于曉桐，李國東

(哈爾濱醫(yī)科大學(xué)附屬第四醫(yī)院普外科，哈爾濱 150001)

生物樣本庫是一種收集各種人類生物樣本用于疾病機(jī)制研究、臨床診療的綜合應(yīng)用系統(tǒng)，包括標(biāo)準(zhǔn)化采集、儲(chǔ)存、質(zhì)檢、使用和樣本庫管理等流程。樣本涵蓋健康和疾病生物體的器官、組織、血液、細(xì)胞等；同時(shí)，規(guī)范的樣本庫建設(shè)需要匹配與樣本相關(guān)的病史、疾病診斷、治療過程以及出院隨訪等信息；樣本庫倫理審核及知情同意也是生物樣本庫能否規(guī)范、長期運(yùn)轉(zhuǎn)的重要保證[1-4]。近年來，消化系統(tǒng)疾病發(fā)病率高、起病隱匿、早期診斷困難且晚期患者多[5]。在消化系統(tǒng)疾病的分子機(jī)制研究、藥物耐藥性試驗(yàn)、疾病預(yù)防及診斷治療的研究中，生物樣本庫的地位及功能顯著提高。疾病發(fā)生、發(fā)展機(jī)制的基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)研究、不同治療方案的需求反饋于樣本庫，極大地促進(jìn)了其發(fā)展。但在樣本庫建設(shè)過程中也存在諸多問題和難點(diǎn)亟待解決，如樣本庫的標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一、生物樣本的臨床信息與隨訪信息不完善、生物樣本利用率低、基礎(chǔ)與臨床之間的轉(zhuǎn)化還有待提高等[6-7]?，F(xiàn)就我國消化系統(tǒng)疾病樣本庫的應(yīng)用現(xiàn)狀予以綜述。

1 我國消化系統(tǒng)疾病樣本庫的建立與發(fā)展

我國是一個(gè)多民族國家，各民族生活方式差異形成樣本的多樣化、特色化；此外，各地區(qū)醫(yī)院擁有各自獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)學(xué)科，對(duì)于不同種類的消化系統(tǒng)疾病有各自專精的研究方向。因此，各單位根據(jù)自身不同的特點(diǎn)發(fā)展建立了許多具有特色的消化道疾病相關(guān)生物樣本庫。

華北地區(qū)的北京大學(xué)臨床腫瘤學(xué)院樣本庫，自1996年開始收集包括胃癌、食管癌、大腸癌在內(nèi)的消化道疾病相關(guān)組織樣本及血液樣本，并于2002年建立了配套的樣本庫實(shí)驗(yàn)室，供臨床的基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)研究[8]。該樣本庫實(shí)行專人專用，由具備相關(guān)技術(shù)的專職人員從事樣本庫的收集、登記、儲(chǔ)存，極大地保證了樣本質(zhì)量，同時(shí)由于樣本庫計(jì)算機(jī)信息化管理使樣本的信息查詢、樣本統(tǒng)計(jì)等更加準(zhǔn)確、方便、快捷。北京市消化系統(tǒng)癌前病變臨床數(shù)據(jù)與樣本資源庫，主要收集消化系統(tǒng)癌前病變樣本，其通過完善消化疾病樣本庫的運(yùn)行、質(zhì)量安全、信息化建設(shè)，促進(jìn)多中心之間的合作研究，建立了國內(nèi)有影響力的消化系統(tǒng)癌前病變生物樣本庫平臺(tái)，為消化系統(tǒng)腫瘤發(fā)生發(fā)展機(jī)制、分子標(biāo)志物以及腫瘤早診早治的研究提供了高質(zhì)量的資源[9]。河北省磁縣腫瘤防治研究所基于地區(qū)食管癌高發(fā)的特點(diǎn)，著重食管癌普查、早期診斷治療和腫瘤網(wǎng)絡(luò)登記等工作，于2011年建立了以食管癌、賁門癌為重點(diǎn)的樣本庫[10]。該樣本庫立足于磁縣這一食管癌高發(fā)地區(qū)，對(duì)易患人群進(jìn)行早期內(nèi)鏡普查，同時(shí)開展完善的流行病學(xué)采集、數(shù)據(jù)隊(duì)列分析等科研工作。樣本庫采集食管癌組織樣本以及配套的血液樣本，配合登記患者的持續(xù)追蹤關(guān)注，為食管癌人群隊(duì)列研究、食管癌分子機(jī)制及遺傳學(xué)研究提供了一套完整、充足的數(shù)據(jù)及樣本基礎(chǔ)。

華東地區(qū)的生物芯片上海國家工程研究中心樣本庫建立于2003年[11]，作為專業(yè)化、標(biāo)準(zhǔn)化的綜合樣本庫，其收集、儲(chǔ)存了大量高質(zhì)量的消化系統(tǒng)疾病樣本，并創(chuàng)辦了中國醫(yī)藥生物技術(shù)協(xié)會(huì)組織生物樣本庫分會(huì)，分會(huì)對(duì)組織生物樣本庫標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)、樣本質(zhì)量控制、樣本庫安全、樣本庫信息化管理以及倫理規(guī)范等多方面起到了指導(dǎo)作用，并于2016年攜手全國68家三甲醫(yī)院發(fā)起成立了中國生物樣本庫聯(lián)盟[12-13]。由生物芯片上海國家工程研究中心打造的上海張江生物銀行于2017年建成，其樣本儲(chǔ)存能力達(dá)1 000萬份，并提出了集約化的樣本庫建設(shè)，為樣本庫發(fā)展提供了新思路[14]。2008年，第二軍醫(yī)大學(xué)東方肝膽外科醫(yī)院以病毒性肝炎相關(guān)肝癌樣本收集為目的建立了肝臟組織樣本庫，著重相關(guān)信息共享數(shù)據(jù)庫的建設(shè)及維護(hù)，收集原發(fā)性肝癌、良性肝腫瘤及其他肝病樣本[15]，該樣本庫始終注重樣本庫標(biāo)準(zhǔn)化、質(zhì)量化建設(shè)，同時(shí)配套詳細(xì)的相關(guān)信息整合和隨訪機(jī)制，以建立全國多中心的臨床、科研合作平臺(tái)。西北地區(qū)具有代表性的西京消化病醫(yī)院樣本庫是以消化系統(tǒng)腫瘤為重點(diǎn)建立的具有地方特色的樣本庫，共保存消化系統(tǒng)疾病相關(guān)樣本136 584份，其中包括來自胃癌高發(fā)地甘肅省武威市的樣本；同時(shí)，還建立了包括胃癌、結(jié)腸癌、胰腺癌、食管癌、間質(zhì)瘤及腸病6個(gè)組織分庫，包含大部分重要消化系統(tǒng)疾病[16]。此外，新疆醫(yī)科大學(xué)附屬腫瘤醫(yī)院新疆腫瘤樣本庫收集了新疆地區(qū)高發(fā)的食管癌樣本，新疆維吾爾自治區(qū)是多民族聚集地區(qū)，具有獨(dú)特的遺傳學(xué)資源，如哈薩克族是當(dāng)?shù)厥彻荀[癌高發(fā)的民族之一，患者病死率較高，食管癌生物樣本庫的建立有利于研究導(dǎo)致疾病高發(fā)的地域因素、生活習(xí)慣因素以及遺傳因素，以預(yù)防發(fā)病、降低病死率[17]。

華中地區(qū)的武漢市第八醫(yī)院(肛腸醫(yī)院)自2007年起利用其在肛腸疾病學(xué)科的特色優(yōu)勢(shì)，標(biāo)準(zhǔn)化地收集結(jié)直腸腫瘤樣本，目前已建立了一定規(guī)模的結(jié)直腸腫瘤專項(xiàng)庫[18]。該院具有的肛腸疾病?？菩钥杀ＷC取材樣本的質(zhì)量，為開展相關(guān)的基礎(chǔ)與臨床科研工作奠定了良好基礎(chǔ)。

華南地區(qū)的汕頭市中心醫(yī)院積極與國內(nèi)大型樣本庫合作，收集了粵東地區(qū)高發(fā)的食管癌樣本，建立了食管癌專項(xiàng)分庫[19]。潮汕沿海地區(qū)食管癌發(fā)病率顯著高于其他地區(qū)，且食管癌的臨床癥狀出現(xiàn)較晚，導(dǎo)致疾病晚期患者增加。因此，食管癌的分子機(jī)制研究、早期分子標(biāo)志物的發(fā)現(xiàn)以及早期診斷、有效治療成為研究重點(diǎn)。食管癌樣本庫專門收集地域特色的疾病樣本，能夠很好地支撐食管癌的進(jìn)一步研究。

2 我國消化系統(tǒng)疾病樣本庫的應(yīng)用

隨著醫(yī)療技術(shù)、診療理念的不斷發(fā)展，“轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)”“循證醫(yī)學(xué)”“個(gè)體化綜合治療”等理念逐漸推廣。而基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)結(jié)果臨床驗(yàn)證、基礎(chǔ)理論成果轉(zhuǎn)化、新型分子標(biāo)志物的發(fā)現(xiàn)與腫瘤靶向藥物的研究等均需要樣本庫作為重要支撐平臺(tái)[20-21]。國內(nèi)許多樣本庫平臺(tái)利用豐富的生物樣本資源，對(duì)消化系統(tǒng)疾病流行病學(xué)和分子機(jī)制進(jìn)行研究。

2.1流行病學(xué)研究 中國嘉道理生物樣本庫是中國疾病預(yù)防控制中心、中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院與英國牛津大學(xué)共同合作致力于中國人群流行病學(xué)的研究項(xiàng)目，共招募中國10個(gè)地區(qū)的51萬人，收集臨床數(shù)據(jù)及血液樣本，并定期重新收集招募者的信息和樣本，目前已經(jīng)完成了包括飲熱茶習(xí)慣與煙酒的相互作用對(duì)食管癌的影響以及收入和受教育程度與消化道腫瘤關(guān)系的研究等[22-23]。嘉道理生物樣本庫不僅促進(jìn)了我國慢性疾病的流行病學(xué)研究，也為國內(nèi)其他消化系統(tǒng)樣本庫開展流行病學(xué)研究提供了參考和可行性方案。

2.2分子機(jī)制研究 Yang等[24]基于第二軍醫(yī)大學(xué)東方肝膽外科醫(yī)院樣本庫肝癌樣本豐富的優(yōu)勢(shì)，對(duì)乙型肝炎病毒(hepatitis B virus，HBV)感染與原發(fā)性肝癌侵襲性的關(guān)系開展研究，研究人員對(duì)樣本庫中收集的8 515例肝癌患者樣本進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，與未感染HBV者相比，HBV感染患者原發(fā)性肝癌的平均發(fā)病年齡降低7～10歲，且甲胎蛋白陽性及肝硬化的比例更高，同時(shí)HBV感染患者的總生存期更短、發(fā)生微血管侵襲更多、預(yù)后更差。該研究結(jié)果為HBV與原發(fā)性肝癌致病機(jī)制的研究、術(shù)后不良預(yù)后的預(yù)測提供了可靠依據(jù)。

南京中醫(yī)醫(yī)院樣本庫采用基因芯片技術(shù)檢測所收集的結(jié)腸癌樣本和結(jié)腸腺瘤患者血清樣本中微RNA水平，并通過單因素方差分析進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，最終篩選出8個(gè)與結(jié)腸腺瘤和結(jié)腸癌相關(guān)的循環(huán)微RNA[25]。與傳統(tǒng)結(jié)腸癌篩查依靠消化內(nèi)鏡和病理活檢給患者帶來的創(chuàng)傷性和不適性相比，結(jié)腸癌生物標(biāo)志物篩查具有減輕患者痛苦、提高患者接受度的優(yōu)勢(shì)，因此循環(huán)微RNA檢測可進(jìn)一步用于結(jié)腸癌生物標(biāo)志物的研究，以促進(jìn)結(jié)腸無創(chuàng)篩查的發(fā)展，提高患者早期診斷率。

近年來，青年結(jié)腸癌的發(fā)病率呈升高趨勢(shì)且預(yù)后較差，逐漸成為結(jié)腸癌研究的重要方向。但傳統(tǒng)的細(xì)胞系模型不能完全代替青年結(jié)腸癌的疾病演化過程。而類器官是通過體外培養(yǎng)組織干細(xì)胞并形成與細(xì)胞來源器官相似的組織結(jié)構(gòu)與功能的微型組織，具有傳統(tǒng)細(xì)胞系模型不具有的組織特性，在分子機(jī)制的研究中優(yōu)于細(xì)胞系模型。Yan等[26]通過構(gòu)建結(jié)腸類器官樣本庫研究青年結(jié)腸癌的遺傳特征，對(duì)樣本庫進(jìn)行生物信息學(xué)分析發(fā)現(xiàn)，Smad4、骨形態(tài)發(fā)生蛋白1A型受體突變或骨形態(tài)發(fā)生蛋白拮抗因子過表達(dá)均可能是骨形態(tài)發(fā)生蛋白失活的替代機(jī)制，進(jìn)而促進(jìn)異位隱窩形成、引發(fā)鋸齒狀息肉病變，而鋸齒狀息肉病變是結(jié)腸癌形成的重要途徑之一。該研究中發(fā)現(xiàn)的青年結(jié)腸癌分子特征對(duì)于闡明腫瘤分子機(jī)制、發(fā)現(xiàn)新型抗腫瘤藥物靶點(diǎn)均具有重要意義。

3 我國消化系統(tǒng)疾病樣本庫建設(shè)面臨的挑戰(zhàn)

消化系統(tǒng)疾病樣本庫在推進(jìn)重大疾病及特發(fā)病、罕見病的研究中起重要作用，為消化系統(tǒng)疾病的早診早治和新型有效治療方案的制訂奠定了基礎(chǔ)。特別是消化系統(tǒng)疾病研究專項(xiàng)庫、地域特色疾病庫等樣本庫為特定疾病的研究以及該疾病在不同地區(qū)、民族中的特異性表現(xiàn)研究提供了珍貴的研究樣本。

但在消化系統(tǒng)疾病樣本庫發(fā)展過程中尚存在許多問題：①目前可以成為樣板的國家級(jí)消化系統(tǒng)生物樣本庫暫未建立，許多醫(yī)療機(jī)構(gòu)、研究中心建設(shè)的樣本庫缺乏參考。②雖然目前國內(nèi)樣本庫已形成一定行業(yè)共識(shí)，也制訂了試行標(biāo)準(zhǔn)[27]，但消化系統(tǒng)疾病樣本的采集、保存以及質(zhì)控的標(biāo)準(zhǔn)細(xì)節(jié)并未規(guī)范、統(tǒng)一，已建成的樣本庫質(zhì)量不一[28-29]。③國內(nèi)消化系統(tǒng)樣本庫建設(shè)逐年加快，但相應(yīng)的研究成果產(chǎn)出與樣本庫增長并不相符，生物樣本的利用率低導(dǎo)致許多樣本并未使用，且在長期保存中損耗，顯著增加了樣本庫的運(yùn)營成本，不利于樣本庫的可持續(xù)發(fā)展[30-31]。因此，在樣本庫建立前即應(yīng)規(guī)劃樣本使用，有目的、有研究方向后再收集樣本，以取代先盲目收集再尋找用途的做法[30]。④對(duì)于樣本臨床信息不完善、樣本提供者的隨訪不及時(shí)等問題，應(yīng)匹配完整準(zhǔn)確的臨床信息并嚴(yán)格執(zhí)行定期隨訪流程[32]。此外，特色樣本可促進(jìn)該區(qū)域高發(fā)疾病的診療，但在其他地區(qū)，由于沒有樣本量充足、質(zhì)量高的樣本庫支撐，相關(guān)疾病的研究進(jìn)展困難。因此，區(qū)域特色樣本庫應(yīng)加強(qiáng)與其他地區(qū)的交流共享、合作研究，從而取得更多高質(zhì)量的研究成果[7，33-34]。此外，內(nèi)、外科的消化系統(tǒng)疾病樣本庫應(yīng)相互整合，從疾病入手、系統(tǒng)性地規(guī)劃管理，優(yōu)化樣本庫資源分配，使樣本庫可持續(xù)發(fā)展。

4 小 結(jié)

目前我國已逐漸提高對(duì)消化系統(tǒng)疾病臨床樣本庫的建設(shè)，在發(fā)展過程中遇到的共性問題已得到領(lǐng)域內(nèi)專家重視，相關(guān)的共識(shí)也在逐步形成和完善[35-36]。在疾病機(jī)制研究、藥物研究等需求的積極促進(jìn)以及相關(guān)科研部門的努力下，各地區(qū)、醫(yī)院樣本庫呈現(xiàn)學(xué)科特色化與地域特色化，目標(biāo)也從早期盲目建設(shè)逐漸過渡到樣本庫的應(yīng)用與可持續(xù)發(fā)展。未來應(yīng)充分整合并有效利用這些優(yōu)質(zhì)的樣本資源，完善相關(guān)的各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)加強(qiáng)國內(nèi)樣本庫的交流合作，建立質(zhì)量更好、水平更高的消化系統(tǒng)疾病樣本庫，以提高疾病診斷效率、促進(jìn)疾病治療、改善疾病預(yù)后。