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【胖熊医生谈肿瘤防治】重庆大学附属肿瘤医院开了家“生物银行”,可实现肿瘤患者治疗方案“私人定制”?

如果说,重庆大学附属肿瘤医院

开了家“生物银行”

你相信吗?

它可以帮助实现肿瘤的

诊断分类、靶向治疗、疗效评估、风险评估

还可以用于肿瘤的发生、发展

和转移机制的探究

以及肿瘤相关突变基因筛选、基因诊疗

肿瘤高危人群遗传咨询等工作

以此指导患者个性化诊疗

这家“生物银行”叫做肿瘤生物样本库

(注:此文内容稍显专业,但阅之受益良多)

什么是肿瘤生物样本库?

简单来说,生物样本库就是开展生物样本保藏的合法实体或其部门,可以理解为一个用于采集、处理、保藏和研究生物样本的大型仓库。

根据收集的材料不同又分为多种类型,例如疾病生物样本库是面向随机选择的志愿人群,收集其生物样本以及各种临床数据资料,用于研究适于疾病诊断、评估和治疗的标志物,以寻找新的药物治疗靶点。

目前,世界上比较著名的样本库组织和样本库有国际生物和环境样本库协会(ISBER),中国医药生物技术协会组织生物样本库分会(BBCMBA),美国国家癌症研究所生物样本库和生物样本研究处(NCI-BBRB)等。

重庆大学附属肿瘤医院建设的肿瘤生物样本库则以肿瘤相关样本为主体,附加配对的临床信息,进行有目的的分析和保藏,从而开展针对性的科研实验研究,其不仅可被病理医生用于肿瘤的诊断分类、靶向治疗、疗效评估、风险评估等方面。

更可被研究人员进一步挖掘肿瘤组织中的深层信息,应用于肿瘤的发生、发展和转移机制的探究以及肿瘤相关突变基因筛选、基因诊疗、肿瘤高危人群遗传咨询、恶性肿瘤流行特征及动态分析等工作,以此反馈临床,指导患者个性化诊疗。

可见,肿瘤生物样本库是融合了肿瘤相关生物样本、生物信息以及随样本产生的各项生理生化数据的大型综合应用系统。

高质量、可溯源的肿瘤生物样本作为肿瘤个性化研究的关键资源,显得尤为重要。国家科技部公布的《中国人类遗传资源行政许可事项2022年第10批审批结果》中,重庆大学附属肿瘤医院肿瘤生物样本库也顺利通过保藏审批,获得人类遗传资源保藏行政许可,这意味着我院的“生物银行”有了身份证。

这家“生物银行”怎么用?

肿瘤生物样本库不仅是基础和临床研究的重要数据来源,为医学科研提供不可替代的溯源资料,也是实现大样本验证和个性化精准医学的关键环节。更多的作为精准医学的驱动力,将由此开发有效的预防、诊断、治疗肿瘤的方法,挖掘肿瘤个体化诊疗方案,为众多科研成果实现临床转化提供保障。

那么,肿瘤生物样本库是如何实现这些功能的呢?主要是通过其中采集和保藏的肿瘤相关生物样本。目前,我们主要采集血液和组织样本,经处理后以细胞、蜡块和切片等多种形式进行保存。此外,有时也会根据需求收集一些肿瘤组织相关的液基组织,包括胸水、腹水、尿液、穿刺液或胆汁、脑脊液等比较少见的体液。

简单来说,就是通过不同的样本类型,把肿瘤患者的部分信息以不同的形式“存入”生物银行,作为其“复制品”在恰当的时机代替患者本身发挥作用。

外周血相关样本

血液样本易于获取,可以在肿瘤患者接受治疗前后的不同时期分别采集。外周血中又可分离出血浆、血细胞及可能存在的循环肿瘤细胞等样本进入保存流程,为课题研究提供所需的样本。

进一步可以从血浆中分离得到游离核酸、各种蛋白及小分子物质,从血细胞中获取基因组遗传物质,或从循环肿瘤细胞中获取对应肿瘤的遗传信息。而研究者可以从这些物质中挖掘出与肿瘤相关的信息,通过分析血液中的有效信息,可以实现肿瘤的液态活检,从而应用于肿瘤的早期筛查、诊断、治疗监测、预后随访等。

例如:随着肿瘤病程的发展以及治疗的进行,血液中的物质成分和含量也会发生相应的动态变化,通过对比患者用药或手术前后的血液样本,或能评价相关治疗手段的实际效果。

肿瘤组织样本

相比于血液样本,组织样本可对肿瘤区域进行系统全面的观察,能直观地判断癌灶的数量、分化程度、局部及手术切缘的侵袭情况等,进而更加精确地指导进一步的随访和治疗,甚至为精准治疗提供理论依据。

肿瘤组织样本由肿瘤患者捐赠,经临床活检或外科手术等专业渠道获得固体肿瘤组织,在不影响常规病理诊断的情况下,剩余部份的组织被生物样本库收集。

肿瘤组织样本可以是原发肿瘤组织,也可是复发灶和转移灶的肿瘤组织,通常配对地采集肿瘤组织及其癌旁、正常组织,分装成小份保存。其可用于支撑病理诊断及后续治疗,而长期保存的多种样本可进一步进行形态学和各种功能及分子水平的检测,为研究者提供高品质的肿瘤相关信息,用以开展基因组、转录组和蛋白质组的相关研究。

体外类器官与个性化治疗

传统的肿瘤生物样本经过福尔马林固定和石蜡包埋等处理,保存时已不包含存活的细胞与组织,因此不能进行功能性分析来发现和验证治疗靶点,或评估药物反应和治疗耐药。而新一代的样本保藏将克服这些限制,从单纯的“死组织”标志物观察,到“活组织”功能验证,提供更多维度数据视角。

简单来说,就是将新鲜组织样本进行适当处理,以活细胞的形式(含肿瘤和其它相关细胞)进行保藏。其细胞群可在体外继续培养扩增,用于肿瘤功能分析,且避免了珍贵样本消耗殆尽。因此,其应用场景将大大扩展,推动肿瘤学基础研究和抗癌新药开发。

其中一种颇具价值的设想,是应用肿瘤类器官实现患者的个性化治疗。源自患者自身的肿瘤组织样本进行适当处理,经由体外增殖形成一种组织结构、遗传背景、药理特征等方面与体内肿瘤真实情况高度相似的三维多细胞团,这种形式的肿瘤类器官可被视为患者的“活体复制品”,能够较好再现患者体内肿瘤的表型、基因型和异质性等。

这些“复制品”保存并生长在肿瘤生物样本库中,甚至可“移植”到小鼠体内保存,作为患者当时状态的“虚拟模型”,以患者独有的个体条件成为其专属志愿者,“替代”患者自身开展抗肿瘤药物的筛选、放化疗效果等测试,辅助指导临床医生为患者“私人订制”个性化的治疗方案。

这些“复制品”可以多次复制且不知疲倦,代替患者承受多种药物或治疗方法的压力,待得到最优方案后再用于人体。此外,如果患者肿瘤复发,没有时间针对转移灶开展分析研究,提前保存的活样本可在治疗后持续开展研究,提前预警和规划治疗方案。

不过,肿瘤类器官技术应用于临床目前仍面临着大量挑战,尚未能在现有临床实践中常规采用,但国内外研究者们正以各种方式积极开展研究和临床试验。目前,重庆大学附属肿瘤医院围绕肿瘤生物样本库已有多个研究项目正在推进,其中妇科肿瘤中心等科室已在尝试结合临床应用。

我们始终相信,肿瘤类器官技术会极大的促进肿瘤的基础研究和临床个性化治疗的发展。

建设现状及展望

重庆大学附属肿瘤医院生物样本库始于2009年重庆市卫健委重点课题“重庆市肿瘤遗传资源库建设及遗传信息研究”,2013年样本库初具规模。秉持“服务临床,回馈患者”的理念,经过十几年的努力,已建成布局合理、采样标准化、管理信息化、利用规范化、具有肿瘤特色的高标准生物样本库。

样本库设有液氮存贮区、超低温冰箱存贮区、蜡块存贮区、样本前处理区、样本信息管理区。配置有气相液氮罐、-86℃型超低温冰箱、-40℃超低温冰箱、蜡块智能密集柜等样本保藏设备;配置有组织芯片制作仪、组织芯片扫描仪、全自动核酸纯化仪等质量控制设备;

低温离心机、生物安全柜、便携式液氮转移箱、医用冷藏箱等样本前处理设备;样本信息管理系统、冷链监控系统和库区安全监控系统等样本库管理系统。样本保藏能力50至100万份。

目前,样本库保藏有十余类常见瘤种的肿瘤样本6万余例,正常组织、癌旁组织、癌组织、术前血清、术前血浆、术前血细胞、术后血清、术后血浆、术后血细胞、城市早癌筛查血液样本18万8千余份。出库样本已达33万五千余份。

生物样本库保存的生物样本和数据对于国家社会和患者个人都具有重要的意义,有助于促进对肿瘤的认知,开发有效的预防、诊断和治疗方法,特别是推动肿瘤精准医学的发展。

借助这一通往技术转化和临床应用的新途径,成为早日实现肿瘤患者“私人定制”治疗方案的又一把钥匙,使肿瘤患者获益,开启肿瘤精准医学新时代。

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