我国生物样本库的文献计量分析

徐世侠，张在文，冯 博，王泽波，邢 娜

我国生物样本库的文献计量分析

徐世侠，张在文，冯 博，王泽波，邢 娜

目的生物样本库作为转化医学的重要组成部分，近几年发展迅速。通过调查我国科技人员在生物样本库领域的发文情况，了解我国生物样本库的发展状况及研究热点。方法统计分析我国科技人员1999年1月—2013年12月发表的“样本库”相关的专业论文，外文数据库采用PubMed和Web of Science医学文献检索服务系统，中文数据库采用生物医学文献光盘数据库和中国知网数据库进行统计，利用信息可视化软件CiteSpace对所采集的相关文献进行可视化分析。结果我国生物样本库领域的研究明显落后于发达国家。近3年论文数量明显增加，主要涉及生物样本库的建立与管理、信息平台技术、伦理学问题等，主要以肿瘤样本库、骨库、传染病样本库等为主要研究内容。在研究中开始注重生物样本库的技术标准、单位协作、转化应用，关注人群和重大疾病。结论我国生物样本库已成为一个研究热点，应统一技术标准、信息共享，国内外协作，解决重大临床问题，为广大患者服务。

生物样本库；转化医学；论文；文献计量；可视化

转化医学近几年在国内外得到迅速发展，越来越受到科研人员的关注，逐渐成为目前研究的热点[1]。转化医学发展对生物样本资源的迫切需求与日俱增，同时作为转化医学的战略资源——生物样本库的构建对于开展人类疾病预测、诊断、治疗研究又具有不可替代的重要作用，欧美国家已将其视为发展生物医药领域核心竞争力的重要战略举措之一[2]。生物样本库，又称生物银行(biobank)，主要是指收集、保存用于各种研究而非用于器官移植的人类各种生物样本，包括组织、全血、血浆、血清、DNA、RNA、生物体液或经初步处理过的生物样本，以及与这些生物样本相关的各种临床资料、病理、治疗与随访等信息数据，是按严格的技术标准专业化收集、运输、存储、管理和使用的资源库[3-4]。美国、加拿大、英国、法国均已建立完备的生物样本库，并形成了功能完善的生物信息网络。虽然生物样本库在我国仍处于发展的初期，但其重要性日益受到越来越多医学工作者的重视。近年来，在大型医疗机构尤其是肿瘤诊治中心逐渐建立起不同规模的肿瘤样本库[5-6]。本研究通过调查我国科技人员在国内外发表的文章，采用可视化CiteSpace软件分析，了解我国生物样本库的发展状况和研究热点。

1 资料与方法

1.1 资料来源 我国科技人员1999年1月—2013年12月以第一作者发表的生物样本库文章进行统计，外文数据库采用PubMed及Web of Science医学文献检索服务系统，中文数据库采用中国生物医学文献光盘数据库及中国知网数据库进行统计。

1.2 检索与统计 对中文检索词采用“样本库 or组织库or标本库or生物银行”进行检索，英文检索词采用“biobank or tissue bank”检索，对第一作者中外文文章进行统计分析。

1.2.1 研究热点分析 通过对文章的关键词进行分析，频次高的关键词常被用来确定一个研究领域的热点。在CiteSpace软件界面，选择“Key word”和“Term”，然后选择“Noun phrases(名词短语)”进行“Cluster(聚类)”分析。

1.2.2 势热分析方法 普赖斯认为一个研究前沿大概由40～50篇最近发表的文章组成[5]。在CiteSpace软件界面，选择“Key word”和“Term”，然后选择“Burst”进行“Cluster(聚类)”分析，生成由关键词和名词短语组成的前沿主题时间线图谱，关键词用圆圈显示。1.3 统计学处理 利用信息可视化软件CiteSpace 3.7.R7绘制关键词知识图谱，便于形象地展示出转化医学的基本指标、研究热点与前沿[7-8]。

2 结果

2.1 生物样本库发文情况 国内作者在2006年以后发表的论文明显增多，但与国外不同(图1)，生物样本库的文献增加不明显，而有关组织样本库的文献明显增多(图2)。

2.2 国内转化医学研究的学科分布 从学科分布来看，论文主要以肿瘤样本库、骨库、传染病样本库、生殖组织库及职业人群样本库等，相关文献包括生物样本库的建立与管理、信息平台技术、伦理学问题等(表1)。

图1 国外有关生物样本库发表论文情况

图2 国内作者发表生物样本库方面的论文情况

表1 生物样本库国内文献专业分布前10位

2.3 生物样本库研究的热点分析 运行CiteSpace软件得到关键词共现图谱(图3)。国内关键词排序为肿瘤(49个)、二维码(25个)、伦理委员会(24个)、生物样品(18个)、储存(13个)、血浆(12个)、超低温保存(11个)、医学研究(9个)、高效液相色谱(9个)、科学构建(8个)。涉及样本库的建立与管理、储存方法、应用等方面，主要包括:①常用的有关样本库关键词主要涉及血样、尿样、组织样本、生物样本、癌组织、肾组织、仪器等；②分析方法涉及高效液相色谱、酶免疫分析法、放射分析法、质谱联用法、免疫学方法、含量测定方法、质量控制等；③样本库的建立与管理涉及转化医学、研讨会、协会、建立与应用、肿瘤临床、标准、质量控制、二维码、知情同意、伦理、生物安全等关键词。主要应用领域为肿瘤、医学教育与管理、神经科学、心血管、干细胞、基因组学等；共有268个关键词节点和267条连线。

图3 1999年1月—2013年12月国内生物样本库文献关键词知识图谱

国外转化医学研究的热点词为基因遗传、公共卫生、生物化学、肿瘤、心血管疾病、知情同意、遗传研究、药物和药理研究等(图4)。

图4 1999年1月—2013年12月国外生物样本库文献关键词知识图谱

2.4 生物样本库研究的趋势分析 运行CiteSpace软件显示关键词圆圈图(图5)。国内生物样本库已由开始的概念解释、生物样本，逐渐发展到目前的转化医学、生物样本、生物技术、研讨会、肿瘤、协会等词汇；开始注重生物样本库的技术标准、单位协作、转化应用、注重重大疾病如肿瘤的防治，但仍处于初步阶段。国外近几年重点关注样本库的信息管理、生物标志物、全基因系列测定、基因表达研究与疾病关系等(图6)。

图5 国内转化医学研究的前沿与趋势

图6 国外转化医学研究的前沿与趋势

3 讨论

3.1 生物样本库是实现转化医学的重要内容 随着基因组、蛋白质组分子生物学技术的不断创新和生物信息学在生命科学领域的广泛应用，生命科学得到了迅猛发展，同时也使基础和临床研究的距离加大。转化医学主要倡导将基础研究成果应用于临床，解决人类面临的重大疾病如肿瘤、神经系统疾病、心血管疾病、感染性疾病等，它强调临床医学科技创新。个体化医学、组学、药物研发是转化医学研究的重要领域，对实现转化医学生物样本库将起着越来越重要的作用。临床样本是不可再生的宝贵资源，高质量的临床研究样本对探索新的治疗方法、发现新的诊断工具、制定新的诊断指标以及新药的研发都具有重要意义。临床样本库指规范化地收集、保存用于各种研究的患者病理样本，包括人体器官组织、全血、血浆、血清、生物体液或经处理过的生物样本以及与这些生物样本相关的临床、病理、治疗、随访、知情同意等资料及其质量控制、信息管理与应用系统[9]。生物样本库的建立和使用有利于重大疾病的诊治、预防实现新突破，有利于实验室和临床之间快速而有效的转化。标准化、高质量的生物样本库是实现转化医学的最宝贵资源，是转化医学研究的基石[10]。本研究结果表明，我国生物样本库主要包括重大疾病如肿瘤、心脑血管病、慢性病、传染病等，相关技术包括生物样本库的建立与储存、信息平台技术、单位协作及伦理学问题等。国外已经建立了相当规模的生物样本库，结合流行病学调研重点关注遗传病、肿瘤、心血管疾病等方面，同时关注伦理学和患者的知情同意。

3.2 我国生物样本库的建设分析 本研究采用可视化CiteSpace软件从期刊发文数量、专业和热点等指标进行了可视化分析，较准确地判断目前国内生物样本库的研究现状。CiteSpace是美国德雷克塞尔大学信息科学技术学院的陈超美博士基于引文分析理论并将其范围进行了扩展，应用JAVA语言开发的信息可视化软件，是近几年来在国内外信息可视化分析领域中最具有特色和影响力的应用软件[11]。本研究结果表明，我国生物样本库的建设与国外有较大的差异，虽然组织样本库文献有明显增加，但关键词“生物样本库”文献增加不明显，有关样本库的建立与管理文献较多；而国外生物样本库的研究已深入到基础、临床、公共卫生等各个方面，反映国外转化医学研究的快速发展。美国国立卫生研究院前任执行官Zerhouni[12]于2003年提出了转化医学的路线图，此后关于生物样本库论文逐渐增加。2009年，美国国家癌症研究所创建了全美首个国家级的人类生物样本库，该工程同年被TIMES杂志评为“2009年改变世界的十大观念”，自1987年建立以来，已收集来自数千名患者不同组织器官的样本20万份以上，已成为肿瘤研究的重要资源。同年，泛欧洲生物样本库与生物分子资源研究平台成立，通过协调生物样本资源来促进欧洲国家范围内对疾病的预防、诊断和治疗，成立至今，有来自欧洲24个国家超过200个机构加入了这一平台，样本的资源数量超过1 000万份[13]。我国的生物样本库起步较晚，2003年生物样本库建设呈现明显的上升趋势，尤其是2006年以后发表的论文明显增多，包括肿瘤库、骨库的建立[14-15]。我国生物样本库方面的相关文献包括生物样本库的建立与管理、信息平台技术、伦理学问题等，论文主要涉及肿瘤样本库、骨库、传染病库、职业人群样本库等。肿瘤生物样本库建设与应用成为国内外转化医学研究的热门话题，围绕“样本库”这一关键词，学术界成立了学术组织，国内先后举行多次学术交流会议，并举办了相应的学习班。肿瘤样本库目前已被广泛用于肿瘤的发生、发展和转移机制的研究以及肿瘤相关突变基因筛选、基因诊疗、肿瘤高危人群遗传咨询、恶性肿瘤流行特征及动态分析等工作[16]。然而，目前我国临床样本库由于起步晚，尚存在着以下问题:①建设尚处于初创阶段，由于缺乏足够的交流与沟通，不同的样本库在建设过程中没有统一的标准，样本库管理缺乏与国际接轨的统一运行标准及标准化流程，在管理和质量水平上存在差别；②除骨髓库和脐带血库外，其他样本库的建设单位规模较小，没有形成联网和统一的管理，信息化管理水平落后，同国外的样本库相比存在着一定的差距[17]；③大部分单位样本库都存在数量多、规模小、场地分散、缺乏统一管理和专业化的技术规范等问题，呈各自为政的状态，难以形成有效的开放和共享；④样本库普遍存在临床资料收集不全、治疗和随访数据流失等问题，导致了样本库的应用价值大大降低。

3.3 我国生物样本库建设的未来发展 我国生物样本库的建设已开始注重生物样本库的技术标准、单位协作、转化应用、注重重大疾病如肿瘤和慢性病的防治。针对国内生物样本库建设过程中出现的问题，需要加强生物样本库建设的制度规范性、开放共享性和统一信息管理。按照分散存入、统一管理的原则推进生物样本库建设，并通过政策和项目资金的导向，推动各样本库的联合[18]。随着生物样本库数量和规模的不断增大，以下方面将会有更大的进展。①生物样本库的信息化管理:朝着网络化发展，信息统一管理，通过网络方便查询，使生物样本利用率提高、使用也更加方便。建立专业化和统一的技术标准与流程来规范生物样本库的运行，推动生物样本库信息化管理，确保样本具有完整的临床资料和随访信息，形成临床信息和样本数据相互关联的一体化资源库体系，提升样本的质量和有效性，满足转化医学研究需求。②生物样本库有关的伦理问题:生物样本库的建设和应用需要制订相关的伦理指南，规范人类资源库的收集、保存、使用和共享，使之既要符合国际公认的伦理准则，又要符合我国国情。中国医药生物技术协会组织生物样本库分会已颁布了生物样本库标准，规范了我国生物样本库的管理[19]。生物样本库的建立能有效地利用有限的人类组织样本，为人类直接探究疾病发生、发展和迁移机制提供具体研究对象，直接利用库中资源，缩短研究周期，加快成果转化。③有关生物样本库的国内外合作:国内外、国内各部门之间、研究者之间的相互合作，资源共享，有效提高疾病研究水平，尤其是威胁人类健康的重大疾病如肿瘤、心脑血管病、传染性疾病等方面。基因库、样本库的建立为基础研究和临床建立了一个研究平台。在国际大环境及国内对公共健康需求的引导下，我国已成立多所转化医学中心[20]，最近也举办了生物样本库的专题会议[21-22]，促进了生物样本库的建立与合作。生物样本库有助于科研创新和转化医学的发展，已受到政府和各大医疗机构的重视，转化医学的发展必将推动我国生物样本库的建设。通过临床样本库的病例验证，开发早期检测的实验技术和新型的治疗策略，构建坚实的资源信息平台，整合患者的危险因素、临床诊治、生存和预后等生物样本数据库资料，将基础医学如基因组学、蛋白质组学和代谢组学等领域的研究成果与临床相结合，并能很快地应用于临床。

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Bibliometric analysis of biobank in China

XU Shixia，ZHANG Zaiwen，FENG Bo，WANG Zebo，XING Na
(Department of Medical Information，Navy General Hospital，Beijing 100048，China)

ObjectiveAs an important part of translationalmedicine，the biobank has developed rapidly in recent years.To investigate the published papers by Chinese scholars athome and abroad and understand the development of biobank in China.MethodsThe published"biobank or tissue bank"related professional papers from Jan.1999 to Dec.2013 were searched and analyzed，database using PubMed，Web of Science，China Biology Medicine literature disc(CBMdisc)and China National Knowledge Infrastructure(CNKI)database for statistics and using the information visualization software CiteSpace to clearly display the hot research fields.ResultsIn China，the biobank research lags behind the developed countries，but the articles increased rapidly in the past3 years.The papers are mainly related to biobank establishment and management，information platform，and ethical issues.The research contents are banks in the fields of tumor，bone bank，infectious disease and so on.Researchers have begun to focus on the technical standard，collaborative，transformation and application of biobank on major diseases.The hot areas are involved in tumor，neuroscience，cardiovascular，tissue engineering，and infectious disease.ConclusionBiobank has become a hot research topic，unified technical standards，information sharing，and cooperation at home and abroad are needed to solve the major clinical problems and serve for the majority of patients.

Biobank；Translationalmedicine；Article；Bibliometric analysis；Visual

G256；R197.38

A

2095-3097(2014)06-0359-05

10.3969/j.issn.2095-3097.2014.06.011

2014-05-03 本文编辑:徐海琴)

100048北京，海军总医院信息科(徐世侠，张在文，冯博，王泽波，邢 娜)