华南肿瘤大数据及生物样本库网络建设
生物样本资源库建设——工作目的及必要性部分
生物样本资源库建设——工作目的及必要性一、工作背景：人类基因组计划（human genome project, HGP）的顺利完成，开启了人类健康与生命科学研究的新时代。
通过对人类全基因组序列、分类和多态性的解读，使人们得以从微观层面了解疾病的致病机理，为分子诊断、基因治疗等个体化及精准医疗手段提供了依据。
然而随着近年来生物医学研究的飞速发展以及人类对健康和疾病认识的不断深入，传统的单病因、单基因研究模式已难以满足对于疑难疾病的研究需要，亟需一种具有普遍意义的全局性分子信息数据库以提供疾病各阶段的相关生物大分子变化的整体信息，为寻找不同阶段关键的致病基因和分子提供可靠的依据。
由此，生物样本库应运而生。
生物样本库又称生物银行（biobank），经济合作与发展组织（Organization for Economic Cooperation and Development, OECD）将其定义为一种用于支持遗传研究的结构化资源，它既包括来自人体的生物标本实物（如血液、尿液、组织、DNA和细胞等），也包括由标本试验和分析过程产生的试验数据以及与标本有关的大量关联信息（如人口统计学信息、临床诊疗信息、生活方式、环境信息等）。
而《中国医药生物技术协会生物样本库标准（试行）》则将生物样本库定义为规范化收集、保存和处置离体生物样本的机构，为人类健康、疾病诊断与药物研发等生物医学研究提供资源。
这表明生物样本库不仅仅是保存生物样本，同时还担负着样本数据的收集、存储，以及相关流程和政策的负载。
依据收集样本的不同，生物样本库大致可以分为人口生物样本库（population-based biobanks）和疾病生物样本库（disease-oriented biobanks）。
人口生物样本库主要面向随机选择的志愿人群，收集其生物标本以及家族史、生活方式、环境暴露因素等方面的数据资料，用于研究常见疾病的自然发病情况和发展状况以及寻找疾病相关生物标志物（biomarker）。
生物样本库建设要求
生物样本库建设要求
在样本采集后，需要进行相应的处理，包括样本标记、分类、鉴定等。
样本的标记需要清晰明了，包括采集时间、采集地点、采集者等信息，以
方便后期的追溯和管理。
样本还需要进行分类和鉴定，以确保样本与其他
样本的区分度和可比性。
对于生物样本的存储，需要根据不同类型的样本采取不同的储存方法。
对于液态样本，如血液、唾液等，可以采用低温冷冻保存的方式，并确保
采集到足够多的样本量以供后续研究使用。
对于组织样本，可以采用冷冻
切片的方式进行保存。
此外，在储存过程中需要保证样本的完整性，防止
样本污染或损坏。
另外，生物样本库的建设还需要进行数据管理。
样本信息管理包括对
样本的基本信息、采集信息、处理信息等的记录和管理，以便后期对样本
进行追溯和查询。
此外，还需要建立样本数据的安全管理机制，对样本数
据进行备份和密级管理，以保证数据的安全性和完整性。
此外，为了方便样本库的使用，可以建立样本库的信息共享平台，以
便研究人员对样本进行查询和申请。
信息共享平台可以提供样本库的基本
信息和样本库中样本的相关信息，方便研究人员进行样本选择，提高研究
的效率。
总之，生物样本库的建设需要合理的样本采集计划、样本处理、样本
存储和数据管理等要求。
只有满足这些要求，生物样本库才能提供高质量
的样本资源，为生物学研究提供有力支持。
生物样本库信息化重要意义
生物样本库信息化重要意义生物样本库信息化的重要意义生物样本库是一个重要的资源库，存储着大量的生物样本和相关信息。
如今，随着科学技术的不断发展，生物样本库信息化正变得愈发重要。
它对于科学研究、医学诊断和药物开发等方面都具有重要意义。
生物样本库信息化有助于科学研究的开展。
生物样本库中存储着丰富的生物样本，包括血液、组织、细胞等。
这些样本是科学研究的基础，通过对这些样本进行分析和研究，科学家可以揭示生物体的结构和功能，从而推动科学研究的进步。
而信息化的管理和存储系统可以提供样本的详细信息和存储位置，方便科研人员快速查找和获取需要的样本，提高科研工作的效率。
生物样本库信息化对于医学诊断具有重要意义。
医学诊断需要依赖临床样本进行检测和分析，例如血液样本、尿液样本等。
通过建立生物样本库信息化系统，可以记录和管理患者的样本信息，包括样本类型、采集时间、采集者等，确保样本的准确性和可追溯性。
这对于医生进行准确的诊断和治疗非常重要，同时也为医学研究提供了宝贵的资源。
生物样本库信息化还对药物开发和临床试验具有重要意义。
药物开发需要进行大量的实验和临床试验，而这些实验和试验都需要依赖于生物样本。
信息化的管理系统可以提供样本的详细信息和存储位置，方便研究人员进行样本的选取和使用。
同时，样本库的信息化还可以记录药物试验的结果和相关数据，为药物研发提供有力的支持，加速新药的上市。
生物样本库信息化对于科学研究、医学诊断和药物开发等方面具有重要意义。
通过建立信息化的管理和存储系统，可以提高样本的管理效率，加快科学研究的进程，为医学诊断和药物研发提供更好的支持。
因此，生物样本库信息化的重要性不可忽视，将对科学和医学领域带来更多的进步和发展。
生物样本库的建设
生物样本库的建设生物样本库的建设是一个重要的科学研究和生物资源保护工作，它对于生物研究、保护生物多样性、促进科技创新等方面都具有重要意义。
本文将从生物样本库的概念、建设目的、建设流程以及存在的问题和发展趋势等方面进行探讨。
生物样本库是指收集、保存和管理各类生物样本的专门机构或设施。
生物样本库的建设旨在通过对生物样本的收集、保存和提供，为生物研究和生物资源保护提供重要支撑。
生物样本库的建设对于促进生物研究的开展、保护珍稀物种和生物多样性的维护、促进科技创新以及支持生物医学研究等方面具有重要的意义。
生物样本库的建设需要明确的目标和规划。
其目的主要包括：收集和保存各种生物样本，包括动植物、微生物、人类组织等；提供可靠的样本信息和数字资源；促进生物研究的开展，为科学研究提供样本资源；推动科技创新和应用；保护珍稀物种和维护生物多样性；支持生物医学研究以及开展联合研究和知识共享等。
生物样本库的建设需要经历一系列的流程和步骤。
首先是确立建设目标和规划，包括确定收集的对象、样本类型、保存期限、管理模式等。
其次是建设和改造实验室设施，包括样本保存设备、冷冻库、数据管理系统等。
然后是样本的收集和保存，样本收集需要遵守相关伦理准则和法律法规，采取适当的采样方式和操作规范。
样本保存也需要考虑保存条件和防止污染等因素。
再次是样本信息的管理和共享，包括对样本信息的数字化采集、建立数据库、共享平台等。
最后是样本库的运营和管理，包括样本的检索、借阅、出售等操作，以及对样本进行定期质控和管理等。
生物样本库的建设存在一些问题和挑战。
首先是合规性和伦理问题，包括样本的采集、使用和共享等方面。
其次是技术和设备更新换代，样本库需要及时更新设备和技术，以适应新的科研需求。
再次是数据管理和共享，样本库需要建立完善的数据管理系统，以确保样本信息的准确性和可靠性。
最后是可持续发展问题，包括经费保障、人才培养和社会认可等方面。
未来生物样本库的发展趋势主要包括数字化管理和共享、高通量样本处理技术的应用、国际合作和共建等方面。
生物样本库发展的现状
一、国际生物样本库建设现状概况1.1 北美地区的生物样本库生物样本作为转化医学研究的重要资源，正在日益受到各国高度的重视。
在美洲有影响力的组织有1999年成立的国际生物和环境资源协会（ISBER）和2005年由美国NCI成立的生物存储库和生物标本研究实验室（OBBR）。
1.1.1 ISBER国际生物和环境样本库协会（International Society for Biological and Environmental Repositories, ISBER）是美国研究病理学会下辖的一个分支机构。
它试图通过建立规范和标准，利用培训等方式影响发展中国家的样本库建设，使其达到一定的质量和标准。
目前，ISBER下辖6个不同类型的生物样本库，分别是动物样本库、环境样本库、人体样本库、微生物样本库、博物馆样本库、植物/种子样本库。
除此之外，ISBER设置了若干个专门性的工作组，每个工作组由具有专门知识和经验的个人组成，通过白皮书或其他出版物，及时解决生物样本库建设过程中遇到的问题。
这些工作组包括样本库自动化工作组、样本库融资工作组、生物样本科学工作组、临床生物样本工作组、环境生物样本工作组、信息和情报工作组、生物样本库知情同意工作组、制药学术工作组、以及人体组织样本的权利和控制工作组。
通过这些工作组的工作，逐步推进ISBER在生物样本库建设过程中各个领域内的专业性和权威性。
1.1.2 OBBR2005年美国国立癌症研究所（National Cancer Institute， NCI）成立了美国国家癌症中心生物样本库和生物样本研究办公室(Office of Biorepository and biospecimen Research,OBBR)。
OBBR致力于制定一个共同的生物样本库标准，以便于指导，协调和发展机构搜集生物样本资源的能力和提高所搜集生物样本的质量以确保其满足研究需要。
OBBR工作目标：1.确立生物样本库作为研究的新领域，确定高效保存生物样品使其适用于基因组和蛋白质组研究的各种搜集和处理协议；2.推广普及第一版的最佳操作规范，以协调各机构政策和程序。
生物样本库构建基本流程
样本入库前 准备（一）
样品入库前的 准备（二）
肝癌标本
血和组织样本入库要求
术前、术后空腹静脉血各2支：
肿瘤手术组织
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
5ml紫色采血管1支（血浆、白膜层等）(肿瘤，癌旁，远端非癌组织各4管）
5ml黄色采血管1支（血清）
每管2-3块黄豆大小组织块（直径约0.5 cm ，重约0.25 g）
要求：血样本在采集后4h内入库保存 要求：标本离血30min内投入液氮，入库保存
血标本送达流程
医生和病人：签署《标本收集知情同意书》 医生：填写《标本采集信息登记表》
护士：空腹采静脉血2管(紫头1支，黄头1支） 放4 ℃冰箱保存
工人：上午11点之前将血标本送至研究所（2号楼3楼5号室）
研究所：处理血标本 标本要在采集后4小时内入库（-80℃冰箱）
组织标本送达流程
医生和病人：签署《标本收集知情同意书》 医生：填写《标本采集信息登记表》
生物样本库是医学科研的基础，也是快速实现转化医学研 究的核心与关键。
生物样本库的科学与社会价值
一、在疾病基础与临床研究方面
利用生物样本宝贵资源开展细胞生物学、 分子生物学、分子病理学、基因组学和蛋白质 组学等系统生物学的研究，探讨新的疾病分类、 分型、诊断、个性化治疗和预后标准，制订疾 病预测、早期检测、分子分型与个性化治疗、 预后评估等新型的诊治策略。
三、研究型医院与学科建设的基础
生物样本库作为生物样本资源采集、储存、分发 应用的开放性的资源共享服务平台，对于促进医院 学科建设和发展、人才培养及人才引进等具有独特 的重要性和现实意义，是研究型医院建设和可持续 发展不可或缺的重要基础平台。
中山大学肿瘤防治中心 肿瘤资源库
生物样本库建设要求
生物样本库建设要求
生物样本库建设是一项具有挑战性的任务，它要求仔细、谨慎地收集、组织、存储和维护生物样本，以便在未来查看和分析。
生物样本库建设对某些研究领域非常重要，特别是在生物医学和转化医学领域。
建设生物样本库时，应确保所有样本处理、存储和管理操作均遵循专业标准，以确保样本的安全性和可靠性。
生物样本应按照质量管理系统的要求，按照定义的标准操作流程进行处理，以确保样本的可靠性和稳定性。
样本处理和存储应采用专业的设备和设施，以确保样本的安全存储。
此外，生物样本库建设还应考虑数据管理。
为了确保样本库的可靠性，需要建立一个完善的数据库，用于存储和管理样本信息，使得学者可以方便地获取和查询所需的信息。
最后，在建立生物样本库时，还必须考虑安全性。
应采取有效的安全措施，以确保样本的安全性，并防止样本的滥用或窃取。
总而言之，建设生物样本库需要满足一系列专业标准和安全性要求，以确保样本的可靠性和安全性。
为了确保样本库的成功建设，应该给予足够的时间和精力，仔细挑选、组织和管理样本，以便在未来查看和分析样本。
生物样本库解决方案
生物样本库解决方案在生物学领域中，生物样本库（Biobank）发挥着重要的作用。
它是一个组织或独立机构收集、存储和管理生物样本的地方，这些样本可以包括人类组织、血液、DNA等。
生物样本库的建立旨在促进生物医学研究，为科学家和医学专业人员提供有价值的资源，并为健康问题的研究和解决方案的发现做出贡献。
一、生物样本库的意义生物样本库的建立对于生物医学研究有着重要的意义。
首先，生物样本库是保护和管理生物样本的良好途径，确保其完整性和可追溯性。
这对于检测和分析样本的准确性至关重要。
其次，生物样本库提供了大量的样本资源，为疾病的研究提供了便利。
科学家可以从中获取大量的疾病样本，进行深入研究和分析，从而为相关疾病的治疗和预防提供有价值的信息。
此外，生物样本库还促进了科学团队之间的合作，加速了科研成果的共享和推广。
二、生物样本库的建设与管理生物样本库的建设和管理需要一套完善的解决方案。
首先，建设者需要确定样本的类型和数量。
不同的研究目标需要不同类型的样本，如血液、组织等。
建设者还需要考虑样本数量的规划，以满足未来可能的需求。
其次，样本的采集需要根据规定的操作标准进行。
采集过程中需要注意样本的质量和完整性，确保样本的可靠性和准确性。
此外，建设者还需要建立一套完善的样本管理系统，包括样本的标识、存储和检索等流程。
这可以帮助科学家快速有效地使用和管理样本。
三、生物样本库的挑战与解决方案在生物样本库的建设和管理过程中，也会面临一些挑战。
首先，隐私和伦理问题是需引起关注的。
生物样本库中的样本包含个体的敏感信息，如个人基因组等。
因此，需要确保样本采集和管理过程中的隐私保护措施，并遵守适用的伦理法律。
其次，存储和维护大量的样本也是一个挑战。
生物样本需要适当的温度和湿度环境来保持其稳定性。
此外，需要安排专业人员对样本进行定期的检查和维护，确保样本的完整性和质量。
为了解决这些挑战，建设者可以借鉴已有的生物样本库管理经验和创新技术，做好规划和准备。
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问题（2）：国内外尚缺乏成熟的、适应 “大”数据的存储及处理技术
科学数据以什么方式与医疗数据 存储在一个平台上？
超算系统下的组学数据处理技术
肿瘤组学数据量大、类型多、变量多、噪声大
Level 1
Raw data
.DAT file
分析应用、分析统计 （可视化、查询引擎、统计语言……）
走进一 家医院， 八家医 院来服
务
？？？
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项目主要承担单位：中山大学肿瘤防治中心
肿瘤专科影响力
肿瘤学科技影响力
病源吸引力
基础研究平台
14
转化研究平台
临床研究平台
需要多学科合作
15
生物组 学数据
放射组 学数据
单病种数据标准
常见恶 性肿瘤 大数据 处理分 析与应 用研究
数据 集成 平台 建设
大数 据云 平台 建设
东软
恺恩泰
医度云
鼻咽癌和 结直肠癌 生物医学 大数据平 台建设及 精准医疗 应用研究
中山大学 生科院
中山大学数学 与计算科学院
东软
肿瘤精准医学中心-大数据平台建设
肿瘤影像 医学数据
Level 2
.CEL file
Level 3
Intensity value matrix
医疗数据
组学等 科学数据
Level 4
Statistics
New Hypothesis
数据集成 主数据管理
隐私安全
5
问题（3）：尚缺乏以疾病为主题的、 涵盖多种数据形态的肿瘤生物医学公共数据库
6
问题（3）：尚缺乏以疾病为主题的、 涵盖多种数据形态的肿瘤生物医学公共数据库
问题（4）：影像数据利用度极低
量大(>90%)/价高，价值待挖掘
放射组学：一次收集多次利用 From picture to mineable data
CT：500元/部位
MRI：1000元/部位
PET：10000元/次
8
影像数据：文本报告
多维度生物样本与临床信息实现互通
数据
样本
数据 样本
样本 样本
10
目标：建立华南肿瘤精准医学的支撑平台
肿瘤组织样本库+…
临床研究中心 +中国临床研究协作组
新一代组学平台 +华大基因+…
临床高通量测序平台+…
肿瘤医学大数据平台 +7家中大附属医院+华南区域省级肿瘤医院
+…
生物信息统计平台+超算+…
11
参加单位：华南地区5家肿瘤专科医院
中山大学信息科学与技术学院 中山大学超级计算学院
华南肿瘤大数据及生物样本库网络建设
肿瘤的精准医疗是社会重大需求
恶性肿瘤是中国居民“头号杀手”
发病率仍在持续升高，死亡比率高于世界平均水平
最需要精准治疗疾病之一
肿瘤临床实践中的“不精准”
GLOBOCAN. 2012
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中国卫生统计年鉴. 2012
精准医疗为什么是现在？技术可行
数据的可获取 技术/途径
东软集团（广州）有限公司
江西省肿瘤医院
湖南省肿瘤医院
广西医科大学附属肿瘤医院
中山大学肿瘤防治中心 中山大学信息科学与技术学院
中山大学超级计算学院 东软集团(广州)有限公司
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福建省肿瘤医院
肿瘤生物医学大数据建设项目总汇
获取
标准化
集成
标准化
应用
（科学问题+技术方法）
临床数据
一体化医生工作站 东软 放射治疗信息整合平台 医科达
数据的可分析 方法/技术
数据的可共享 意愿/技术
测序+降价，“组学”数据
生物信息统计
“云”技术
移动穿戴设备，“表型”数据
3
超级计算机
国家策略
精准医疗为什么不是现在？
问题（1）：数据分散保存、共享水平低
医学大数据的范畴
医学大数据的分散存在方式
组学等“科学”数据与“医疗”数据的割裂，PI电脑 vs 医院应用系统
数据
患者
9
数据
数据 数据
数据 数据
样样样 样 样 本本本 本 本
患者
中山大学肿瘤医院启动了院长1号工程
华南肿瘤大数据及生物样本库网络建设
863计划重大项目 （徐瑞华 2015-） 863计划重大项目 （贾卫华 2012-） 广州市健康医疗协同创新重大专项三期 （孙颖 2016-） 中山大学 建设资金 （2015-） 中山大学“肿瘤精准医学平台建设” 医院自有资金