安懷杰，朱智明，趙曉航

現(xiàn)代生物技術(shù)的迅速發(fā)展以及對(duì)基因信息的深入闡釋，使得個(gè)體間生理功能差別的遺傳學(xué)闡釋、疾病預(yù)警、個(gè)體化健康維護(hù)與治療等研究進(jìn)展迅速。這些生物領(lǐng)域的進(jìn)展都離不開(kāi)生物樣本。建立一定規(guī)模的生物樣本庫(kù)是必要的。軍事特勤人員生物樣本庫(kù)在軍事衛(wèi)勤保障和提升戰(zhàn)斗力研究中具有不可替代性，其特殊性是民用生物樣本庫(kù)無(wú)法替代的。特勤人員生物樣本庫(kù)是研究如何提高衛(wèi)勤保障水平和官兵作戰(zhàn)能力的堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。因此，基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)研究中心首先建立了海軍特勤人員生物樣本庫(kù)。

1 生物樣本庫(kù)的作用和意義

生物樣本是任何包含生物信息的生物物質(zhì)，包括人體組織、血液、分泌物、排泄物及其衍生物。生物樣本庫(kù)是用于規(guī)范化收集、保存和處置離體生物樣本的機(jī)構(gòu)，為人類健康、疾病診斷與藥物研發(fā)等生物醫(yī)學(xué)研究提供資源。

生物樣本庫(kù)的建立具有重要的現(xiàn)實(shí)意義，能有效避免離體組織因缺血在短期內(nèi)失去其相應(yīng)的生物學(xué)活性，如基因的降解、蛋白的變性等。利用同一樣本庫(kù)的標(biāo)本進(jìn)行相關(guān)研究能有效提高研究結(jié)果的重現(xiàn)性，并給病理研究和臨床應(yīng)用提供有力的支持，是轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)發(fā)展的良好物質(zhì)基礎(chǔ)。

2 國(guó)際國(guó)內(nèi)生物樣本庫(kù)建立的情況

20世紀(jì)中葉凍存理論和技術(shù)的發(fā)展使得生物樣本庫(kù)的出現(xiàn)成為可能。隨著凍存技術(shù)的發(fā)展以及基礎(chǔ)研究和臨床應(yīng)用的要求，生物樣本庫(kù)的數(shù)量和規(guī)模都獲得了較快的發(fā)展。多數(shù)國(guó)家都建立了生物樣本庫(kù)，如1952年捷克斯洛伐克的Klen建立的University Hospital Hradec Kralove的組織庫(kù)。1999年成立的英國(guó)UK Bio-bank樣本庫(kù)是目前最大的生物樣本庫(kù)，截至2010年底已經(jīng)入庫(kù)了50萬(wàn)人共1 500萬(wàn)份的血液和尿液樣本。同時(shí)，生物樣本庫(kù)也在朝著網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展，樣本分散儲(chǔ)存在多個(gè)加盟單位，而信息統(tǒng)一管理，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)方便查詢，使生物信息資源利用率大為提高。

中國(guó)的生物樣本庫(kù)起步較晚，發(fā)展卻十分迅速。代表性的樣本庫(kù)，如1996年建立的北京大學(xué)臨床腫瘤學(xué)院腫瘤組織庫(kù)、天津大學(xué)附屬腫瘤醫(yī)院與美國(guó)癌癥研究基金會(huì)(National Foundation for Cancer Research，NFCR)2004年聯(lián)合建立的腫瘤組織庫(kù)、天津臍血庫(kù)和各地的干細(xì)胞庫(kù)等。然而，為軍事衛(wèi)勤而建立的特勤人員生物樣本庫(kù)鮮見(jiàn)報(bào)道。

3 軍事特勤人員生物樣本庫(kù)建立的必要性

軍事特勤人員生物樣本庫(kù)的建立是必要的。1949年George創(chuàng)建了美國(guó)海軍組織庫(kù)。該組織庫(kù)也是國(guó)際上的第1個(gè)組織庫(kù)，它建立的許多標(biāo)準(zhǔn)目前仍然被遵循使用。例如，它確立的適合的組織捐獻(xiàn)者的標(biāo)準(zhǔn)，建立的組織樣本采集和處理方法，以及器官移植的免疫學(xué)規(guī)范原則，都是海軍科學(xué)工作者發(fā)展和建立的。

軍事特勤人員生物樣本庫(kù)具有不可替代性。樣本庫(kù)的生物樣本具有人群特殊性;特殊人群的軍事崗位具有不可替代性;研究成果具有國(guó)防意義的獨(dú)特性。海軍特勤人員生物樣本庫(kù)為海軍衛(wèi)勤保障服務(wù)、提高衛(wèi)勤保障水平、提高官兵的作戰(zhàn)能力研究提供重要的生物樣本，為保障打贏信息化條件下局部戰(zhàn)爭(zhēng)奠定良好的基礎(chǔ)。

基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)研究中心建立的海軍特勤人員生物樣本庫(kù)，是我軍首個(gè)海軍特勤人員生物樣本庫(kù)。研究團(tuán)隊(duì)按照標(biāo)準(zhǔn)的操作規(guī)范，采集了海軍特勤人員人群的血液樣本(含有血漿、血清、白細(xì)胞)、特殊作業(yè)前后的血液和尿液樣本;遠(yuǎn)海執(zhí)行任務(wù)官兵的系列DNA、RNA、血清和血漿樣本;飛行學(xué)員的血液樣本;系列長(zhǎng)航官兵肚臍微生物樣本等等。近3年時(shí)間，初步完成了海軍特勤人員生物樣本庫(kù)的構(gòu)建。在樣本庫(kù)的構(gòu)建過(guò)程中，建立了適應(yīng)現(xiàn)實(shí)條件的規(guī)范生物樣本采樣機(jī)制、樣本處理規(guī)范、樣本遠(yuǎn)距離運(yùn)輸和信息保存系統(tǒng)。目前，樣本庫(kù)的庫(kù)容正在不斷擴(kuò)大，已有部分研究項(xiàng)目使用該樣本庫(kù)的樣本進(jìn)行研究，并獲得了初步成果。

4 海軍特勤人員樣本庫(kù)在衛(wèi)勤保障中的作用

良好的衛(wèi)勤保障能夠減少訓(xùn)練中的事故發(fā)生率，降低戰(zhàn)斗中的傷亡率，提升部隊(duì)官兵的整體作戰(zhàn)能力?，F(xiàn)代爆炸式的生物技術(shù)研究進(jìn)展，使得人類對(duì)基因多態(tài)性與個(gè)體能力和疾病易感性之間的關(guān)系認(rèn)識(shí)愈加深刻?，F(xiàn)代的軍事衛(wèi)勤已經(jīng)不同于傳統(tǒng)的衛(wèi)勤保障。傳統(tǒng)的衛(wèi)勤保障觀念已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于現(xiàn)代的軍事衛(wèi)勤需要?，F(xiàn)代的軍事衛(wèi)勤需要從人員選拔、個(gè)體能力提升、特殊崗位疾病預(yù)防和健康維護(hù)等角度全面保障。海軍特勤人員生物樣本庫(kù)的建立為研究特勤人員的作戰(zhàn)能力、特殊崗位人員的篩選、特勤人員疾病預(yù)防等研究，提供標(biāo)準(zhǔn)化制備的各種生物樣本，為海軍官兵的整體能力提升、作戰(zhàn)訓(xùn)練指導(dǎo)和人員選派等提供理論的支持。特勤人員生物樣本庫(kù)的應(yīng)用領(lǐng)域應(yīng)該包含特勤人員的遺傳篩選、優(yōu)秀個(gè)體的遺傳特質(zhì)鑒定、疾病預(yù)警與健康維護(hù)、身份鑒定以及事故原因分析等。

4.1 特勤人員的遺傳篩選 特勤人員的特殊崗位，往往需要具有特殊體質(zhì)的人員勝任。例如，高性能戰(zhàn)斗機(jī)的超機(jī)動(dòng)性能、高過(guò)載、作戰(zhàn)條件和空域的急速變化等，對(duì)飛行員的生理心理有著更高的要求。哪些飛行學(xué)員能夠培養(yǎng)成為高性能戰(zhàn)斗機(jī)飛行員，什么生理素質(zhì)是艦載機(jī)飛行員的特質(zhì)，這些需要進(jìn)行系統(tǒng)的研究，需要從飛行學(xué)員到飛行員等培養(yǎng)過(guò)程中的生物樣本，包括DNA樣本、血清、血漿、RNA樣本等進(jìn)行系統(tǒng)的研究。特勤人員生物樣本庫(kù)為從普通飛行學(xué)員到高性能戰(zhàn)斗機(jī)飛行員的選拔研究提供了重要的生物樣本，對(duì)飛行學(xué)員的選拔和提高軍隊(duì)飛行員的培養(yǎng)成功率將有重要的作用。

特戰(zhàn)隊(duì)員和蛙人需要挑選的個(gè)體具有較好的爆發(fā)力或耐力。目前的選拔方式是從較大的候選人群中在長(zhǎng)時(shí)間的訓(xùn)練過(guò)程中選拔，往往消耗大量人力、物力。最近研究發(fā)現(xiàn)，某些基因型能夠提示該個(gè)體具有較好的耐力或培養(yǎng)潛質(zhì)，篩選該種基因型的個(gè)體能夠大幅提高培養(yǎng)的成功率，節(jié)約時(shí)間和人力、物力，同時(shí)提高部隊(duì)的效率和戰(zhàn)斗力。例如，輔肌動(dòng)蛋白3(actinin alpha 3，ACTN3)是骨骼?、蛐涂旒±w維Z線的結(jié)構(gòu)蛋白。研究發(fā)現(xiàn)，ACTN3基因的第16個(gè)外顯子的第1747位的堿基C突變成了T后，成了一個(gè)終止密碼子，導(dǎo)致純合子個(gè)體ACTN3的缺失。ACTN3等位基因的相對(duì)頻率在不同種族人群中差別很大[1]。ACTN3野生型(C/C)的運(yùn)動(dòng)員肌肉爆發(fā)力和對(duì)運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練的反應(yīng)性都要強(qiáng)于突變型(T/T)運(yùn)動(dòng)員[2]。MacArthur等[3]在 ACTN3 基因敲出的小鼠模型上觀察發(fā)現(xiàn)，ACTN3缺失(T/T突變型)能夠?yàn)槟土\(yùn)動(dòng)帶來(lái)遺傳上的優(yōu)勢(shì)。黃昌林[4]等研究發(fā)現(xiàn)，ACTN3基因型為T(mén)/T(突變型)的漢族男性軍人100 m速度明顯快于基因型為C/C和C/T者?；谝陨涎芯拷Y(jié)果，ACTN3基因型的鑒定可以用于指導(dǎo)選拔優(yōu)秀的速度或力量型特勤人員。

4.2 優(yōu)秀個(gè)體的遺傳特質(zhì)鑒定 優(yōu)秀的特勤人員，其培養(yǎng)需要大量的資金和相對(duì)較長(zhǎng)的時(shí)間。培養(yǎng)過(guò)程中，大批的人員由于各種原因被淘汰，這些淘汰的因素多數(shù)都有著遺傳學(xué)基礎(chǔ)，能夠在遺傳學(xué)上找到證據(jù)。而培養(yǎng)成為優(yōu)秀特勤人員的個(gè)體也有其遺傳學(xué)基礎(chǔ)，找出優(yōu)秀個(gè)體的遺傳學(xué)特征，將為提高篩選和培養(yǎng)特勤人員的成功率奠定良好的基礎(chǔ)。該項(xiàng)工作的基礎(chǔ)是系統(tǒng)的生物樣本的采集和良好的保存——A級(jí)特勤人員生物樣本庫(kù)。

我們建立的海軍特勤人員生物樣本庫(kù)中保存了特勤人員的系列的生物樣本。這些特勤人員經(jīng)過(guò)多年的訓(xùn)練選拔和實(shí)戰(zhàn)的考驗(yàn)后，優(yōu)秀的個(gè)體將會(huì)顯現(xiàn)。針對(duì)這些優(yōu)秀的個(gè)體，通過(guò)對(duì)系列樣本的研究，找到優(yōu)秀特質(zhì)的遺傳學(xué)基礎(chǔ)，進(jìn)行優(yōu)秀特質(zhì)的鑒定，為該類特殊人員的選拔提供基因水平的科學(xué)依據(jù)。例如，通過(guò)全基因組關(guān)聯(lián)研究(Genome-wide association study，GWAS)分析，篩選優(yōu)秀特勤人員特異的遺傳標(biāo)志，形成特殊崗位人員培養(yǎng)的基本標(biāo)準(zhǔn)，將提高某些特勤崗位人員的培養(yǎng)成功率。

4.3 疾病預(yù)警與健康維護(hù) 檢測(cè)重要特勤人員的疾病相關(guān)的易感基因?？茖W(xué)指導(dǎo)預(yù)防和監(jiān)測(cè)，維護(hù)其健康，提高其健康水平，延長(zhǎng)工作壽命，對(duì)個(gè)體和軍隊(duì)都是雙贏。特殊人員的培養(yǎng)通常需要大量的物質(zhì)投入和時(shí)間，延長(zhǎng)其工作壽命，提高其健康水平，對(duì)提高部隊(duì)?wèi)?zhàn)斗力有重要意義。例如，抑癌基因p53，其多態(tài)性是肝細(xì)胞癌(hepatocellular carcinoma，HCC)常見(jiàn)的基因改變之一。p53基因在第7外顯子的249位密碼子3號(hào)堿基可發(fā)生G→T的顛換，與攜帶G/G基因型者相比，攜帶T/T基因型者患肝癌的風(fēng)險(xiǎn)將顯著增加[5]。另一項(xiàng)研究則顯示:XRCC1基因第399位密碼子發(fā)生A→G的轉(zhuǎn)換，可使肝癌的相對(duì)危險(xiǎn)度增加147%[6]。亞甲基四氫葉酸還原酶(methylenetetrahydrofolate reductase，MTHFR)是調(diào)節(jié)葉酸和蛋氨酸代謝的限速酶。研究認(rèn)為，MTHFR A1298C多態(tài)性與腸癌有關(guān)，且突變基因型具有保護(hù)作用。例如Chandy等[7]在印度人群中的研究均發(fā)現(xiàn)，MTHFR A1298C多態(tài)性和大腸癌易感性相關(guān)，1298CC對(duì)大腸癌具有保護(hù)效應(yīng)。但另外一些的研究則顯示，突變基因型能增加大腸癌的患病風(fēng)險(xiǎn)。El Awady等[8]在埃及人群的研究發(fā)現(xiàn)1298AC+CC基因型能增加大腸癌的患病風(fēng)險(xiǎn)。這些基因多態(tài)性能夠?qū)膊“l(fā)生概率進(jìn)行預(yù)警，科學(xué)指導(dǎo)個(gè)體，避免誘發(fā)該項(xiàng)疾病的危險(xiǎn)因素或生活習(xí)慣等，正確的預(yù)防措施能夠有效降低疾病的發(fā)生率。

4.4 特勤人員身份鑒定 生物樣本庫(kù)中含有各種特勤人員的白細(xì)胞和DNA樣本。這些樣本含有個(gè)體的遺傳信息，能夠在基因水平進(jìn)行個(gè)體鑒定。如用DNA指紋圖譜進(jìn)行的個(gè)體鑒定?；蛩借b定個(gè)體身份的方法是目前個(gè)體身份鑒定的最準(zhǔn)確的方法，廣泛應(yīng)用于個(gè)體的鑒定。

現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)和武裝沖突中，武器裝備和戰(zhàn)爭(zhēng)形式的巨大變化使爆炸傷增加數(shù)10倍。自殺性襲擊基本上全是人體炸彈，尸體的身份確認(rèn)是善后工作的難點(diǎn)。2001－2006年從伊拉克空運(yùn)后送美軍傷員的統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示[9]，美軍戰(zhàn)場(chǎng)傷類分布發(fā)生明顯變化，爆炸傷發(fā)生率明顯增加，在所有創(chuàng)傷傷員中爆炸傷占58%。而海戰(zhàn)中的戰(zhàn)傷類型是爆炸傷、燒沖復(fù)合傷，傷亡率遠(yuǎn)高于陸基作戰(zhàn)，陣亡官兵的遺骸不易辨認(rèn)。飛機(jī)失事后的死亡人員的身份往往難以通過(guò)常規(guī)方法辨認(rèn)，通過(guò)基因鑒定個(gè)體的身份是準(zhǔn)確有效的方法。而生物樣本庫(kù)的個(gè)體遺傳樣本為身份鑒定提供鑒定樣本。準(zhǔn)確鑒定陣亡官兵的身份，對(duì)戰(zhàn)亡的官兵家屬也是負(fù)責(zé)任的做法。

4.5 事故原因分析 基因組學(xué)的研究成果日益轉(zhuǎn)化為揭示人類的行為與疾病原因的利器。大部分疾病都有著基因水平的基礎(chǔ)。特勤人員的某些意外或突發(fā)事故，往往找不到原因，常規(guī)原因都無(wú)法解釋。事實(shí)上，有些意外事故的原因可能與個(gè)體的遺傳因素相關(guān)。從基因水平尋找事故的原因，往往能夠揭示真正的原因。

5 海軍特勤人員生物樣本庫(kù)的完善

5.1 增加生物樣本庫(kù)的樣本種類和庫(kù)容 生物樣本庫(kù)發(fā)揮最大的作用需要足夠大的庫(kù)容和多樣的樣本種類。海軍特勤人員生物樣本庫(kù)采集了多種生物樣本，如血漿、血清、白細(xì)胞、DNA和RNA、特殊任務(wù)前后的血液和尿液樣本等等，涵蓋了一定范圍的海軍特勤人員。但是，海軍特勤人員的生物樣本種類和數(shù)量仍然需要繼續(xù)增加和補(bǔ)充。

5.2 優(yōu)化樣本的采集流程 在建立海軍特勤人員生物樣本庫(kù)的過(guò)程中，采用國(guó)際通用的技術(shù)操作規(guī)范，根據(jù)實(shí)際條件進(jìn)行適當(dāng)?shù)难a(bǔ)充和調(diào)整，制定了異地采樣的樣本保存、處理和運(yùn)輸?shù)牟僮饕?guī)范，實(shí)踐證明這些操作規(guī)范是切合實(shí)際和有效的。而在某些特殊采樣情況下，采樣的影響有可能涉及某些特勤人員的工作安全。因此，需要更加細(xì)致完善的樣本采集流程，保證不影響特勤人員安全的情況下完成樣本收集工作，該項(xiàng)工作還需要我們生物樣本庫(kù)和相關(guān)部門(mén)的積極協(xié)調(diào)和探索。

5.3 完善信息管理系統(tǒng)和加強(qiáng)保密信息管理 生物樣本庫(kù)包括樣本信息的管理系統(tǒng)。海軍特勤人員生物樣本庫(kù)的信息采集等涉及到信息保密，另外某些特殊的樣本，不能完全照搬和套用民用的生物樣本庫(kù)信息系統(tǒng)。因此，仍需改進(jìn)特勤人員生物樣本庫(kù)的信息管理系統(tǒng)，同時(shí)需要加強(qiáng)保密載體的管理和提高涉密人員保密意識(shí)。

海軍特勤人員生物樣本庫(kù)保存了海軍特勤人員的多種生物樣本和相關(guān)信息，在健康維護(hù)、能力篩選和身份鑒定等方面，將為海軍衛(wèi)勤保障能力的提高起到積極的作用。該生物樣本庫(kù)同時(shí)能夠?yàn)椴±硌芯亢团R床應(yīng)用提供有力的支持，也是轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)發(fā)展的良好物質(zhì)基礎(chǔ)。

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