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“生物银行”正在走近你我,它意味着什么?   把基因存进“银行”
发布时间:2018-01-03 编辑:湘声报-湖南政协新闻网
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  走进上海张江生物银行,高高的橙色架子上有一个个类似保险柜的小抽屉,这里储存了50万份肿瘤组织,是银行的第一批“库存”。 柏可林/摄





  中部地区首个“生物银行”,2018年将在长沙面世。


  日前,国家“十三五”重点研发专项“分布式人类遗传资源库建设与应用示范”项目负责人、中南大学基础医学院教授黄菊芳公布了这一计划。


  什么是“生物银行”?它的出现有何作用?这个银行怎么“开户”?又如何“保值”?


  一管血,一根头发,甚至一份尿样,经过采集、打印身份编号,再入库存进“银行”,等待日后使用。事实上,生物银行即生物样本库,与普通银行不同的是,它的储存品是组织、血液、细胞、器官、DNA等生物样本,以及与其相关的临床、病理、治疗、随访等资料,还有质量控制、信息管理与应用系统。


  “生物样本库是世界上最有意义的银行,这里存储的标本是每个人的基因护照,也是为人类健康保值增值的源泉。”黄菊芳介绍,这些数量庞大的标本蕴涵了长远意义,通过研究分析,能揭示出人类一些疾病的发生规律。它不仅是各类基础科学研究和临床实验的重要条件,也是将科研成果快速产业化并投入临床应用,开展转化医学的物质基础。



  生物银行如何存储?



  今年9月,黄菊芳团队向中南大学湘雅医学院大一新生发出邀请,希望采集他们的粪便标本,存入生物银行,用于该团队正在进行的“我国健康青年人肠道微生物图谱绘制”研究工作。


  随后,140多名志愿者签署了知情同意书后,在生物银行“开户”,领取采集工具,前往指定地点自行采集标本后,统一交予项目团队。


  存放标本的组织管在放入冰箱前,会贴上一串统一设定的数字代号和条形码,代表着它的存放位置和标本信息。生物银行会将这些与志愿者签署的知情同意书相连的数字代号,录入到云平台,仅留粗略样本信息,并对个人隐私进行保密,以实现样本储存和信息化分开进行的目的。


  “由于样本会放在-86℃的冰箱,甚至-196℃的液氮罐中进行保存,冻存温度低、贴码要求高,标本贴码采用的是特殊纸张。”中南大学基础医学院博士后张斌透露,为确保目标标本不影响冰箱内其他“储户”的“财产”,研究人员往往会将标本提前预冷,仔细编排条码,再行入库。


  “一方面,针对样本的提供者和种类的不同,在采集的地点和方式等规范也会有所差异。比如,血液中含有遗传物质,所以一般在医院等地进行采集,确保样本不受污染。另一方面,由于生物样本库中储存的组织样本不同、目的不同,不同样本在储藏时采取的温度也会有差异。”黄菊芳介绍,为了保护一些希望“复苏”的细胞的活性,如干细胞等,研究人员会将它存入温度低至-196℃的液氮中。



  标本可预测或预防疾病



  “它就是一个疾病的预言家和监测师。从疾病防控的角度来说,对于每个在生物银行的‘储户’而言,存入时间越早越好,存入时身体状况越健康越好。”黄菊芳告诉湘声报记者,通过对比“储户”每年甚至每月的标本变化,很多突发疾病将可以被预测或预防。


  以肿瘤病人为例,在医院采集的病理标本往往仅有一小部分用于检测,其余部分难以长期保存,被作为医疗废弃物统一销毁。有了生物银行后,就可以将其储存起来,同时还记录相关信息,比如发病时身体的各类症状、化验检测结果、影像等诸多检查结果,还可以记录治疗时对哪种药物敏感、化疗有何副作用等内容。当样本达到一定数量时,经过分析整理,可为跟踪、预防及治疗疾病提供很多便利,为早期诊断、个性化治疗、预测疾病提供依据。


  不久前,一位家族中出现类似遗传性脱发的志愿者向黄菊芳团队提出申请,希望冻存自己年轻时的头发毛囊,以备需要时将自己的毛囊提取出来,进行科学研究,甚至为他制备个体化的治疗药物,预防和治疗他担心“有明显家族史”的脱发。


  黄菊芳十分乐意,马上组织专家论证,制定毛囊采集流程。黄菊芳说:“头发、脐带等当中都含有干细胞,一个细胞可以复制、扩增出无数个细胞。我们只需等待将来技术的发展和成熟,就能复苏生物银行中的干细胞‘藏品’,哪里‘坏了’补哪里。”


  “如果一家人都能在生物银行开户,那么众多遗传疾病的基因密码,更易被检测和突破。”在省政协委员、中南大学基础医学院教授肖红梅看来,生物银行中的大量样本,以及基于此开展的同质化样本的研究,对找寻疾病,特别是疑难重症的病因有着重大作用。



  期待生物银行走向市场



  近年来,随着医学技术的发展以及医学资料的积累,建立国民生物样本库成为大型科研项目的必要支撑,也是发达国家提高医疗水平的重要举措。拥有生物样本的数量和质量,是国际生物科技领域争夺的焦点之一。


  我国的生物样本库起步较晚,但发展十分迅速,除了政策和资金的支持,人口和疾病样本的充裕也是关键因素。


  “由于信息化程度不高、共享程度低,早期的生物银行建设十分艰难。真正建设规范的生物样本库,更是凤毛麟角。”肖红梅说。


  对此,研究人员在不断规范生物样本的“物理质量”的同时,更加重视提高生物样本的“信息质量”。


  “当某项研究需要提取生物样本时,如果在最初采集时,针对该样本资源提供者的性别、血压、心率、详细病史等信息,做到尽可能的详细,将能更加精准地判定样本资源是否适合这项研究。目前更多的样本信息质量参差不齐,这也是目前在做科学研究时,需要大量的样本消除误差的原因。”黄菊芳介绍。


  自上世纪开展保存各类病理诊断的切片标本和组织块,中南大学已建成湖南规模最大的临床病理标本库,通过与医疗大数据系统的建设与资源共享,可以为生物银行的建设提供临床病理资源保障。


  不仅如此,黄菊芳团队还将在湖南建立30多个人类遗传资源样本采集示范点,建立一个具备500万份样本保存能力的超大规模“中心生物银行”,在上海建立一个具备150万份样本保存能力的“备份生物银行”,同时建立7个储存能力达100万份主题鲜明的“卫星生物银行”。


  “我们正与省内多家企业和高校联合申报产业技术创新战略联盟,联盟的建立将极大地推动全省生物银行的全产业链研究和发展。”黄菊芳希望生物银行能够得到地方政府、职能部门等的支持,并且走向市场。


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