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信息化生物样本库的发展与研究

2022-11-24 14:47| 发布者: admin| 查看: 108| 评论: 0
摘要: 伊犁职业技术学院美 丽摘 要:在临床信息和流行病学信息方面,在对样本信息的采集、信息处理、样本保存和提高样本利用率上,都需要结合信息化技术,提高工作效率和科学化规范管理,为转化医学及个体化治疗提供信息基 ...

伊犁职业技术学院

美 丽

摘 要:在临床信息和流行病学信息方面,在对样本信息的采集、信息处理、样本保存和提高样本利用率上,都需要结合信息化技术,提高工作效率和科学化规范管理,为转化医学及个体化治疗提供信息基础。文章结合生物样本库的发展现状,从生物样本及其相关信息的现代化管理出发,对样本库的信息化建设进行说明,并指出我国现存的问题及对应策略。


关键词:生物样本;生物样本相关信息,生物样本库

1 生物样本库的发展现状

随着转化医学、精准医学的兴起和快速发展以及医疗大数据时代的进步,对生物样本资源的挖掘、应用与管理已得到了广泛的重视,国内外生物样本库蓬勃发展,数量和质量都有了很大的提高。在国际上,一些比较有代表性的大规模生物样本库包括 :环境样本库协会、英国生物样本库、丹麦国家生物样本库、泛欧洲生物样本库与生物分子资源研究中心-欧洲研究中心联盟等。

随着近年来大数据技术和智能互联网的发展,国际上的生物样本库越来越倾向于向大规模发展,注重完善生物样本资源的共享机制,尤其是针对国家级生物样本库的建设及学术研究。我国生物样本库建设与应用起步较晚,但发展迅速,自中华民族永生细胞库建立开始,陆续出现了一批如科室库、重大项目库、区域库和医院库等规模不一的样本库,较有代表性的样本库有复旦大学附属中山医院的肝癌库、西京消化病医院消化疾病样本库和上海张江生物银行等。

虽然国内外生物样本库已经有了很大的发展,但在管理和应用上仍存在规模小、监管不规范、统筹不科学、资源共享性差且样本利用率低的缺点,因此,必须结合信息科学技术,完成高质量、高标准和智能化的生物样本库建设与管理。

2 生物样本库的信息化建设

2.1 生物样本的信息化管理

高质量的生物样本在生物医学研究中发挥着至关重要的作用,然而生物样本属于不可再生资源,因此,必须采用高质量、高标准的信息化管理,保证样本的高品质、安全存储、运输和有效利用率。

在生物样本的管理中,基本特征就是生物样本具有唯一的标识,便于被快速识别与追踪。据环境样本库协会对于合作机构的统计,约53%的合作机构使用二维码技术对样本进行标记与识别,管理人员可快速、准确地完成日常查询、归档和调取操作;法国生物样本库通过手机短信生成唯一样本码对样本进行标记,并使用患者相关身份信息关联样本来源者与样本库,实现对患者的匿名数据管理,有效地保护了个人隐私信息。

美国国家癌症研究所采用caTissue的生物样本信息资源管理的网络软件,用于生物样本信息交流,并通过科学、规范的临床样本管理策略,实现该软件在全美的运行和推广。我国目前也有多个规模较大的样本库,如上海万格样本管理系统开始采用以二维码平台为基础的样本管理系统。信息系统的应用实现了对样本库的精细化管理,提高了样本信息追踪和记录效率,而且对于生物样本库的科学收集策略进行了科学、规范的管理,有效地节约了时间和空间。

2.2 生物样本相关信息的信息化管理

对生物样本的信息化管理包括临床和随访信息的管理和流行病学信息管理两方面。

2.2.1 临床和随访信息的管理

在互联网技术的普及下,医院在临床和科研应用中已采用电子病历代表传统的电子病历,以在医疗应用中完成长期、动态、连续、大规模的数据积累,成功引领将临床病历资源转化为医学研究资源的发展趋势。电子病历基于结构化特征,可实现快速浏览,并能与临床随访病历进行结合,针对性地挖掘所需数据。

2.2.2 流行病学信息的管理

流行病对于全人类的健康威胁重大,在研究过程中需要通过全面而可靠地收集流行病学信息,挖掘分析疾病衍生、传染与环境或基因的关系。另外,其相关信息基于不同疾病的危险因素和暴露因素,包括人口学信息、生活方式、家族史、治疗史、物理措施等。研究者可根据不同研究需要获取流行病学问卷调查结果,挖掘分析基因与环境的交互作用,获取疾病治疗方案或预防方法。在我国,以中老年群体中的慢性重大疾病与其流行病学因素的关系为研究方向,广州生物样本库联合香港大学公共卫生学院和英国伯明翰大学医学院,共同创建了基于人群的生物样本库。

2.2.3 生物样本库的信息化建设

个体化医疗模式的迅速发展,需要基础研究信息整合临床信息作为支撑。在医疗过程中,通过数据共享,对病人的临床数据、生物样本以及基因信息进行整合,统一应用分析,从中发现新的生物标志物及分子靶点,获得更多的治疗方向和数据支持。因此,在完成生物样本及相关信息的信息化管理之后,可在此基础上将样本信息与临床信息、随访信息、流行病学信息相结合,对样本信息和样本相关信息进行综合管理和有机整合,如图1所示。


信息化生物样本库的发展与研究

图1 生物样本库信息整合平台示意

为加强样本库全面信息化管理建设,国外的很多机构已经研发出了多种软件系统,可以准确、无误地追踪到每一份样本的采集、处理、接收、出入库和销毁等信息,对样本库进行全方位的管理运作和服务,还可以实现样本库与医院临床的直接通道,实现一体化整合数据库,达到医疗信息资源的最大化共享机制。

3 我国样本库建设问题研究

3.1 研究方法

文章以“我国样本库建设和管理现状”中的某一部分作为筛选标准,通过知网选择了37篇价值文献作为分析对象。运用内容分析法(Content Analysis Method,CAM)评估我国生物样本库建设研究的文献,分析现存的问题。根据统计结果,选择跟样本库建设与管理问题相关表述作为类目归属,并对各个分析类目中的文献数据频次、文献比例进行统计,如表1所示。


信息化生物样本库的发展与研究

表1 分析类目及频次

文章对37篇文献进行检验,经信度检验计算,一致性比例达90%,计算公式为R=(T1+T2+T3+…+T11)/11=90.6%,即主评判员的评判结果可以接受。

3.2 结果分析

数据说明,我国目前急需解决如何将样本资源的应用与研究相结合、样本资源共享等问题。影响资源共享的主要因素包括:样本库建设标准不统一、样本库行政管理不到位、缺少合理的利益分配机制、样本库信息化建设不健全等。

首先,要加强科普工作,获取到民众、企业和政府的认可与支持,通过资金或人力的投入提高参与度,帮助生物样本库建设;其次,提高基础数据服务的水平,通过样本数据库信息管理平台实现样本信息数字化及远程共享;再次,制定统一的样本库信息资源管理标准,促进样本信息与临床等信息资源的整合;最后,增加生物样本库的疾病种类。并分类进行标准化、信息化储存与管理,充分发挥各类生物样本的应用价值,建立国家生物样本库信息资源共享网络,有助于促进地区及国家间的交流与合作。

[参考文献]

[1]吴美琴,吴宇航,赵丽,等.多中心间的协同性决定队列生物样本的一致性.中国医药生物技术,2015(10):489-493.

[2]周光迪,吴美琴,赵丽,等.中国和加拿大合作出生队列研究数据统一及共享方法.中国医药生物技术,2015(10):494-497.


信息化生物样本库的发展与研究


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