精准医疗时代生物样本库的发展现状
精准医学概念源于前总统奥巴马在国情咨文中提出的精准医疗倡议。它将生物信息学、计算机科学以及其他学科与临床医学相结合，旨在帮助医生更好地为患者制定个体化方案，从而达到更高的治愈率和生活质量。精准医学是近年来国际医学界提出的一个新概念。该计划旨在通过对患者相关基因信息进行分析，从基因组层面预测疾病发生发展过程。同时，为患者提供更多个性化的健康信息及治疗方法，实现个性化用药。一般来说，精准医学包括评估和预测疾病风险、预防或干预、改善临床诊疗和分析预后，以及根据疾病相关信息，以个性化的方式解决人类所面临的健康问题。
生物样本库，也叫Biobank，主要是对健康生物和疾病生物体生物的生物大分子、细胞、组织和器官样品的标准化收集、加工、储存和应用；以满足科研及医学诊断需求的场所。其目的在于保存并合理利用人类基因组信息。包括人体器官组织、全血、血浆、血清、生物体液或加工过生物样本(DNA、RNA、蛋白等)，以及与这些生物样本及其质量控制、信息管理和应用系统有关的临床、病理学、治疗、跟踪、知情同意和其他信息。
目前，精准医疗的发展主要集中在肿瘤学领域，随着肿瘤研究的不断深入，精准医学的概念不断贯穿和完善，从针对细胞周期靶点靶向的化疗药物，针对基因突变的分子靶向药物，到针对免疫疗法的免疫治疗药物。
同时，随着信息技术和互联网技术在医学领域中的广泛应用，人类对生命信息及疾病诊断的认知水平不断提高，使得基于大数据分析的精准医疗逐渐兴起并得到迅速发展。生物样本库的作用是标准化地收集、处理、储存和应用健康和疾病生物体的生物大分子、细胞、组织和器官(包括人体器官组织、全血、血浆、血清、生物体液或加工过的DNA、RNA、蛋白质等)以及与这些生物样本的临床、病理、治疗、跟踪、知情同意和质量控制有关的信息，信息管理和数据应用系统的综合性建设工程，为精准医学的发展奠定了坚实的基础，进入了快速发展的黄金时期”。
精准医疗时代生物样本库的发展特征
1、需要使生物样本库标准化
精准医疗涉及到个性化和标准化的平衡，是现代医学的必由之路。目前，我国对疾病的治疗模式已由“以药物为基础”向“以患者为中心”转变，而精准医学则成为实现这一目标的重要途径之一。因此，建立一个完善的基因组数据库显得尤为重要。精准医疗离不开基因测序技术平台的支撑，而基因测序技术标准的制定则是其基础工作之一；作为样本资源与数据信息整合平台的重要组成部分，生物样本库的标准化和规范化建设也逐渐受到 因此，有必要对生物样本库进行标准化、规范化的管理。我国生物样本库标准化建设项目从年开始启动，由中国医药生物技术协会会员单位发起并联合国家卫生健康委生物样本库分会共同主持制定了《中国生物样本库与数据库建立指南],年又发布了《中国医药生物技术产业发展规划纲要》和《中国医药生物科技协会生物样本库规范（试行）》；年，我国成立了“全国生物样本标准化工作领导小组”,在此基础上又陆续颁布了关于生物样本及其产品领域的国家标准。年7月，新颁布的《中华人民共和国人类遗传资源条例》对人类遗传资源采集、储存、使用等方面做出明确规定。为确保生物样品和数据生物样本，数据资料年8月，中国国家标准化管理委员会印发了《生物样本库质量和能力通用要求》，提出了生物样本库能力、公正性、连续性(含质量控制)的总体要求。
2、生物样本库的发展取决于信息化建设和发展
基于大数据发展的精准医疗建设和数据挖掘解读技术；在医学领域取得了突破性进展，也为我国医疗卫生事业改革与创新提供了新契机。随着精准医疗理念不断深化，"互联网+医院"模式成为当前医疗行业研究热点之一。大量基因测序数据的传输、整合和挖掘解读均需要高通量大数据快速分析和云计算的帮助；同时，要将数以百万计的健康志愿者信息、临床诊疗信息、基因组信息汇集储存，传输到不同的云端或平台，以实现数据分析和信息共享，均离不开信息化技术的支撑。
现代生物样本资源库已从传统的“湿库”向“干库”转变，如何高效地利用这些海量数据资源，尤其是“干库”中的实体样本资源成为生物医学研究面临的重要挑战之一；近年来随着基因组测序技术不断发展，基于高通量筛选方法获得了大量新基因以及相关疾病标志物在生物学领域中的广泛应用，为探索疾病机制提供了有力工具。然而目前关于蛋白质组分析仍存在诸多问题。生物样本数据库中积累了海量的组学数据，包括临床资料（病史、影像学等），实验室相关数据（生理、病理、随访等）以及患者生存信息（表型、基因组学等），为精准治疗靶点的发现提供依据。
“十三五”以来，国家实施了一系列政策，推动医疗信息化进入快速发展的新阶段，如，医院成立大数据人工智能中心、南京医科大学成立生物医学工程与信息学院等，实行医疗信息化专职管理部门和学科建设。
3、建立生物样本库及构建多中心联盟；
任何诊断治疗方案都是以严格的临床试验证据为基础的，现代医学，包括精准医疗，都应该遵循循证医学原则。目前，我国肿瘤患者就诊率较高，但其生存期短，预后差等问题严重影响了国家经济与社会的可持续发展。因此，探索精准医疗已成为当前医学界 大型生物样本库是多中心联盟研发新药的基础。其成员由来自不同学科或领域的专家组成，并以独立单位为基础组建。这些组织通常是通过政府资助建立起来的联合实验室或者是其他非政府机构建立的合作网络。例如，“BBMRI涵盖欧洲30多个国家的余家机构，现有样本超过万个。此外，美国癌症生物医学信息网络美国生物存储和生物标本研究处。BBRB)、加拿大肿瘤储存网(CTRnet)和英国UKBiobank都在国家一级自上而下进行管理，对样本采集、储存和数据信息化实行统一标准。
年科技部启动了“国家人类遗传资源整合服务平台”项目，在北京、上海、广州3个城市建立了数百家生物样本库，实现了全国范围内样本资源的整合。年以来，中国生物样本库联盟为推动生物样本公开与可持续发展进行了大量工作，包括建立专病生物样本库及开展多中心研究、实现资源共享以及利用大数据推进我国数据共享应用。年6月，“国家人类遗传资源管理平台（以下简称”共享平台“）”正式上线运行。另外，北京、上海、江苏等地的多家生物样本库成立了区域性样本库联盟，探索标准化、共享化的新模式。
4、生物样本库向多学科融合方向发展。
精准医疗是一项复杂的系统工程，将组织化学、数字影像、系统生物学、信息科学和大数据等现代科技技术与传统医疗融合创新，形成精准医疗的体系和模式，指导医学实践。其核心是建立在对患者基因组信息深入了解基础上的个性化诊疗方案和个体化给药方案。因此，精准医疗不仅要有先进的技术手段，更重要的是需要高素质的人才队伍。精准医疗涉及疾病预防、诊断、治疗、生物试剂、新药开发等全医疗流程的技术，包括基因测序、3D打印、造影、器官移植等新高新技术，以基因测序全产业链为例，涵盖上游基因测序仪器和试剂耗材、中游基因测序服务、下游生物信息学分析等。生物样本库作为精准医疗的平台，涉及的学科非常广泛，样本科学，低温生物学，生物信息学，统计学，伦理学，从实体样本库的前期选址和设计，到样本库运行阶段的采集、加工、质量控制、运输和项目管理，再到后期的医学研究成果转化、共享规范和知识产权分配，需要整合许多基础学科，需要样本库从业人员丰富和学习各种知识和技能。目前，我国已有医学院校开设了生物样本库专业，培养生物样本库领域专业化人才。
精准医疗时代的生物样本库发展阶段
1、初级阶段：生物样本库和信息资源
在初步阶段，启动基础设施建设，建立标准化工作流程，开展生物样本和信息资源的采集和标准制定工作，初步建立生物样本和临床信息采集管理平台。这个阶段是生物样本库建设的基础阶段，可以完成并实现样本资源和生物信息的““输入”。生物样本库是一个开放的信息库，包括实体样本、生物样本衍生物、伦理文件、知情同意书、捐献者临床信息、实验室检测信息以及组学数据等内容。是一个复杂系统。目前已有一些学者开始进行基于大数据分析的个性化定制服务研究。研究人员可以多个层面层面上进行精确的医学相关研究和验证，得出的数据仍将返回样本库，与原始实体样本和信息数据相结合，以丰富和扩大生物样本库。
2、构建了精准医疗研究的支撑服务平台。
中端生物库除了作为样品收集和储存的生物样本库外，还为生物样本资源和研究数据的转化提供各种技术服务平台，如样本存储平台、生物库提取和检测平台、组织、细胞、分子的多水平试验平台以及生物样本的下游精细化加工处理平台。精准医疗则以临床重大疾病诊断与治疗需求为导向，通过生物芯片数据分析、蛋白质组数据分析、高通量生物信息学及生物信息数据挖掘等手段提高技术开发能力。在这一阶段，将成为我国未来发展医学大健康产业的重要方向之一。随着国家对“大众创业万众创新”政策扶持力度的不断加大，社会上掀起了一股新的科研热潮。这一阶段是生物库发展的关键阶段，也是生物样本库从临床样本信息资源采集平台向精准医疗研究项目支撑服务平台转型的关键阶段。
3、高级阶段：建立精准医疗成果的转化合作平台；
生物样本库的建设和维护需要大量的资金投入，通过理顺生物样本库有偿使用和维护服务的价值体系，是实现生物样本资源价值属性，保障生物样本库可持续发展。年国务院印发了《“十三五’国家战略性新兴产业发展计划》，提出要加强生物资源样本库及相关生物信息数据库建设，完善生物资源信息一体化体系结构，建立具有重要产业应用价值和科研前瞻性的精品样本库和实时全景生命数据库等基础性支撑平台；年1月，国务院办公厅发布了关于推进新一代人工智能与实体经济深度融合发展的意见。提出要以大数据、云计算、物联网为代表的新一代信息技术，加速培育新动能、形成新动力。同时，《意见》指出，依托现有的生物产业基地、园区和产业集群，有计划、有重点地推进一批生物经济集群建设，将人才、技术、资本向优势区域集聚，引导生物产业特色化、集聚化，使生物产业在推动产业转型升级中发挥引领作用，加快构建全创新链条的生物科技创新创业服务平台。
精准医疗时代生物样本库的发展问题
1、数据安全与隐私保护
在精准医疗发展过程中，移动医疗、大数据技术得到广泛应用，基因技术引发的患者隐私保护和伦理问题也随之产生。大数据时代下个人信息价值凸显，各行业领域对数据信息的需求日益增加。大数据的利用给人们带来便利的同时也带来了一些新的伦理挑战，其中最为突出的就是对个人隐私权的侵犯。目前，我国已建成多个大型生物样本库，为大数据的采集、存储、处理、分析、共享以及权利保护提供了便利条件。个人信息与隐私保护之间存在着伦理和法律上的冲突，这也是制约大数据应用技术发展的重要因素之一。目前，在知情同意、捐献者隐私保护等问题上还没有统一的共识和规范，各国也没有制定更系统、更全面的法律法规、法规。
2、促进可持续发展的业务问题
精准医疗研发成本高，特别是靶向药物研发成本高，要保障精准医疗特别是精准药物的有序发展，离不开持续的经费支持，行业发展的可持续性单靠财政投入是无法实现的，同时要通过政策支持，让医药企业合法盈利，促进社会资本积极参与，为精准医疗发展注入充足的资金。在当前我国大力倡导建立全民医保体系背景下，对样本库运营模式进行研究具有重要意义。生物样本库可分为政府购买型，第三方服务型，商业运作型3种类型。目前，国内生物样本库的运营经费主要来自国家、医院基础建设投入的支持，在运营过程中面临着“自身造血”的问题，建议拓宽经济来源渠道，寻找合适的发展模式，与相关企业开展精准医疗领域研发项目合作，实现样本资源的价值转化。
精准医疗将是我国生物样本库未来发展的重要方向
人类社会发展进入人工智能时代，智能化技术对各行各业的发展都有着巨大的影响和作用。精准医学是人工智能与创新药物研发相结合的产物，也被称为精准医疗。在不久的将来，随着智能化诊断分析技术的成熟应用，将引发医疗模式的颠覆性改变。目前，我国临床上应用最广泛的全自动生化分析仪主要由国外厂商生产并提供试剂服务，国内厂家还处于起步阶段，与国际先进水平差距很大。因此，建立完善的标准化体系迫在眉睫。生物样本库以大型自动化智能设备为依托，通过物联网技术实现智能化自动化样本处理与检测设备的集成，大大加快了生物样本库基础建模仿造速度。此外，被称为“下一代生物库”的“体内”样本库利用细胞原代培养和复苏以及细胞重编程等技术，从有限的样本量中获取大量研究材料，真正反映体内生物学状态状况，打破目前的生物样本库瓶颈，满足对精准医疗的更高要求，是生物样本库的未来发展方向。