生物银行

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内容简介

      生物银行(BioBank),又称生物样本库,主要是指标准化收集、处理、储存和应用健康和疾病生物体的生物大分子、细胞、组织和器官等样本(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)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、信息管理与应用的系统。生物银行,又称生物样本库,同健康银行一样是对某种具有泛银行性质的事物的简称。[1]

发展状况

      自医学研究诞生以来,就需要对生物样本进行采集、存储和分析,而现代生物医学领域诊断测试研发对生物样本提出了更高的要求,成为生物银行发展的新动力,并促使生物银行日趋科学化、标准化和组织化。由于科研需求的多样化,各国生物银行的资助背景、规模、范围和重点也呈现出多样化的特点。

      2011年,美国加州圣摩尼卡RAND公司的一份研究报告指出,21世纪初美国生物银行存储的人体组织样本数量超过3亿份,并以每年2000万份的速度增加。但在一项由700名专门从事癌症研究的科学家参与的专项调查中,仍有47%的人认为他们难以获得足够的样本。

      2012年3月,世界上最大的生物银行——存储样本总数超过5000万份的Ukbiobank在英国正式开业。同时,存储量为600万份的生物样本库也在哥本哈根落成。生物技术居世界领先地位的丹麦2012年也建成并对外开放了国家生物样本库,是全球最大的生物样本库之一。

      2012年11月,中国科学院与四川省人民政府合作,在四川省医院建设生物银行,并在省内抽取5000位市民,定期抽取血液样本,跟踪35岁-60岁期间的基因、蛋白、代谢情况,并逐步将生物银行面向社会全面开放。

据权威市场分析人士分析,2015年全球生物银行市场可达239亿美元。

运营流程

样本采集

      生物银行每年固定对用户进行生物样本采集,比如血液,一直持续到客户60岁。有些样本采集自普通人群(如接受手术治疗或刚去世的人等),有些样本则采集于数十年前;人口生物银行主要采集血液和健康人群的各种数据,以确定乳腺癌的遗传风险因素;而疾病生物银行则重点采集肿瘤样本,以揭示乳腺癌的不同分子形态。

      生物银行在提取用户的标本后,将通过基因测序仪、蛋白质谱仪等基础设备对基因、蛋白和代谢产物进行分析,以产生第一批测试数据,被选定的测试者将定期提取样本,并对疾病、生理变化展开研究预测。

为了维护社会伦理,整个生物银行的样本库将得到严密的保密看守。

样本储存

      冷藏生物样本需要严格的低温条件,普通冷藏设备内部的温度不够低,无法阻止降解酶发生作用。除DNA之外的一些生物大分子的存储温度需要在零下20摄氏度以下,大多数样本对存储温度的要求为零下80摄氏度,但另一些生物样本(如活细胞)的存储温度需要接近零下200摄氏度。

      一些生物样本的特性即便是在冷藏期间也会发生难以预测的变化。即便是短时间的温度波动都有可能损害生物样本的品质。在一项研究中,研究人员将采集的血浆检测后冷藏,10年后将其解冻并再次检测,结果发现有两种恶性肿瘤生物标记的浓度增加了15%。目前(2012年),并非所有生物银行都能够清晰地记录存储样本的使用情况,特别是监控储藏器温度的变化情况。

分析跟踪

      一些大型生物银行投资建成了样本存储和检索跟踪系统,为样本提供恒定低温环境的同时,也提高了服务科研工作的水平和效率。在标本提取、排序并输入设备后,生物银行将开始不断地添加影响基因作用的新药物、新研究发现、个体生活习惯等数据,制作一个不断更新的基因百科全书,系统会根据生物银行使用者的基因情况自动发出警报。研究成果将第一时间与个人档案互动。

应用范围

titlenametitlename      1、生物银行通过定期提取生物样本,在生物银行“开户”的人们可以将自己一生的健康密码进行储存,通过对比记录,改变自己的生活习惯。

      2、生物银行通过跟踪用户每年甚至每月的蛋白质变化,将可以被预测或预防很多突发疾病。像股票的曲线一样,个人账户中的基因、蛋白质、代谢变化将和曾经患过类似疾病的病人进行对比,当曲线吻合时,就可以预测出患病的危险几率。如果在生物银行的样本积累到一定程度,早期发现癌症等疾病或将变成一种常态,实现从身体感应发现疾病到运用生物技术严谨地预测疾病。

      3、在一家人都在生物银行“开了户”的情况下,家族遗传病的密码也将被解开。比如,在妊娠前,夫妻双方都可以将自己的生物银行数据输入系统进行对比,计算出孩子患遗传疾病的几率。在人类进入生物银行时代后,基因记忆将世代传承,成为一个家庭的重要财产。

科学意义

      生物银行对人类的最大贡献是:帮助科学家进行疾病研究和治疗,促进人类健康。高质量、高水准的生物银行是重大疾病基础与临床研究、药物研发、临床诊治技术研发、健康(预测预防)研究与产业化的最重要环节、最宝贵资源,是功能基因组研究众多重要基因、蛋白等科研成果快速产业化、应用到临床(分子诊断、分子分型与预测、预防及个性化治疗等)的重要保证。[2]

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