研究型医院肿瘤生物样本库的构建和应用

刘小海 冯 铭 刘 闯 王任直

（1.北京协和医院神经外科，北京 100005；2.南方科技大学生物系，广东深圳 518055）

大型综合性医院如想加快研究型医院建设进程，离不开生物样本库，特别是肿瘤生物样本库的建立。同时，随着高通量测序技术的飞速发展，现代医学已进入了个体化诊治的时代。对个体基因组的测序和记录，并以此为基础，对疾病进行实时甚至提前诊治，将成为可能。但是，从全基因组、外显子组、转录组、蛋白组等水平揭示疾病的发生发展，高质量的生物标本和完整准确的病例信息是一切工作的基础。如何建立并最大限度利用好标本库成为目前转化医学研究的热点。本文介绍了北京协和医院神经外科垂体腺瘤标本库的建立和利用过程，期望对临床教学医院标本库的建立和利用有所裨益。

1 垂体腺瘤标本库的意义

有关垂体腺瘤转化医学研究已开展近半个世纪，但是有关垂体腺瘤发生机制、侵袭性垂体腺瘤的治疗等临床问题，尚无突破性进展[1]。究其原因，垂体腺瘤转化研究一直受到以下两个因素的制约：（1）垂体较小，位置深在，且功能重要，不能为了进行研究而进行活检；同时，在手术切除肿瘤时为了保全垂体功能也很难获得用于转化研究的正常垂体；（2）目前尚无良好的人垂体腺瘤细胞系及人垂体腺瘤动物模型，相关研究多在鼠源垂体腺瘤细胞系及动物模型上展开[2]。但是，鼠源垂体腺瘤永生化细胞系多为转入SV40LT等癌基因后恶性转化而得，其生物学性状已接近恶性肿瘤细胞，且与人垂体腺瘤细胞存在种属差异，在此平台基础上获取的实验数据与临床实际有较大偏倚[3]。

因此，临床病人肿瘤标本的留取和保存显得愈发重要[4]。但是，标本库的建立在我国起步较晚，且利用水平亦参差不齐，与西方国家有明显差距[5]。本文以北京协和医院神经外科垂体腺瘤标本库的建立和利用为例，介绍了我们在标本库的建立和利用中的一些经验教训，期望抛砖引玉，引发大家对标本库的重视。

2 垂体腺瘤标本库建设过程

北京协和医院垂体腺瘤的临床和基础研究具有悠久的历史。早在20世纪80年代，史轶繁教授联合内分泌科、神经外科、检验科等科室完成的“垂体腺瘤激素测定”课题，获得1990年国家科技进步一等奖。目前，协和医院每年的垂体腺瘤手术量达到700余例，且大部分为具有很大科研价值的疑难病例。1992年，国际著名的内分泌学家J.D.Wilson教授特别撰文[6]：“北京协和医院：一座蕴藏内分泌财富的殿堂”，发表在国际著名学术期刊《临床内分泌与代谢杂志》（J Clin Endocrinol Metab）上，介绍协和医院垂体疾病等内分泌疾病的诊疗历史和价值。因此，早在本世纪初，神经外科即利用垂体腺瘤特别是疑难病例在北京协和医院集中求诊的优势，有计划地建立垂体腺瘤标本库。从开始建库至今，已有10余年的历史，总结标本库的经验教训，我们将标本库的发展历程分为3期：初步摸索期，学习完善期和高级利用期。

初步摸索期：2004年，因协和医学院基础医学研究所的课题需要，同时作为国家“973计划”的子课题，神经外科与基础科研人员合作，首次开始垂体腺瘤标本的留取工作。在神经外科实验室购置了-80℃超低温冰箱和低温液氮罐等相关基础设施。由研究生负责标本的留取、编号记录和保存。在3年期间留取了300余例的垂体腺瘤冻存组织标本。但是标本留取、标号保存等过程中，缺乏操作标准（SOP），部分标本从离体到低温设备的时间大多长于1 h，标本中DNA、RNA及蛋白丰度和质量都受到一定影响。同时由于临床手术医生对标本库重要性的认识不足，对病例的临床资料如影像学资料和随访资料均未能做到及时跟踪和记录。因此，这部分标本未能得到良好的利用，未能促进科室垂体腺瘤的转化医学研究。更可惜的是在此期间，神经外科投入了大量人力和物力进行标本库的建立，但是未能按照国际标准进行建设、管理和利用，使得标本库成为未能促进垂体临床和转化研究的无价值“死库”。

学习完善期：在2008年以后，随着转化医学研究的逐步深入，要求外科医生的角色从手术匠向外科科学家（Surgeon Scientist）转变，而高质量的标本库是进行转化研究的基础[7]。因此，为了进行系统研究垂体腺瘤发生和侵袭机制，神经外科开始重新构建垂体腺瘤标本库，为研究提供宝贵的标本及标本信息的平台。同时，希望借此摸索一套合理的操作规程（SOP），为医院其他科室提供宝贵的经验和教训。

在此过程中，首先建立以科室负责人为负责人，包括手术医生、科研人员和研究生的标本库建设团队，并明确工作范围和各自责任。同时，在学习国外标本库建立经验相关文献的基础上，多次组织标本库骨干参加“中国生物样本库国际研讨会”等专业会议，参观学习如“上海肿瘤医院标本库”等国内一流的标本库。首先，结合自身特点，规范和完善了标本库的各项规章制度，如：临床伦理委员会和知情同意书制度、标本采集和记录SOP制度，病人临床资料留存和随访制度、标本库的信息化智能管理软件以及标本入库和出库手续等制度。第二，对标本库的各项工作进行分工负责制，明确各自责任，并定期抽检进行质量控制。第三，鼓励临床医生参与到标本库的建设中，提倡建立“课题导向的子标本库”，如“同一垂体腺瘤病人多次手术标本的生物学标志物比较研究”课题，将同一病人多次手术标本单独存放建库。最后，标本库对全体医生开放：使用者提出详细的课题设想，由标本库人员讨论通过并可获得标本的使用权，最大限度地发挥标本库的作用。

高级利用期：虽然目前标本库的构建和维护已逐步步入正轨，且利用率较高。但是与国际著名标本库相比，在利用度、信息化及产业化等方面仍存在一定差距[8]。为了进一步提高标本的利用率，我们提出了下一阶段的工作方向：（1）加强课题导向性标本库的建立：目前虽然标本库已有500余例的高质量标本，但是繁琐的临床工作牵扯了外科医生的大量精力，因此标本库的利用率仍低于预期。如果标本库只进不出，不仅浪费了大量的人力、物力、财力，而且如此珍贵的标本不能利用将是对患者和医生付出的巨大浪费。因此，科室将从职称晋升、物质奖励等方面，鼓励并帮助临床医生进行课题设计并利用标本。同时积极引导临床医生与基础医学研究人员甚至国外垂体腺瘤课题组进行合作研究，取长补短，相互促进。（2）加强各医院标本库之间的联合和合作：在本标本库标本得不到最大利用的同时，部分课题却因病例标本稀少而不能顺利进行，如家族性垂体腺瘤与AIP基因关系研究、同一病人多次手术标本的分子标志物变化研究等等。因此，在各大垂体腺瘤标本库之间建立有效的合作机制，亦十分必要。全国垂腺瘤协作组已成立两周年，在协作组框架内，各大垂体诊疗中心如能进行标本之间的相互合作，必然会进一步加速我国垂体腺瘤转化研究，缩小与西方国家的差距。（3）产业化方向：国外成立较早的标本库，如美国组织库协会（AATB）目前的产业化步伐值得我们关注。与国内不同，国外转化医学研究很大比例是由商业机构如药厂进行资助，因此标本的需求在商业化的科研机构有很大市场，标本库逐渐商业化和产业化。虽然标本库产业化在我国当前仍不现实，但是相信不久的将来，标本库将如基因测序服务一样，进入产业化商业化时代。因此，标本库如能达到以上要求，将进入“黄金库”时代。

3 垂体腺瘤标本库的展望

二代测序的出现和飞速发展，为转化医学研究插上了翅膀。国际上多个课题组正在利用或拟利用二代测序平台对垂体腺瘤全基因组、全外显子组和转录组等进行大规模、高深度的测序研究，这将为垂体腺瘤临床诊治带来革命性改变。但是高质量的标本库和准确的病人资料库是课题进行的基础。虽然垂体腺瘤标本库是一个长期维护、逐渐完善、耗费大量人力物力财力的过程，但它的长期价值远远超过对它的投入。因此，对于研究型医院，建立完善的疾病标本库和资料库，将为转化研究建立一个良好的高起点平台，这是一个“功在当代，利在当代和千秋”的工作。