生物样本库的建立与管理

生物样本库的建立与管理 生物标本库(biologicalspecimenbank,BSB):是指标准化地收集、保存用于各种研究的正常或病理标本，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（DNA、RNA、蛋白等）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。 重要性人体生物样本为联系日益发现的分子（基因、蛋白等）信息与临床疾病关系的桥梁。尤其应用于：鉴定、验证药物靶点；研究疾病发病机制；疾病相关分子标记物筛选；分子分型与个性化治疗等。标准化生物样品库是基因组、功能基因组等生命科学研究与生物医药研发的关键源头，是众多重要基因、蛋白等科研成果快速产业化、应用到临床（分子分型检测、诊断与疾病的预测、预防及个性化治疗等的重要保证，毫无疑问的也是生命科学与生物医药技术自主创新体系中至关重要的环节与保证。 有调查显示，多数公众对于利用外科手术切除组织进行肿瘤发病机制或分子标志物的研究持肯定态度，并认为这是对手术切除组织的最好利用。在一项对住院、门诊、急诊5000例患者的随机调查中发现，89.3％的患者同意将其样本的遗传信息用于研究，但要求采用匿名形式。美国的Vanderbilt大学医学中心2005年启动了一项旨在将准备丢弃的患者血样再收集以建立DNA数据库计划。该计划估计，未来5年内可收到30万份以上的患者血样，以进行疾病的基因型与表型相关性分析。越是大规模的人群遗传学研究越是需要大样本的生物资源，故得到社会公众的认可很有必要。目前，许多国家的大型医疗机构已建立组织样本库与数据库，但因遗传信息属个人隐私，应当受到保护，也招致不少担忧。1998至2002年间就曾有8个国际机构提出建立以群体为基础的遗传资源库计划，主要内容是收集与储存血液及组织等生物样本，并收集与这些样本相关联的医学与生活方式等信息。该计划的共同目标是通过此项计划的实施，阐明某些疾病的遗传易感性和基因的复杂性，从而达到改善人类健康与医学诊疗水平的目的。但由于伦理学、涉及个人隐私等原因，该计划在一些国家搁浅。公众对于肿瘤组织库建立的认知程度 生物样本库政策法规技术标准伦理规范ISO标准实验室安全临床实验室伦理运输标准操作规范（SOPs）质量控制标准样本采集样本处理样本质量检验样本储存样本运输DNA质量鉴定、RNA质量鉴定、蛋白质质量鉴定知情同意书质量审查样本运输样本转移协议伦理委员会伦理审查 ISO15189:2003医学实验室质量和能力的专用要求CNAS-CL02医学实验室-质量和能力的认可准则ISO/IEC17025:2005检测和校准实验室能力的通用要求CNAS-CL01检测和校准实验室认可准则ISO9001:2008/GBT19001-2008质量管理系统要求GB/T1.1-2009标准化工作导则：标准的结构和编写规则ISO标准 实验室安全GB19489-2008实验室生物安全通用要求CNAL/AC30-2005实验室生物安全认可准则WS/T233-2002微生物和生物医学实验室生物安全通用准则GB50346-2004生物安全实验室建筑技术规范 临床实验室GB/T20468-2006临床实验室定量测定室内质量控制指南GB/T20469-2006临床实验室设计总则GB/T20470-2006临床实验室室间质量评价要求WS/T102-1998临床检验项目分类与代码WS/T224-2002真空采血管及其添加剂WS/T225-2002临床化学检验血液标本的收集与处理WS/T227-2002临床检验操作规程编写要求WS/T228-2002定量临床检验方法的初步评价WS/T230-2002临床诊断中聚合酶链反应（PCR）技术应用WS/T249-2005临床实验室废物处理原则WS/T250-2005临床实验室质量保证的要求WS/T251-2005临床实验室安全准则WS/T255-2005临床检验医学参考测量实验室 赫尔辛基宣言涉及人类为研究对象的生物医学研究了国际伦理方针指南关于DNA序列申请专利的声明：专利关于早期发布原始序列数据有关专利申请问题的声明关于DNA取样的声明：控制与获取世界人类基因组与人权宣言涉及人体的生物医学研究伦理审查办法（试行）人类基因治疗申报临床试验指导原则关于利益共享的声明关于基因治疗的声明关于人类基因组数据库的声明国际涉及人类的生物医学研究伦理准则人类遗传数据国际宣言纲要人体生物医学研究国际伦理指南伦理 物流术语液氮生物容器中国民用航空危险品运输管理规定危险物品航空安全运输技术细则运输 血液样本采集操作规程组织样本采集操作规程样本采集生物标本采集和储存研究成功的关键要求在采集和储存过程中不能受到“污染”储存的生物标本在任何时候进行检测都可以获得一致的结果所有的生物标本都应有详细的背景材料和鉴别标识 DNA提取和纯化操作规程RNA提取和纯化操作规程蛋白质提取和保存操作规程细胞系建立操作规程血液样本处理操作规程样本处理 条码标签设定使用规范样本储存不同生物样本对于低温储存的温度要求肿瘤组织库建立中一个非常重要的问题是生物样本对于储存温度的要求。多数科学家认为。低温有利于长期保存生物大分子的完整性，如经高温加工处理的石蜡包埋组织块内的RNA分子会出现严重降解。理论上讲，组织储存温度越低越好。理想的组织储存环境是大型液氮罐，但并非所有医疗中心均有这样的设备，因此，目前仍以低温冰箱储存为主。由于多数机构手术取材地点与组织标本库并不在同一楼内，组织标本的转移、运输也需一定时间，故各单位可酌情配备一些不太昂贵的组织储存设备。如活检组织在-20℃环境中至少可保存6个月：在-40℃的环境中则可保存3年；若将组织保存在高浓度甘油中，则在-10℃～0的条件下也可保存2年。若将组织保存在高浓度甘油中，再储存于-80℃的低温冰箱中，则可长期保存，但这些组织不适用于RNA等研究。此外，组织标本库建立中提倡采用不间断性电源设备，以确保标本库内标本在短时断电情况下不会受到影响。肿瘤组织样本一般在离体后应尽快收集，并保存于-80℃的深低温冰箱内：血液样本与其他临床检验项目应一起采集，采集后先置于4℃冰箱内保存，尽量在3～5h内离心，分离血清、血浆，最长不得超过12h。分离获得的血清、血浆则需储存于-40℃的环境中，血清或血浆分离时一般予2500r／min离心15min。血液的离心沉淀物或提取后的DNA样本可长期储存于-145℃下。将组织样本存放于-196℃的液氮中则可储存多年，但若置于-80℃下，则其生物大分子活性保持时间会明显缩短。 低温冻存被公认为是组织与器官长期保存最有效的方法之一。其原理是通过降低细胞的代谢率起到保护组织细胞的作用。但样本库内的生物样本是否可被持续使用还依赖于对储存样本的质量控制，该项工作主要由病理学家进行。病理学家需对提取的组织先进行病理切片观察．若其中肿瘤成分超过75％则认为质量良好，如不足65％则应从研究中剔除。对样本得以储存的病例应进行定期临床随访，以便获得疾病治疗效果、临床进展及是否生存等重要资料。从有关单位获得的知情同意书看，92％的患者同意出院以后接受随访。当前发展起来的分子生物学新技术大多要求研究样本中的核酸或蛋白质保存完好，故对于组织样本质量要求很高。目前，国内外大型肿瘤组织库以采用一80℃深低温冰箱储存为主，但在这样的低温环境下生物大分子活力究竟能保存多久仍无定论。众多研究显示，长期冻存对于DNA大分子的稳定性影响不大，甚至石蜡包埋组织块中的DNA也可进行分子生物学分析。RNA分子则易被广泛存在于细胞内、皮肤、唾液、汗液及周围环境中的RNA酶所降解。使用液氮保存是保存RNA活性的最理想方法，当温度降至液氮温度时，细胞组织中所有的生物化学、生物物理过程均处于停止状态但限于空间及经费等原因，大型液氮储藏罐或液氮冰箱尚难以推广普及。对于组织RNA的质量分析主要依据28S与18S的比值进行，比值如在2左右认为质量好，比值小于l则认为RNA已降解。有关长期低温冻存对于蛋白质分子的影响还缺乏系统性研究报道，需各生物样本库在今后的质量控制分析研究中不断积累经验加以阐明。生物样本长期保存的质量控制 伦理委员会知情同意书分为两部分。第一部分知情部分：1．项目的介绍项目名称、研究者、申办者、撰写版本号或日期。声明受试者参加的项目是一个试验性研究工作。阐明研究的目的。描述试验的过程。说明研究中受试者将参与的时间和期限。随访的次数和过程。入选标准/排除标准。2．说明参与本研究可能带来的益处：受试者本人及社会群体3．应说明研究的保密性，受试者的记录将被妥善保管，作保密处理，但同时也应告知受试者资料有可能会接受有关部门(伦理委员会、食品药品监督管理局)的监察，但不得对外披露其内容。4．明确试验过程中联系医生的姓名和联系办法，他将回答受试者所有关于试验的问题，并能当受试者出现紧急情况时及时联系。5．阐明受试者的权利（自由参加和退出、知情、同意），参加试验是自愿的，即使中途退出试验也不会有权益上的损失或影响治疗。6．研究者或指定的研究人员将对受试者作详细说明，以使其充分了解以上内容，给受试者充分时间考虑并作出是否参加研究的决定。7．该试验方案经伦理委员会批准实施，试验过程中有任何违反研究方案的情况，受试者可以直接向伦理委员会咨询。第二部分同意部分：1．我已认真阅读该知情同意书，研究人员已经向我做了详尽说明并解答了我的关问题，我已充分知晓以上内容，同意参加研究。受试者签字(印刷体)(手写体)，日期(手写体)，受试者法定代理人签字(必要时),(印刷体)。2．我或我的研究人员已向该受试者充分解释和说明了本研究的目的、操作过程以及受试者参加该试验可能存在的风险和潜在的利益，并满意地回答了受试者的所有有关问题。主要研究者或研究者指定的研究人员(对受试者进行告知者)签名(印刷体)(手写体)日期。知情同意书 1．科学、医学和法律词汇要明确准确，前后一致；2．语句短小精炼，避免长句；3．段落短小，观点明确；4．尽量使用陈述句，人称代词应该明确身份；5．使用清晰易读的字体打印，一般使用5号字体；6．内容使用的语言应该简明易懂，具有可读性，一般应适合初中毕业者的阅读能力；7．避免使用简写字或首字母缩写的词汇；8．避免使用有开脱研究者或研究机构责任的语言；不称“病人”或“患者”，知情同意书中的所有参加试验的志愿者称为“受试者”.知情同意书的撰写要求范例 伦理委员会由国内外伦理研究者，律师，医生，科研工作者等共同组成。伦理委员会成员应有足够的权力和独立性，他们参与到样本库建设的每一个子项目中来，重点探讨样本库建设的子项目对社会伦理带来的影响，并给与合理适当的建议。解决样本库建设和利用过程中的伦理法律问题，并为国家制定相关法律法规和决策提供依据。由于伦理学是一门不断发展的学科，伦理和法律委员会的工作也会随着样本库项目的建设逐渐深入。伦理委员会审核意见书 1、所在医疗机构伦理委员会批准。2、组织标本或血液等体液标本获取前需经患者知情同意。3、需向手术室与病理室递交收集标本的申请，并标注标本留取与存放的注意事项。4、确保手术切除标本离体后在最短时间内行低温冻存。5、手术切除的大体标本应先由病理医师检查外观。并作初步测量记录，然后再切取组织。6、患者生物样本应当优先确保外科病理诊断需求，标本直径≤1cm时不宜切取组织冻存，只能用4％甲醛溶液固定后进行组织切片诊断：对于直径>1cm的肿瘤。则分别切取肿瘤和尽量远离肿瘤的正常区域(视外科手术切除范围而定，空腔器官手术可取距切缘至少3cm以上的非肿瘤组织)：同时，应留取一部分组织采用4％甲醛溶液固定后作组织切片．以供冻存标本的质控分析。标本库建立的基本工作流程 7、高质量的组织样本库要求病变组织从手术离体到冷冻保存的时间间隔不应超过30min。这对于保持生物大分子DNA、RNA和蛋白质的完整性及对激素受体等研究十分重要。8、切取的组织最好先放人液氮罐内，然后转入深低温冰箱内储存。9、所有入库组织或血液等体液样本均应同时收集患者的各种临床病理学等详尽个人信息。10、建立电子化数据库及用户友好型阅读与输入界面，但因患者信息属需要保护的隐私，故信息库的使用与管理需经授权。11、标本与数据信息要编号管理，美国等国的大型医疗机构的标本库已采用条形码管理体制，更加科学及电子化。12、各单位可根据自身研究与学科建设需要制定收集标本的种类，如可建立多肿瘤标本库、头颈部肿瘤标本库、肝胆胰肿瘤标本库、胃肠道肿瘤标本库、乳腺癌或卵巢癌标本库等。国外各标本库在建立初期主要收集大量肿瘤及对应的正常组织，之后逐步增加体液如血液、尿液及脑脊液等样本.标本库建立的基本工作流程 生物样本和相关数据的使用1)制定明确的生物样本使用指导原则，包括临床数据的共享，应符合伦理和相关法规。同时应考虑利用生物样本开展科学研究的特殊性，指导原则应具有一定的灵活性。2)确保课题研究者能及时、公正、合理的使用生物样本和相关的临床资料，无须承担过多的行政管理费用。样本的使用按下列程序进行:研究计划的科学性评价；研究者签署有关生物样本和相关资料的保密协议；样本转运协议；研究者或课题组的科学记录；研究符合伦理和法规；能够支付所使用生物样本的费用。除此之外，也应对使用生物样本和资料与预期研究结果的相关性进行评价。对于样本使用不当或过量使用的问题也应考虑，通过协调解决。指导原则适用于所有新采集和现存的样本。使用生物样本支付成本费用是合理的，收取的费用应仅限于补偿和推广应用的费用。如果生物样本库由于资金缺乏或其他原因不能进行生物样本的保存并提供高质量的样本供使用，就必需关闭。对已保存的样本应按指导原则进行处理。要明确样本采集工作人员的职责的权力，并通过法规授予相应的权限，样本使用应避免特权，尤其是使用样本和资料必须按指导原则执行，包括监管人员。采集和存贮的生物样本以保障开展科学研究为目的，为促进生物医学水平的提高为目标。伦理委员会应当对拟开展的研究项目进行评估。 安全防护1）研究机构要保障生物标本库、包括采集和使用生物样本人员的安全。相关的场地设备需要符合国家的相关法规要求和样本库自身的特别要求。对潜在的危险应该以相应的警示标示清楚标明。对潜在的职业风险以及预防，应对方案在岗前应该充分告知并检验。2）研究机构应提供行政法规、安全培训措施并进行指导生物样本和资料的安全使用。3）研究机构的安全措施应适应生物标本库的要求。 管理人员职责1）负责生物样本采集计划的制定和经费预算，工作职责和考核应与采集样本和相关资料的工作性质一致。2）生物样本采集的经费预算应包括样本保存、销毁，完成特殊研究课题、分配使用和临床资料分析整理。3）协调和处理工作中由于经费、专业知识和政策规定方面发生冲突的问题。4）使用通俗易懂的语言或文字，向生物样本提供者解释利用生物样本开展研究工作的意义、产生的技术方法、产品或科学发现的商业的价值。5)负责组织和管理QA工作。对组织库运行过程中发生的质量问题进行监督和整改。 知识产权1）按照研究目的，从生物标本库中获得所需样本和资料，在文章发表、专利和成果奖励申请时应注明。2）参与项目研究任务的单位和个人提供生物样本和相关资料，将根据其数量和质量享有相适应的知识产权。3）利用生物样本通过进一步的科学研究获得的重要发明和成果应归属研究的发现者，若遇争议应由相关的学术和伦理委员裁定。