臨床生物樣本庫管理系統(tǒng)建設(shè)與應(yīng)用

尹忠楠，楊小雪，張春竹，薛麗香

·生物樣本庫建設(shè)·

臨床生物樣本庫管理系統(tǒng)建設(shè)與應(yīng)用

尹忠楠，楊小雪，張春竹，薛麗香

100191 北京大學(xué)第三醫(yī)院醫(yī)學(xué)創(chuàng)新研究院基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)研究中心生物樣本庫（尹忠楠、楊小雪、薛麗香），信息管理與大數(shù)據(jù)中心（張春竹）

臨床生物樣本作為國家戰(zhàn)略性資源一直受到廣泛重視[1]。樣本庫信息管理系統(tǒng)對于實(shí)體生物樣本和樣本關(guān)聯(lián)臨床信息的管理至關(guān)重要。臨床樣本合法規(guī)范的管理可以有效地促進(jìn)基于樣本的下游科學(xué)研究[2]。但目前各地生物樣本庫的信息管理系統(tǒng)缺乏統(tǒng)一的模式，功能模塊也各不相同，因此不利于后續(xù)的開放共享。北京大學(xué)第三醫(yī)院生物樣本庫以樣本科學(xué)為導(dǎo)向建設(shè)信息管理系統(tǒng)，系統(tǒng)中不僅記錄生物樣本庫中存儲(chǔ)的生物材料包括離體器官、組織、細(xì)胞、血液、分泌物、排泄物及其衍生的生物大分子等樣本信息，同時(shí)兼顧生物樣本關(guān)聯(lián)患者的診療信息、護(hù)理、病理、隨訪、倫理審批、知情同意等數(shù)據(jù)及圖像信息[3-4]（圖1）。該系統(tǒng)在樣本庫運(yùn)行過程中，根據(jù)需要不斷完善與添加模塊，集成醫(yī)院數(shù)據(jù)中心（hospital data repository，HDR）實(shí)現(xiàn)臨床治療信息的規(guī)范化收集，對生物樣本庫管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了生物樣本的質(zhì)量控制，有效準(zhǔn)確地追蹤樣本實(shí)體從產(chǎn)生到應(yīng)用的全過程，實(shí)現(xiàn)全閉環(huán)管理，形成完整的樣本全生命周期管理的標(biāo)準(zhǔn)化流程，提升了生物樣本的科研價(jià)值。此文旨在介紹北醫(yī)三院生物樣本庫管理系統(tǒng)建設(shè)情況及應(yīng)用案例，以期為其他樣本庫的建設(shè)提供參考借鑒。

1 生物樣本庫管理系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)

1.1 實(shí)體樣本管理

生物樣本庫管理系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)記錄臨床樣本全流程生命周期事件，覆蓋樣本登記、采集、送存、接收、處理、入庫等多個(gè)環(huán)節(jié)，并且每個(gè)環(huán)節(jié)均有實(shí)時(shí)電子日志及溫度監(jiān)控等質(zhì)控記錄[5]。如圖1 所示，實(shí)線為生物樣本庫管理系統(tǒng)的基本模塊與功能，虛線為生物樣本庫管理系統(tǒng)將補(bǔ)充和完善的模塊。

圖1 北京大學(xué)第三醫(yī)院生物樣本庫管理系統(tǒng)框架

1.1.1 樣本登記 生物樣本庫管理系統(tǒng)與 HDR 對接可以準(zhǔn)確地獲取樣本對應(yīng)患者基本信息，包括患者姓名、性別、年齡、診斷、來源、病案號(hào)、稀缺標(biāo)記等信息。醫(yī)生確認(rèn)入組患者后，可在門診或病房登錄樣本庫信息系統(tǒng)中的登記模塊輸入患者 ID 號(hào)，系統(tǒng)自動(dòng)獲取患者基本信息，完成樣本登記；手術(shù)室可以通過掃碼槍掃描患者腕帶二維碼完成登記。ID 號(hào)及二維碼為院內(nèi)就診唯一標(biāo)識(shí)，因此上述操作保證了樣本后續(xù)采集和送存交接的準(zhǔn)確性。

1.1.2 樣本采集 所采集的樣本類型均已預(yù)制到系統(tǒng)中，包括全血、抗凝血、促凝血、血小板、尿液、腹水、胸水、支氣管肺泡灌洗液、痰液、新鮮組織、OCT 組織、蠟塊樣本等，醫(yī)生或醫(yī)助通過選擇系統(tǒng)預(yù)制的樣本類型，填寫采集數(shù)量和采集時(shí)間。針對特殊標(biāo)本，還可以添加特殊模塊，例如，在新冠疫情期間，上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬第九人民醫(yī)院生物樣本庫采集新冠樣本時(shí)，在生物樣本庫管理系統(tǒng)中加入“樣本源傳染可能”的提示選項(xiàng)，提示樣本處理人員進(jìn)行適當(dāng)?shù)姆雷o(hù)。日后在樣本庫的采集模塊中可以依據(jù)不同的標(biāo)本特點(diǎn)設(shè)置不同的添加選項(xiàng)[6]。

1.1.3 樣本送存 借助于臨床樣本專用轉(zhuǎn)運(yùn)箱（罐）進(jìn)行轉(zhuǎn)運(yùn)，設(shè)備配置溫度監(jiān)控系統(tǒng)，保證樣本運(yùn)輸中樣本質(zhì)量，系統(tǒng)中記錄樣本送存發(fā)起時(shí)間和送存人。

1.1.4 樣本接收 系統(tǒng)中確認(rèn)樣本送存信息，完成實(shí)體樣本核對，系統(tǒng)中完成樣本初步質(zhì)量控制，包括樣本標(biāo)簽完整性、樣本袋及容器完整性、知情同意書上傳情況等。

1.1.5 樣本處理 生物樣本庫管理系統(tǒng)已預(yù)置樣本分離方式、操作時(shí)間（組織樣本標(biāo)注冷缺血時(shí)間、熱缺血時(shí)間、使用固定劑名稱）、次生樣本類型、數(shù)量、體積、重量等操作參數(shù)和樣本物理參數(shù)。系統(tǒng)將自動(dòng)保存操作員姓名和操作時(shí)間，并上傳至系統(tǒng)日志，確保樣本溯源。

1.1.6 樣本入庫 處理完畢的樣本會(huì)根據(jù)存儲(chǔ)需求，系統(tǒng)分配至蠟塊柜、4 ℃冰箱、–80 ℃冰箱和氣相液氮罐等存儲(chǔ)設(shè)備，同時(shí)系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)生成樣本標(biāo)簽，標(biāo)簽不僅包含樣本歸屬、類型、數(shù)量等信息，還關(guān)聯(lián)了樣本所處的物理位置，包括容器、層、架、屜、盒、孔，例如：系統(tǒng)生成的編號(hào)“T01-A1-B1-C1”代表樣本所處 T01 號(hào)冰箱 A 層 1 號(hào)架，B 抽屜1 號(hào)盒，C1 孔位。

生物樣本庫管理系統(tǒng)對接醫(yī)院數(shù)據(jù)中心和溫度監(jiān)控系統(tǒng)，確保了實(shí)體樣本的質(zhì)量控制，同時(shí)基于系統(tǒng)操作，實(shí)現(xiàn)了樣本全流程的可溯源性。

1.2 臨床信息管理

生物樣本庫管理系統(tǒng)與醫(yī)院數(shù)據(jù)中心、檢驗(yàn)信息系統(tǒng)（laboratory information system，LIS）、患者統(tǒng)一視圖等系統(tǒng)對接交互，實(shí)現(xiàn)調(diào)取患者基本信息數(shù)據(jù)、診斷、知情同意書等信息，保證數(shù)據(jù)信息的完整性和可靠性。同時(shí)，生物樣本庫管理系統(tǒng)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)多病種、腫瘤分期、既往史等方面的臨床樣本篩選，方便臨床樣本數(shù)據(jù)共享和實(shí)驗(yàn)分組。

臨床樣本進(jìn)行樣本入庫的信息管理主要為知情同意書信息管理。隨著國家對人類遺傳資源管理的不斷規(guī)范，樣本關(guān)聯(lián)患者知情同意書對于樣本存儲(chǔ)與使用合法性至關(guān)重要。生物樣本庫一直致力于樣本信息化管理，倡導(dǎo)無紙化，做到每份樣本可關(guān)聯(lián)相應(yīng)的知情同意書。經(jīng)過生物樣本庫管理系統(tǒng)不斷升級(jí)改造，最終集成了知情同意上傳模塊，能完成樣本接收處理前知情同意書上傳，也極大方便了臨床對于知情同意書的管理。在此基礎(chǔ)上，系統(tǒng)可以添加提醒功能，列出未上傳知情同意的患者列表，及時(shí)提醒該課題負(fù)責(zé)人和團(tuán)隊(duì)進(jìn)行上傳。目前全國多家醫(yī)院已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了上述功能，例如上海交通大學(xué)附屬胸科醫(yī)院已經(jīng)完成將倫理委員會(huì)審批通過的采集知情同意書嵌入到電子病歷中，在采集樣本前，由醫(yī)生和患者進(jìn)行溝通，征求患者意見后簽署知情同意書并進(jìn)行樣本采集，極大程度地杜絕樣本缺少知情的情況[7]。

目前，隨著北醫(yī)三院新冠隊(duì)列樣本庫及信息庫的建設(shè)，醫(yī)院層面已經(jīng)將患者泛知情同意書嵌入電子病歷系統(tǒng)中，患者在就診中可以根據(jù)個(gè)人意愿通過信手書簽署電子知情同意書。并且通過與醫(yī)院數(shù)據(jù)中心對接，可以在樣本登記時(shí)作為限制條件，提示未簽署知情同意書的患者不能進(jìn)行登記。通過以上系統(tǒng)操作，已實(shí)現(xiàn)從樣本源頭有效篩選合法樣本，為后續(xù)臨床科研提供重要保障。此外，新冠隊(duì)列生物樣本庫管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)與 LIS 系統(tǒng)對接，通過掃描采血管條碼實(shí)時(shí)獲取患者基本信息并完成登記，標(biāo)志著生物樣本庫與檢驗(yàn)科針對臨床樣本管理工作的徹底打通，極大提高樣本登記、分揀、核查等工作效率，提高樣本流程管理的連貫性。

1.3 文檔管理

1.3.1 審批信息管理 所有基于人體的科研項(xiàng)目都需獲得倫理委員會(huì)和學(xué)術(shù)委員會(huì)審批。樣本在采集入庫前，首先進(jìn)行立項(xiàng)申請，在立項(xiàng)申請中闡明研究背景及目的、研究方案簡介、受試者風(fēng)險(xiǎn)、受試者獲益及研究費(fèi)用等內(nèi)容。立項(xiàng)后進(jìn)行倫理審查申報(bào)，上交課題立項(xiàng)來源、實(shí)驗(yàn)方案、參考文獻(xiàn)、知情同意書模板、簽署知情同意書流程說明、主要研究者履歷等。通過項(xiàng)目審批管理可以實(shí)現(xiàn)上述文件完整清晰的電子歸檔，便于資格審查。

1.3.2 課題信息管理 經(jīng)倫理委員會(huì)審批獲得或符合中國人類遺傳資源采集審批行政許可后，簽署樣本存儲(chǔ)合作協(xié)議，協(xié)議中明確樣本存放地點(diǎn)、存放時(shí)間、疾病類型、病例數(shù)、樣本類型及存儲(chǔ)條件，并由樣本庫提供相應(yīng)樣本采集、送存、處理等標(biāo)準(zhǔn)化流程[8]。以上內(nèi)容在生物樣本庫管理系統(tǒng)中完成登記錄入，實(shí)現(xiàn)精細(xì)化管理。

1.3.3 樣本質(zhì)控管理 目前樣本質(zhì)控管理主要分為日常質(zhì)控及年度質(zhì)控。日常質(zhì)控是由臨床醫(yī)生或科室專人完成樣本送存后，樣本庫工作人員在信息系統(tǒng)中進(jìn)行樣本質(zhì)控管理，主要包括標(biāo)簽是否完整、有無溶血渾濁現(xiàn)象、標(biāo)本采集量是否達(dá)到要求、樣本采集管是否被污染或有無破損、科室用戶端操作是否正確、標(biāo)本采集是否經(jīng)過患者知情等信息；年度質(zhì)控一般按 0.5% 的比例對庫存樣本進(jìn)行抽檢。一方面對樣本的存儲(chǔ)位置及存儲(chǔ)信息進(jìn)行質(zhì)控，另一方面完成樣本 DNA 質(zhì)量檢測、樣本 RNA 完整性分析、樣本的組織學(xué)檢測等實(shí)驗(yàn)室質(zhì)控?；谛畔⑾到y(tǒng)的日常質(zhì)控及年度質(zhì)控，充分保障了生物樣本的科研價(jià)值，為后續(xù)樣本科學(xué)研究保駕護(hù)航。生物樣本庫管理系統(tǒng)中也應(yīng)該添加質(zhì)控模塊，如廣東省中醫(yī)院樣本庫在樣本質(zhì)控方面，除日常質(zhì)檢外，在管理系統(tǒng)中加入質(zhì)控管理模塊，根據(jù)需求自動(dòng)生成質(zhì)檢名單，質(zhì)檢完成后可在線上完成質(zhì)檢信息上傳及質(zhì)檢樣本評分。使樣本質(zhì)控實(shí)現(xiàn)信息化及標(biāo)準(zhǔn)化[9]。

1.3.4 樣本出庫管理 各個(gè)樣本的關(guān)聯(lián)信息不盡相同，記錄包括樣本的課題信息、采集、處理信息等，以及在日后增加的捐贈(zèng)者的檢查檢驗(yàn)、病理報(bào)告、隨訪資料等信息。樣本出庫管理由課題負(fù)責(zé)人提出樣本出庫申請并填寫出庫申請單，在出庫申請單中完成樣本出庫使用說明、出庫樣本類型、數(shù)量以及出庫樣本去向，由課題負(fù)責(zé)人在管理系統(tǒng)中進(jìn)行出庫預(yù)約，預(yù)約完成后由樣本庫工作人員執(zhí)行樣本出庫。在出庫交接時(shí)從信息系統(tǒng)中打印樣本出庫單，課題負(fù)責(zé)人、樣本申請人、樣本領(lǐng)取人、樣本出庫人均在樣本出庫單上簽字確認(rèn)，完成樣本交接并系統(tǒng)留檔。通過完整嚴(yán)謹(jǐn)?shù)某鰩炝鞒?，可確保每例樣本的安全和可追溯，此外如有科研產(chǎn)出，其成果也將反饋至樣本庫。

1.4 數(shù)據(jù)安全性管理

數(shù)據(jù)安全是對生物樣本庫管理系統(tǒng)的基本要求，應(yīng)當(dāng)從管理制度、物理環(huán)境與系統(tǒng)運(yùn)行三方面來加以考慮。

首先，在管理制度方面，生物樣本庫制訂了相關(guān)管理制度：一方面樣本庫制訂了針對患者隱私和數(shù)據(jù)保密、捐贈(zèng)者個(gè)人身份和臨床信息保護(hù)、樣本相關(guān)信息保護(hù)及使用脫敏等多方面的體系文件和資料保密制度；另一方面針對樣本庫內(nèi)部管理，制訂了人類遺傳資源信息管理制度、生物樣本庫保密管理制度、生物樣本庫保藏管理機(jī)制、生物樣本庫安全管理制度、生物樣本庫工作人員守則、生物樣本庫超低溫冰箱管理制度、生物樣本庫液氮區(qū)管理制度以及生物樣本庫應(yīng)急預(yù)案等相關(guān)制度[10]。

其次，在物理環(huán)境方面，生物樣本庫具有實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)，進(jìn)行 24 小時(shí)無死角的管理，從樣本登記到樣本出庫可以進(jìn)行全流程的監(jiān)控。同時(shí)生物樣本庫運(yùn)行門禁授權(quán)使用制度，嚴(yán)格控制非科室內(nèi)流動(dòng)人員的進(jìn)入，極大程度保護(hù)了樣本數(shù)據(jù)的安全性。樣本庫設(shè)置專人定期審核，及時(shí)刪除不再需要訪問樣本庫的人員門禁權(quán)限[11-12]。

第三，在系統(tǒng)運(yùn)行方面，生物樣本庫管理系統(tǒng)達(dá)到等級(jí)測評保護(hù)二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，采用院內(nèi)自部署方式構(gòu)建內(nèi)網(wǎng)系統(tǒng)服務(wù)，涉及的網(wǎng)絡(luò)區(qū)域包括：內(nèi)網(wǎng)服務(wù)區(qū)、內(nèi)網(wǎng)用戶區(qū)。其中，系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫以及生物樣本庫管理系統(tǒng)部署于內(nèi)網(wǎng)服務(wù)區(qū)，系統(tǒng)的運(yùn)維管理終端位于內(nèi)網(wǎng)用戶區(qū)。生物樣本庫管理系統(tǒng)建立了權(quán)限分配制度，從綜合管理員、操作員到科室登記人員均設(shè)置不同權(quán)限，其中綜合管理員負(fù)責(zé)對整個(gè)課題進(jìn)行編輯，首先完成課題名稱、樣本存儲(chǔ)類型及存儲(chǔ)位置等設(shè)計(jì)，同時(shí)設(shè)定樣本存儲(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)化流程，完成關(guān)于樣本采集、存儲(chǔ)條件、空間分配、質(zhì)控信息等方案；操作員權(quán)限可以操作樣本入庫管理、出庫管理、數(shù)據(jù)查詢、管理統(tǒng)計(jì)、知情同意上傳查詢等模塊，操作員僅能操作通過授權(quán)的課題；科室登記人員僅能對簽署協(xié)議課題進(jìn)行登記和出庫查詢等操作。此外，我們要求樣本庫每位員工簽署保密協(xié)議，在此條件下既滿足了不同課題樣本信息的錄入，又保證了數(shù)據(jù)信息的安全性。

2 基于生物樣本庫管理系統(tǒng)的應(yīng)用模式

目前北醫(yī)三院生物樣本庫管理系統(tǒng)共支撐院內(nèi)外重點(diǎn)項(xiàng)目 63 項(xiàng)，其中包括“十三五”及“十四五”重點(diǎn)項(xiàng)目如中國人群輔助生殖人口及子代隊(duì)列項(xiàng)目，管理特色樣本類型包括骨、關(guān)節(jié)、韌帶、肌肉、跟腱、卵泡液、精液等。北京大學(xué)第三醫(yī)院作為國家輔助生殖技術(shù)質(zhì)量管理專家組組長單位及北京市人類輔助生殖技術(shù)質(zhì)量控制和改進(jìn)中心，已建立并完善輔助生殖技術(shù)質(zhì)控體系，評估輔助生殖技術(shù)安全性，實(shí)現(xiàn)遺傳性疾病著床前及產(chǎn)前診斷技術(shù)、胎兒醫(yī)學(xué)治療技術(shù)突破及惡性腫瘤早診和保留生育功能的綜合治療。生物樣本庫管理系統(tǒng)具有實(shí)時(shí)的溫度監(jiān)控模塊、個(gè)性的數(shù)據(jù)檢索模塊和特色的家系管理模塊，通過系統(tǒng)性的應(yīng)用場景，為輔助生殖、家族遺傳病、罕見病等研究提供重要的平臺(tái)支撐。

2.1 外部設(shè)備實(shí)時(shí)溫控管理的應(yīng)用

樣本溫控管理系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)監(jiān)測樣本庫內(nèi)所有低溫設(shè)備的溫度變化，其中包括超低溫冰箱、氣相液氮罐、低溫保藏箱、運(yùn)輸箱等，及時(shí)通過微信報(bào)警、本地報(bào)警、郵件報(bào)警等方式實(shí)時(shí)傳送動(dòng)態(tài)信息。通過實(shí)時(shí)溫度的監(jiān)測可提醒樣本庫工作人員關(guān)注外部低溫存儲(chǔ)設(shè)備的狀態(tài)，確保臨床樣本質(zhì)量。所有的數(shù)據(jù)監(jiān)測自動(dòng)記錄，可以與日常人工記錄進(jìn)行對照互檢，使數(shù)據(jù)記錄更加準(zhǔn)確、完整、規(guī)范且可追溯。在溫控管理系統(tǒng)中可以查詢樣本庫內(nèi)所有存儲(chǔ)設(shè)備的歷史數(shù)據(jù)，可以通過選擇不同時(shí)間段的效果圖查看所需存儲(chǔ)設(shè)備的數(shù)據(jù)信息，例如：選擇 2022 年 6 月– 2022 年 7 月 TT5 冰箱的歷史數(shù)據(jù)信息，并可通過生成效果圖，更加清晰、直觀、完整地查看溫度變化。

2.2 內(nèi)部系統(tǒng)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)檢索的應(yīng)用

生物樣本庫管理系統(tǒng)可以根據(jù)年度、月份、樣本類型、課題信息等不同條件統(tǒng)計(jì)庫存樣本，自 2016 年建庫至今系統(tǒng)已管理 63 項(xiàng)院內(nèi)外重點(diǎn)課題，總樣本入庫量約 13 萬管，出庫樣本近2萬管。其中月度統(tǒng)計(jì)模塊一定程度上可以反映存儲(chǔ)樣本的變化，年度樣本統(tǒng)計(jì)可以分析近年來樣本周轉(zhuǎn)情況，同時(shí)可以清晰地了解到樣本庫樣本的存儲(chǔ)數(shù)量變化及庫存樣本類別更新情況，依據(jù)以上數(shù)據(jù)有助于在研項(xiàng)目調(diào)整后續(xù)存儲(chǔ)方案。

生物樣本庫管理系統(tǒng)與醫(yī)院數(shù)據(jù)中心、LIS 系統(tǒng)、患者統(tǒng)一視圖關(guān)聯(lián)，有助于對庫存樣本進(jìn)行檢索分類?？梢酝ㄟ^信息系統(tǒng)篩選樣本關(guān)聯(lián)的研究項(xiàng)目、疾病種類、采樣類型、樣本類型、性別、年齡、采集時(shí)間及存儲(chǔ)時(shí)間，我們可以通過信息系統(tǒng)檢索所需樣本，例如：篩選 2020 – 2021 年中入組的 60 ～ 70 歲男性肺癌患者的白細(xì)胞和外周血單個(gè)核細(xì)胞樣本信息；出庫樣本時(shí)臨床科室人員可以進(jìn)行預(yù)約出庫，由樣本庫工作人員執(zhí)行實(shí)體樣本出庫，出庫單可在管理系統(tǒng)中查詢溯源。

2.3 特色家系樣本管理的綜合應(yīng)用

近年來，隨著輔助生殖技術(shù)不斷發(fā)展，產(chǎn)前篩查診斷體系的完善，家系分析及樣本管理對完成遺傳性疾病診療到規(guī)避生育風(fēng)險(xiǎn)至關(guān)重要。北京大學(xué)第三醫(yī)院生殖醫(yī)學(xué)中心依托生物樣本庫管理系統(tǒng)已建立家系關(guān)聯(lián)和多周期樣本管理模塊，通過添加自定義字段編碼、家系關(guān)系、周期等關(guān)鍵詞進(jìn)行標(biāo)記，如家系關(guān)系中M 代表女方配偶（男方）、C1 代表一孩、C2 代表二孩、MM 代表女方母親、MF 代表女方父親等，周期中一般由 3 ～ 4 位編碼組成，分別表示第幾周期、孕早期、孕中期、孕晚期、第一次凍胚移植等，最后在樣本檢索時(shí)可以根據(jù)以上關(guān)鍵詞進(jìn)行有效便捷地查詢和后續(xù)的出庫應(yīng)用。此管理模式已應(yīng)用于“十三五”及“十四五”重點(diǎn)項(xiàng)目 5 項(xiàng)，包括中國人群輔助生殖人口及子代隊(duì)列項(xiàng)目、輔助生殖子代遺傳問題的臨床隊(duì)列與干預(yù)研究、PPH-C 優(yōu)化嚴(yán)重產(chǎn)后出血隊(duì)列項(xiàng)目等。家系管理及家系分析是幫助臨床醫(yī)生了解疾病的傳遞方式、分析檢測結(jié)果，進(jìn)而為家族其他成員提供檢測建議不可或缺的重要平臺(tái)支撐。

3 未來信息管理系統(tǒng)應(yīng)用拓展及挑戰(zhàn)

在大數(shù)據(jù)時(shí)代的背景下，充分有效地管理生物樣本及其衍生的樣本信息至關(guān)重要。針對北醫(yī)三院生物樣本庫管理系統(tǒng)特點(diǎn)，與其他醫(yī)院信息系統(tǒng)進(jìn)行比較（表1），在今后的發(fā)展趨勢中，對生物樣本庫管理系統(tǒng)要進(jìn)行不斷更新拓展，做到規(guī)范、科學(xué)、便捷地管理實(shí)體樣本、臨床信息、科研數(shù)據(jù)等資源。

3.1 管理者角度

生物樣本庫管理系統(tǒng)已實(shí)現(xiàn)與醫(yī)院各個(gè)系統(tǒng)橋聯(lián)對接，通過數(shù)據(jù)中心已實(shí)現(xiàn)樣本對應(yīng)患者臨床信息的抓取、登記、檢索。但對于手術(shù)麻醉信息管理系統(tǒng)、病理信息系統(tǒng)和護(hù)理信息系統(tǒng)等，生物樣本庫管理系統(tǒng)僅能實(shí)現(xiàn)信息調(diào)閱，對于系統(tǒng)內(nèi)關(guān)鍵詞抓取檢索還需要進(jìn)一步開發(fā)，例如：樣本對應(yīng)患者的麻醉方式、手術(shù)術(shù)式、腫瘤標(biāo)志物、生物樣本分子標(biāo)志物、靶向治療耐藥基因、病理診斷等關(guān)鍵信息，對于后續(xù)臨床研究分層分組至關(guān)重要。因此，從樣本庫信息管理者的角度，要進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)各臨床管理系統(tǒng)信息提取、登記和檢索功能，提升生物樣本臨床和科研價(jià)值。

另外，醫(yī)院的科研管理系統(tǒng)也是相對獨(dú)立，今后應(yīng)當(dāng)實(shí)現(xiàn)生物樣本庫管理系統(tǒng)與醫(yī)院科研管理信息系統(tǒng)的相互交匯，實(shí)現(xiàn)上下游互通審查，有助于完善樣本對應(yīng)的課題信息：例如科研項(xiàng)目編號(hào)、項(xiàng)目名稱、所屬科室、主要研究者及職稱，以及倫理批件的上傳與有效過期提醒。

我們積極倡導(dǎo)基于樣本科學(xué)建設(shè)生物樣本庫，一方面，高質(zhì)量樣本是臨床科學(xué)研究的堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)；另一方面，精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)背景下的精準(zhǔn)樣本科學(xué)研究至關(guān)重要，北醫(yī)三院生物樣本庫針對同一個(gè)體的對稱器官以及不同生理及病理?xiàng)l件下動(dòng)靜脈血中miRNA 的差異開展了系列研究[13-15]；今后將進(jìn)一步聚焦于不同個(gè)體來源的同種樣本、同一個(gè)體來源的不同組織類型之間的樣本在各個(gè)維度的深入的內(nèi)涵式研究，并加強(qiáng)樣本活庫的建設(shè)，從多維度挖掘臨床生物樣本的價(jià)值。因此，與之相對應(yīng)的各種樣本科學(xué)的數(shù)據(jù)庫也將列入信息系統(tǒng)的建設(shè)中。

當(dāng)前人工智能在多個(gè)領(lǐng)域都已發(fā)揮了前所未有的推動(dòng)作用，在樣本庫領(lǐng)域，目前尚未有應(yīng)用，隨著大數(shù)據(jù)的積累以及樣本科學(xué)數(shù)據(jù)的不斷豐富，今后基于人工智能的樣本類型分析有望成為一種新型的輔助診斷策略。同時(shí)，隨著基于樣本衍生的下游科研數(shù)據(jù)量的關(guān)聯(lián)和不斷擴(kuò)增，今后基于云平臺(tái)的樣本庫科研數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)將呼之欲出，同時(shí)與之相伴的數(shù)據(jù)安全問題也應(yīng)得到相應(yīng)的保障與維護(hù)。

3.2 使用者角度

生物樣本的合法、高效、便捷地利用和數(shù)據(jù)共享是臨床研究者面臨的主要問題之一，生物樣本庫管理系統(tǒng)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)在內(nèi)網(wǎng)中檢索樣本信息，但目前僅對部分項(xiàng)目負(fù)責(zé)人開放，考慮到生物樣本資源的共享，未來管理系統(tǒng)中的樣本及數(shù)據(jù)資源需面向全院甚至全社會(huì)的有限開放。此外，依托于電子病歷系統(tǒng)，生物樣本庫管理系統(tǒng)應(yīng)模塊化分解樣本來源患者病歷，智能提取病歷中的關(guān)鍵信息如既往史、治療方案、出院診斷等，同時(shí)包括術(shù)后治療、術(shù)后用藥、復(fù)發(fā)情況等隨訪信息，為臨床科研人員有效地篩選樣本，開展有針對性的科學(xué)研究奠定基礎(chǔ)。

表1 生物樣本庫管理系統(tǒng)特點(diǎn)介紹

總之，生物樣本庫管理系統(tǒng)是一個(gè)需要隨著科研需求而不斷完善和提升的開放系統(tǒng)，未來生物樣本庫管理系統(tǒng)面臨實(shí)體樣本和臨床數(shù)據(jù)共享的挑戰(zhàn)，另一方面也表現(xiàn)在國內(nèi)樣本庫信息管理系統(tǒng)之間存在的個(gè)性化和差異性，我們需要打破庫與庫之間的壁壘，努力實(shí)現(xiàn)樣本信息管理統(tǒng)一與規(guī)范?；谏飿颖編旃芾硐到y(tǒng)建立標(biāo)準(zhǔn)的臨床樣本信息和數(shù)據(jù)信息的干濕庫并行管理模板，將有助于臨床樣本資源在國內(nèi)各大生物樣本庫的共享與整合，實(shí)現(xiàn)生物樣本科研價(jià)值的最大化和國內(nèi)樣本庫的高質(zhì)量發(fā)展。

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10.3969/j.issn.1673-713X.2023.05.014

北京大學(xué)第三醫(yī)院臨床重點(diǎn)項(xiàng)目人才項(xiàng)目 C 類（BYSYZD 2019045）

薛麗香，Email：lixiangxue@hsc.pku.edu.cn

2023-02-23