标准化、高质量的生物样本库是实现转化医学与精准医学的重要源头与关键环节之一

关键词：生物样本库；标准化；转化医学；

摘要：

标准化、高质量的生物样本库是实现转化医学与精准医学的重要源头与关键环节之一。制定标准化的样本库流程是将来如何正确使用与共享这个资源的根本保证，作者从样本的审查、采集、处理、保存、质量管理和信息化管理方面进行综述，以期促进生物样本库的标准化建设。

当今精准医学与转化医学备受关注并进入迅速发展期，我国政府到2030年预计总投入人民币600亿元开展精准医学研究与实践[1]。而生物样本库作为基础研究、临床转化医学研究以及精准医疗战略实施的基石与桥梁，在疾病预防、预测及个体化治疗上必将发挥着越来越重要的作用[2]。

根据经济合作与发展组织的定义，“生物样本库是一种集中保存各种人类生物材料，用于疾病的临床治疗和生命科学研究的生物应用系统”[3]。换言之，生物样本库是标准化收集、处理、保存、应用健康和疾病生物体的生物大分子、细胞、组织和器官样本（包括人体器官组织、全血、血浆、血清、生物体液或DNA、RNA、蛋白）以及与这些生物样本相关的临床、病理、治疗、随访、知情同意资料及其质量控制、信息管理与应用系统。近年来，我国生物样本库发展迅速[4~5] ，由于缺乏统一的标准化流程，导致样本质量不达标、样本根本无法正常利用的生物样本库频现，这严重制约了我国基础医学研究与转化医学水平，阻碍了新药创制及临床诊疗技术的发展。所以，制定生物样本库国家标准规范，深入推进标准化进程，提高标准化国际水平，建立中国生物样本库标准品牌势在必行[6]。

1 生物样本库标准化建设

1.1 样本采集审查  样本采集前，应向科学技术管理委员会与伦理委员会提交样本采集方案。科学技术管理委员会审查通过后。伦理委员会召开会议审阅讨论该申请， 伦理委员会应建立工作程序。所有会议及其决定均应有书面记录，签发书面意见[7]。

1.2  知情同意 知情同意是指捐赠者获取足够的信息能够自主地决定是否向样本库捐赠样本和个人信息，以及是否同意样本和信息用于未来科学研究。所有关于捐赠样本的信息资料必须通俗易懂，便于捐赠者或他们的代理人作出决定。捐赠者有权撤回知情同意，并要求销毁样本库里未使用的样本及相关数据[8]。

1.3  样本的采集与处理

1.3.1  血液样本 遵循全国临床检验操作规程（第3版）[9]，用真空采血管(抗凝管和促凝管)采集捐赠者血液样本。

将抗凝管或促凝管放入冷冻离心机中，4℃，2000g 离心 10min；促凝管经离心后分为血清和血凝块，抗凝管经离心后分为上层血浆、中层白膜层和下层红细胞，均予以每管 200~500μＬ分装。

血液样本应在 24h内处理和保存[10]。 

1.3.2  组织样本

1.3.2.1  大体组织  大体组织样本的采集应尽量缩短组织缺血时间，尽量于大体样本离体 30min内取材[11]。取材完毕后的组织，若作为新鲜冷冻样本，则每块组织大小一般为0.5cm× 0.5cm × 0.5 cm 质量尽量保证在250mg以上，放入液氮内速冻后深低温冷冻保存，可用于 DNA、RNA和蛋白质的提取， 若用于制作石蜡样本，则每块组织大小一般为1.0cm×1.0 cm × 0.4 cm，10%甲醛溶液固定。石蜡包埋，可切片染色后用于复诊， 采集的组织也可RNAlater试剂保存、佳切割温度包埋处理。

1.3.2.2穿刺活检组织  穿刺活检样本受手术热缺血等前处理影响因素少，是非常珍贵的临床样本。将取出的小块组织直接装入预先准备好装有10%甲醛溶液或者RNAlater试剂样本管中。

1.3.3  尿液样本  当前大多数生物样本库所采用的尿液直接冻存于-80℃冰箱的方法，需要占用大量的空间，非常浪费资源，且样本长期保存和反复冻融常常造成尿液中成分的降解。

这里推荐一种尿液膜上保存的方法[12]。将尿液样本于4℃5000g离心30min，取尿液上清20ml，加入10ml磷酸盐缓冲液混匀，通过合适的滤纸和孔径0.2μｍ的硝酸纤维膜真空抽滤。过滤完毕后，吹干或晾干，用真空封装装置将硝酸纤维膜封装于真空、无菌袋中。

1.3.4  唾液样本  唾液样本可用于药物测试、艾滋病病毒检测或激素水平的监测和提取DNA。采样装置包括脱脂棉签、聚丙烯涂层的聚乙醚签及石蜡咀嚼刺激物。若直接把唾液吐到容器里，就要求容器开口要大，便于采集样本。唾液可以等体积分装或离心，产生的上清和沉淀可以分析和(或)单独存放[8]。 

1.3.5 粪便样本 粪便样本易采集、廉价，与肠道疾病关系密切，一般用于胃肠道微生物组学、寄生虫学、胃肠道上皮脱落细胞的基因组学研究。

粪便样本中加入适量生理盐水，于振荡器上振荡至粪便完全溶解。3000g 离心10min，转移上清于新的离心管中，进行核酸或其他生物大分子的抽提[14]。

1.4  样本的保存  处理好的样本需选择适合保存温度的设备。并记录样本保存的状态和位置。保存的样本应进行实时追踪和定期核对。并对其保存的内部和外部环境进行监控。

表1：生物样本库中常见样本的保存要求

生物样本库中常见样本的保存所需设备

1.5  样本的运输与使用  研究者需如实填写并递交生物样本使用申请及研究方案的摘要。分别进行科学审查和伦理审查；审查通过后，生物样本库方可准予办理样本和相关资料的出库。每个样本库在样本使用规范、规定和原则上不同，因而各自的申请流程也可能不同。

所有生物样本都被视为具有潜在生物危害风险，样本的包装和运输应严格遵循国家的相关规定。低温运输是样本转运的首要条件，冷藏样本需要用足够的冰块或冰袋将样本温度维持在2~8 ℃；低温保存的样本需要在干冰或液氮的保护下进行运输。 

1.6  样本的清理与销毁 对没有利用价值或者捐赠者要求销毁的样本进行清理和销毁，可以节约存储空间及能源、减低样本保存成本。待销毁的样本应作为医疗废弃物，严格依照相关法律法规进行销毁。样本信息管理系统应做好相关记录。

1.7  质量管理  质量是生物样本库的核心与关键，生物样本库的目的是在相应的法律法规和伦理框架下提供高质量的样本、信息和服务。实现生物样本库方针目标，有效地开展各项质量管理活动，生物样本库应建立完善的质量管理体系。质量保证和质量控制是质量管理体系的重要组成部分，质量保证和质量控制应贯穿于整个样本库运营过程的始终[15]。

1.8  信息化管理  生物样本库的信息化管理包括日常保存的样本信息以及与样本相关的临床信息管理，是样本库建设中的重要组成部分，也是样本库科学管理和样本资源科学利用的关键[16]。但我国目前已有的样本库信息化程度不高，信息及数据的采集由纸质资料提供，再由样本库工作人员手动输入，属于医疗行业内的“劳动密集型”。这种模式不仅费时费力，且其流程更是加大人为错误的概率，使得大量医学数据的转化有效性不足，远远无法满足高通量生物医学数据分析的需求。再者，国内已有样本库的形式更趋同于一个具备简单存储功能的样本“仓库”，对样本的科学研究显得很薄弱，更是无法对转化医学作出应有的贡献[17]。因此，全面加强样本库的信息化管理十分必要。

2 展望

高质量、高水准的生物样本是人类重大疾病基因组、功能基因组、蛋白质组等基础、临床研究与分子诊断标志物、药物靶点研发、健康研究的珍贵资源与关键环节，也是众多研究成果快速实现产业化，即“转化医学”应用到临床如疾病预测、早期诊断、分子分型与个性化治疗、预后评估的重要保证，毫无疑问也是生物医药产业自主创新体系中至关重要的环节与保证，更是生物医药产业发展的重要基石和源泉[18] 。

而高质量、高水准的生物样本必须依赖于生物样本库的标准化建设，我国生物样本库的建设也已逐步进入标准化建设时期[19]。2015年6月10日，国家标准化委员会批复同意成立全国生物样本标准化技术委员会，此委员会的成立以及相关行业标准和正在起草制定的生物样本国家系列标准，将对我国生物样本库标准化建设起到良好的技术保障和支撑作用。相信生物样本库在标准化建设的指引下会获得更大的发展，为我国生物健康事业的发展提供强大的样本基础。

 01 生物样本的相关法规

1）2019年公布《中华人民共和国人类遗传资源管理条例》以及2021年通过的《生物安全法》；

2）国家食品药品监督管理总局公告2015年第117号——722自查公告（插链接或者图片）中第（六）条提到：生物样本的采集过程及运送与交接和保存等记录；生物样本分析方法确证生物样本分析过程相关记录以及样本留样情况；

3）国家食品药品监督管理总局关于发布药物临床试验数据现场核查要点的公告（2015年第228号）提到：

02生物管理流程

1）耗材准备与接收

根据方案中的访视安排，CRA/CRC提前准备好耗材与仪器，核对耗材与仪器的有效期、项目编号、访视周期、试剂盒中的采集管是否齐全等。

针对特定项目要求，临床试验样本耗材（采血管）需要预先完成信息录入，保证准确无误对应试验方案和实验室手册中的每个要求。

确认样本储存条件，如：冰浴还是常温，需要冷冻保存的生物样本预定干冰。

如样本需要运送至中心实验室，需要提前预约快递。还需要提前盘点监查运输样本计划CRA/CRC在受试者访视试验前将耗材（针管、试管、离心机、转运盒）开始前送到中心，并快速准确地完成接收核验。同时事先准备好相关文件，如检验申请单、试管标签、运送单等。

如果方案中涉及空腹或者其他特殊要求，需提醒研究者/CRC提前与受试者进行沟通。

2）样本的采集

根据试验方案预先设置好采样计划，实际操作过程中根据方案或计算机系统提示，由研究护士按照计划进行操作。

期间需要填写相应的血样采集表，并签名签日期确认。当同一时间随访中有多个受试者同时采集标本时，要仔细进行核对，做好备注标记，以防混淆标本。

如出现采样或耗材使用错误，CRC或系统会对护师提示，确保流程正确规范。

3）样本的处理与分装

样本采样完毕后需立刻按照方案要求处理（例：离心处理），分装到冻存管之前，需再次核对冻存管与采血管上的受试者信息，后按照方案要求及时放入转运盒或低温冰箱中（需要提前准备干冰）。

如一起离心多个受试者的采血管，离心后分装到冻存管之前，需再次核对冻存管与采血管上的受试者信息，切勿弄混。

▼ （以某项目为例的PK血样处理规程）

4）中心内样本储存

若在本中心内检测，分装后的生物样本需要根据具体要求可暂存至中心-20℃或-80℃冰箱中。（具体根据方案或实验室手册）

不同试验的样本分开存放，记录样本放入冰箱开始结束的时间与温度。

定期导出生物样本存储仪器的温湿度记录并留存。

注意关注在此期间是否存在样本超温，若存在此情况需留存后续的沟通及处理记录。

5）样本的运送

若需要外送至中心实验室检测，则需填写样本邮寄随行单，确保受试者筛选号、标本内容、试剂管数量、访视周期、采集日期、采集时间等都填写完整，确保数据准确清楚，且全程记录。

标本运输之后，如有质疑，中心实验室工作人员可能电话联系中心人员进行确认。

常温标本，采集好当天运送；冷冻标本，按照方案或申办方要求存储或定期运送。（具体根据方案或实验室手册）

及时登录中心实验室网址上查询检查结果，核对报告内容是否完整，打印报告单，请研究者对异常结果进行评价确认后，保存在受试者文件夹。

03监查要点

1）准备

确认采集样本是否与遗传办批准一致；

明确采集样本的类别、访视、数量，确认采集流程是否符合中心实验室要求；

样本采集、处理和记录中的执行人员都有对应的授权和培训；

核查本试验是否已在相关法规允许下进行、确认受试者是否签署ICF；

核查采集记录，检查表格记录是否完整、符合逻辑（签字与日期）、受试者补助签收单与ICF一致；

若样本管理手册有更新，相应人员进行过及时培训，注意新的内容是否会影响操作；

注意耗材的存放条件，定期对试剂盒等物资进行清点。

2）实施

注意授权时间和操作时间的时间逻辑关系；

注意设备的是否为公共设备、设备存放地点、设备的适用范围是否符合方案要求；

注意核查同一天采集的样本的记录，是否存在同一时间点相同人员进行样本采集，或者离心机处理时间是否存在矛盾等现象；

确认样本处理操作（离心时间、温度、离心力、血样转移、冻存管个数，保存体积，标签、冻存盒存放）；

样本的采集过程可能会被记录在：受试者病历记录单/医嘱/样本采集记录表/护理记录单等，试验开始前确认哪一份为原始记录，监查过程中记得交叉核对。

3）记录

核查《生物样本采集记录表》中的项目信息、受试者缩写、筛选号、随机号是否有误：采集时间；采血量、预处理、离心、起止时间、样本数目、转运时间、存放冰箱时间、样本数目、转运时间是否有误；

核查采集人（中心授权护士）、离心人及转运人（中心授权人员）是否有误；

核查血样留存中心温度记录（实验室手册保存条件），记录人（中心授权人员）、温度计、冰箱（校准证书）；

核查多人同一天采血时间、离心时间、存放冰箱时间，三者有无时间逻辑错误。

4）保存

查看放入冰箱转运的温度、环境是否达到要求，同时记录温度计的编号、数量及放置时间；

关注在储存期间是否存在样本超温，严格按照方案要求进行存储；

相关仪器的校准证书/合格证至少覆盖FPFV-LPLV；生物样本采集数量与处理、保存、出库数量一致；

从冰箱中取出存储的生物样品，研究者核对试验方案编号、试验药物名称、受试者编号、周期、剂量组、是否备份、种类(血、尿或者粪样、病理切片等)、生物样本的数目；

生物样本的取出及转移操作，同时避免长期打开冰箱导致温度降低

5）运输

确认此次监查运送样本：对生物样本进行清点、包装，检查生物样本运送清单，确认清单的内容与标本数目相吻合；

再次与项目组/中心实验室负责人确认运送时间、地址，确保到达当天有人接收；

标本运送温度确认：常温、干冰以及运送过程温度记录；

确保运送快递物流单；

检查既往运送记录，清点运送数量、保存运出数量、中心试验签收量一致性；

确认归档运送签收回执检查既往运送温度，核对既往运送过程温度记录收集完整、是否超温。

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