人才 学科发展与人才培养如影随形，一门新型学科的快速发展离不开高级专业人才，同样高级专业人才的培养需要学科的发展。生物样本库在我国已有20多年的历史，但是至今都没有形成一门专业学科，使得样本库人员的发展也受到了很大的限制。亟需要BBCMBA及行业专家学者达成一致意见，争取在教育部创建一门新型学科，推动生物样本学的发展，培养高素质样本库专职人员，推动转化医学和精准医学的发展，促进全人类健康发展。各个生物样本库也应该加强对其工作人员的内外部培训，鼓励到国内外优秀生物样本库进修学习，提升专业技术水平。

3.3 整合共享样本资源，提高样本利用率 生物样本信息共享是当前生物样本库发展的主流方向。早在2008年欧盟就实施了欧洲生物样本库与生物分子资源研究计划，解决了生物样本整合所需要的法律法规、资金来源、管理模式以及技术协调问题，实现了样本信息共享共用。英国生物样本库于2017年开始正式向全球研究者开放全部数据，是目前全球最大规模的医学生物样本数据库。2015年,我国启动精准医疗计划，预计在2030年投入600亿人民币来发展精准医疗市场，为生物样本库的发展提供利好政策环境[14]。抓住国家大力发展大数据平台和精准医疗的机遇，利用样本库前处理工作站，自动化存储系统和自动化核酸提取设备，建设智能化生物样本库，使得生物样本质量得到保证，存储集约高效，操作灵活便捷，降低人力成本和运行及维护成本，提高样本利用率。我国作为人类遗传资源大国，在生物样本共享领域也应该积极推进，整合各个生物样本库资源，建立样本信息化管理系统，避免“垃圾库”、“死库”的产生，进而建立健康医疗大数据共享平台、建立科研成果转化基地和建立国家精准医疗研究中心，实现数据互联互通，共享使用，提高样本资源的使用率，促进医学科学研究的发展。

3.4 促进生物样本库可持续发展 生物样本库作为一个资源库，应该充分发挥自身优势，在标准化建设下，积极发挥自身造血功能，为科研人员提供有偿服务。生物样本库的建设和运行需要投入大量的人力、物力、财力，制定合理的生物样本有偿使用和服务价值体系，合理收取样本资源的使用费用、检测费用、存储费用及耗材费用等，用于样本库的运行与维护，以实现样本和服务的价值属性，促进生物样本库的可持续发展，形成良性的以资源养资源的动态发展[3]。我国生物样本库建设还可以采用政府和社会资本合作模式，利用社会资本资金雄厚、资本运作方式灵活、市场意识强的优势[15]，不仅可以缓解生物样本库资金压力，将学术创新进行转化应用到临床实践，进一步推动生物样本库可持续发展。

综上，如何实现生物样本库的标准化建设、充分发挥资源共享能力、加快学科建设和高素质样本库人才培养及发挥样本库自身的造血功能成为我国生物样本建设中亟待解决的关键问题。