【科学强国】“生物银行”带来生命新希望

　　如今，中国的生物技术与医药行业正处于腾飞前的拐点——大学体系带动基础科研；有关部门正在持续不断地提供经济支持；监管政策积极改革，与全球接轨；商业精英充满活力，放眼全球。

生物芯片上海国家工程研究中心主任郜恒骏 摄影：杨掬

　　生物芯片上海国家工程研究中心主任郜恒骏在接受《小康》杂志、中国小康网记者采访时表示，中心成立20年来，开创并致力于国家生物样本库标准化与新型临床研究CBDTM模式，一切工作始终围绕“以患者为中心(C)”，信奉并坚持聚焦生物样本库(生物银行B)、学科建设(D)、转化研究(T)与个性化精准诊疗(M)。其中，用好我国的生物银行资源、为生物医药创新贡献力量成为重要抓手。

　　打造国际一流的CBDTM基地

　　中国一共有两家生物芯片国家工程研究中心，分别在上海与北京。生物芯片上海国家工程研究中心是国家发改委总投资2.9亿打造的我国组学、高通量生物芯片与分子医学领域代表单位。根据国家发改委企业化运作国家中心精神，专业运作单位上海芯超生物科技有限公司于同年应运而生。陈竺、杨胜利院士等为中心创始人，分别担任首席科学家与专家委员会主任，16位两位院士组成中心专家委员会，指导中心芯超的发展方向。这里开创了国家生物样本库标准化与新型临床研究CBDTM模式。

　　据悉，这一模式由郜恒骏倡导，后在各大医院积极倡导、推进并合作实施。目前已构建了国家标准的临床生物样本资源中心、分子医学研究与大数据中心、转化研究中心与精准医学中心，搭建了从“样品”到“产品”应用的快速转化的完整平台与通道。

　　郜恒骏不仅是上海中心的总负责人，同时还是上海分子医学工程技术研究中心主任、上海交通大学医学院附属第一人民医院临床研究院执行院长，获得过国家发改委国家工程研究中心建设先进工作者、中国生物样本库杰出贡献奖、谈家桢生命科学奖、上海市优秀学科带头人、上海市领军人才等荣誉。他向《小康》杂志、中国小康网记者具体介绍了何为“CBDTM模式”。

　　C即Center，“以患者为中心”。以临床患者为中心，临床需求为导向。

　　B 即Biobank，“生物银行”。中心牵头制定了我国生物样本库第一个行业标准、国家标准、国际ISO标准（共同召集人单位）并牵头推进了国家认可准则制定与发布（得到国际互认），国际领先，堪称行业领跑者；建立了高标准40万份（早期）肿瘤样本库、2万例幽门螺杆菌耐药菌株库、10多种常见肿瘤类器官活库、30多万份干细胞免疫细胞库，开展干细胞治疗研究并进军细胞健康产业；打造了5000㎡国际一流水准、全自动化智能化机器人设备控制、高度安全、信息化与数据化的上海科创中心重大基础工程实施——上海张江生物银行，储存能力达1500份，获得科技部人遗行政许可、上海市人大立法与国家卫健委、国家CNAS的认可。

　　D即Discipline construction，“学科建设”。中心创立我国肿瘤组织芯片国际品牌，自主开发1500种肿瘤组织芯片、cDNA组织芯片、细胞芯片；建立了组学、高通量生物芯片、单细胞测序空间转录组、大数据中心、生物信息、类器官、分子病理九色荧光等10大技术与服务平台，并开展系统生物学整体服务解决方案，充分发挥了国家中心公共平台的功能；目前为止，全国大学研究院所医院利用该平台研究文章发表在诸多国际著名期刊，影响因子逾50000分。

　　T即Transformation Research，“转化研究”。打造了12000㎡公共转化研究中心与（分子诊断医疗器械委托研发与生产）CDMO基地，走通从“样品”到“数据”到“产品”再到“商品”的快速转化研究通道，过去5年获得国家药监局三、二类医疗器械证9个，特别创新1个，应急审批2个，欧盟CE8项。

　　M即Precision Medicine，“精准医疗”。近五年打造了极具特色的“中国幽门螺杆菌分子医学中心”及全国20个分中心，极大地推进了幽门螺杆菌首诊个性化诊疗，也成为全国难治性幽门螺杆菌检测中心。2021年成功转化幽门螺杆菌克拉霉素23S耐药基因型检测试剂盒，获得国家药监局创新三类医疗器械特别审批上市，为国内首创、国际领先。为最新国家幽门螺杆菌共识及国际胃肠病学组织（WGO）幽门螺杆菌全球指南所推荐。

　　“科研利息”助力精准医疗

　　在上海浦东的李冰路上，有一家特殊的生物银行———里面存的是人的组织、细胞、血液及肠道微生物菌群等。作为张江科学城首批开建的重要基础设施工程，上海张江生物银行已拥有千万份生物样本存储能力，是目前中国惟一的大型生物银行。

　　走进生物银行，一排排保险柜样式的橘红色抽屉分外显眼，每只抽屉里存储着126张邮票大小的石蜡切片，每张“邮票”上约有几十到几百个红点，这是被病理专家圈出来的一个个肿瘤样本。

　　每天都有来自全国各地的生物样本经处理后存入这家银行，也不断有样本被取出，用于临床研究。存取之间，生物银行扮演着研发助推器的角色———样本是整个生物医药研究的基石与关键环节。

　　穿着白大褂的工作人员正在将原始样本挑出来，并“印”到“邮票”上。他们先将切片放在石蜡上，然后在显微镜下用特制针管朝专家圈定的地方一戳，病变组织细胞就被采集下来了。将几百个直径小于1毫米、厚薄4微米的样本摆放在另一块邮票大小的玻璃上，经染色处理，一块组织细胞芯片就做好了。

　　郜恒骏告诉《小康》杂志、中国小康网记者，“通过专业数字化病理系统的扫描录入，细胞形状、结构、大小、来源，乃至患者家族史、生活习惯、临床资料等样本信息被一一记录下来，再经过自动化分析，产生海量数据。从在显微镜下观察标本，到在电脑上快速读取图像和数据，生物医药研发提速上百倍。”

　　生物银行安放着可保持-80℃的巨型冰柜，血清、血浆、血细胞和DNA核酸等样品大多存储于此。在低温中处于“冬眠”状态的样品一旦被“唤醒”，将在实验室中被物尽其用。

　　尽管张江生物银行已具备千万份样本存储能力，流程、管理完全与国际一流生物银行接轨，但比起建一座生物银行，郜恒骏现在考虑更多的是如何用好我国生物银行资源，为生物医药创新作贡献。

　　于是，生物银行在生物样本库基础上，还设立了高通量基因组学、转录组学、蛋白组学等一站式研究平台。存储的生物样本已产出一大笔“科研利息”———促进了16个研发成果快速转化成产品，其中四款已拿到国家食品药品监管总局核发的医疗器械证书。比如，肝癌早筛早诊家庭自测试剂盒“爱福陪”，就是从众多肝癌生物样本中“攒”出来的“利息”。

　　郜恒骏说，张江生物银行存储着各类肿瘤样本，研究者只需将含有某种靶点的药物批量注入样本芯片，就能确定肿瘤细胞对此是否敏感，从而确定药物是否有效。许多世界顶尖生物医药公司都会通过这一方法筛选研制新药。

　　“未来，我们要在保证数量的基础上把重大专病特色做出来，再建三到五个特色样本库，如幽门螺杆菌耐药菌株、肠道微生物、早期肿瘤样本库等。”郜恒骏说，上海拥有极其丰富的生物样本资源，若能把分散在各家医院的优势临床学科样本集中存储起来，为全国乃至世界(国际合作)科研提供样本，“利息”就会越滚越多，让更多生物医药研发成果惠及普通百姓。

　　据悉，上海张江生物银行总投资近1亿元，是获得国家人类遗传资源行政许可的国内先进第三方生物样本存储机构，于2016年8月获批，由上海张江管委会政府立项，生物芯片上海国家工程研究中心——上海芯超生物科技有限公司牵头承担，是国内较大的生物银行之一。其建立的“重大疾病生物样本资源中心”与“生物样本虚拟信息中心”，是上海市政府构建的集约化第三方存储中心，是生物样本库新模式。

　　2017年10月，张江生物银行一期工程启动，2019年获得科技部人类遗传资源管理办公室的行政许可，成为支撑药物研发、临床诊疗技术研发、健康研究与产业化的重要平台。

　　2021年，二期启用后，张江生物银行具备了1000万份生物样本存储能力，实现生物样本库全自动、智能化、专业化的安全管理。二期样本存储中心、细胞中心和运营中心总面积超2500平方米，设计存储能力超1500万份样本，在一期的基础上，储存与服务能力有巨大提升。

　　目前，三期工程启动在建，已经获批在建的8号大楼将成为张江生物银行（三期工程，预计总投资3-5亿，储存量达到5000万）的主楼。生物芯片上海国家工程研究中心将真正成为我国生物样本资源库联盟、网络与信息中心之一，促进生物样本交流与合作研究。

　　未来3至5年，国内将建成数十家上海张江生物银行分行。现在如日照分行、重庆分行等，都已正式进入运营阶段。

　　今年3月16日，上海张江生物银行还与重庆渝中区正式牵手，以“立足渝中·辐射西南”为目标，在重庆落地上海张江生物银行及干细胞与免疫细胞相关业务的服务工作。这意味着，今后重庆市民也能享受到生物样本的储存服务，为初生的宝宝储存脐带血、脐带、胎盘，为小朋友储存乳牙等。提取里面的干细胞储存在生物银行，就是为全家人备份健康，在生命最重要的关头享受到干细胞带来的希望。

　　中国工程院院士、生物芯片上海国家工程研究中心专家委员会主任杨胜利认为：“‘生物银行’作为最重要的技术平台与医学研究的起点是非常重要的存在，今后在医学诊断的扩展及中国健康事业中能作出更大贡献。”

　　同时，生物银行是实现精准医疗的重要基础设施之一。精准医疗是通过基因组、蛋白质组等组学技术和医学前沿技术，精确寻找疾病原因和治疗靶点，以实现疾病和特定患者个性化治疗为目的。近年来，人才涌入和金融加持掀起精准医疗商业化、产业化的热潮，但产品转化与产业化进程依然较缓慢。如何释放商业价值、将潜力转化为现实成果，是当前行业发展亟待探讨的话题。

　　杨胜利表示，随着大数据分析、人工智能等新一代信息技术的兴起，精准医学可以向数字医学发展。“我们要通过组学平台，研究基因、环境、表型三类大数据，最终建立‘数字人’模型。”他说，“目前，我们已基本完成解剖学‘数字人’模型，未来还需建立生理学、组学、类脑等领域的‘数字人’，为精准治疗提供更精确的数字化地图。”

　　作者：苏枫

　　编辑：赵狄娜

　　审核：龚紫陌