原標題:全國首家省級人類遺傳資源庫落地武漢可保藏300萬份人類樣本 成功提取中國人三大癌種“原代細胞”
整個保藏中心遍佈液氮罐
工作人員把分離好的樣本放入程式冷凍操作臺降溫
5月15日,武漢大學中南醫院獲批成立“湖北省人類遺傳資源保藏中心”,這也成為全國第一個省級人類遺傳資源庫。中心一期保藏容量可達300萬份,將為多發惡性腫瘤、特色病、罕見病的科學研究和臨床診治提供高品質、大數量的人類樣本。
保藏中心收藏的樣本有哪些?“入庫”前要經過哪些處理?“入庫”後保存在什麼樣的環境下?記者日前進入“湖北省人類遺傳資源保藏中心”進行探訪。
首家省級人類遺傳資源庫落地武漢
“湖北省人類遺傳資源保藏中心”一期位於武大醫學部雙湖實驗樓負一樓,今年5月15日正式獲得批文,成為全國首家省級人類遺傳資源保藏中心。
“保藏中心”保存了哪些“藏品”?執行主任肖宇研究員介紹,中心由幹庫、濕庫、活庫三大部分組成。其中“濕庫”佔地面積最大,存儲的是實體樣本,包括組織、血、尿、腦脊液等。比如切下來的腫瘤組織,過去除做病檢以外就當作醫療垃圾丟掉了,現在會留存一部分用於科學研究——這其實是極其珍貴的研究資源。
“幹庫”則類似于一間計算機機房,保存的是與實體樣本對應的信息。通過數據庫平臺可以清晰地追溯到實體樣本何時、何地採集于哪一位患者,以及該患者的檢查、治療及隨訪情況。
“活庫”通過技術手段,對患者腫瘤組織中的“原代細胞”進行分離、培養,得到每例患者特異的腫瘤細胞,可以據此篩選出敏感的抗腫瘤藥物。
肖宇介紹,一些大型三甲醫院會設立醫院級別的樣本庫,以配合臨床和科研使用,但由於樣本數量有限,存儲不規範,尤其是樣本對應的信息收集不全,這些小型樣本庫很難滿足大型科研項目的需求。在此背景下,“湖北省人類遺傳資源保藏中心”由中南醫院王行環院長牽頭成立,不僅要標準化收集、處理、存儲、應用樣本,更要標準化收集、記錄樣本捐贈者的治療及隨訪信息。
目前保藏中心一期建面440平方米,可容納300萬份樣本,二期規劃“擴容”到1800平方米,三期則規劃建在光谷,達到“一用一備”,以抵禦戰爭或重大自然災害造成破壞。
“濕庫”珍藏11萬份人類樣本
穿過保藏中心辦公區,即可刷卡進入“濕庫”。
“由於濕庫用到大量液氮,一旦泄漏就會發生缺氧,工作人員可通過設在庫區各處的氧監控系統判斷裏面是否有危險”。保藏中心工作人員周宗寧介紹,21%是氧氣含量的正常標準,低於19%系統就會報警。樣本庫在設計時就規劃了專用的通風系統,可以及時糾正這種缺氧狀態。
進入“濕庫”,映入眼簾的是一台充滿科技感的“程式冷凍降溫儀”和26個一人高的大型液氮罐。周宗寧介紹,從臨床收集的各種組織樣本,是裝在低溫轉運箱中送進來的,而樣本的長期儲存應在接近零下196℃的超低溫環境,因此所有樣本入庫前都要經過二次降溫。“程式冷凍降溫儀”可設定溫度曲線,令樣本逐步降溫,避免極速冷凍對細胞活性造成破壞。
完成降溫後,樣本被規整地放進有著15層“抽屜”的提桶中,置入液氮罐中長期保存。記者看到,一個液氮罐上的儀錶顯示,該液氮罐頂部溫度為零下182.6℃,底部為零下193.5℃,週邊環境溫度為26℃。在液位低於一定標準時,設在地面上的液氮塔,可通過管網向液氮罐內自動補充液氮。
周宗寧介紹,目前保藏中心共存儲了11萬份樣本,在信息系統裏輸入關鍵詞,可以清晰地檢索出樣本所在位置。比如“N05—01—08”顯示,樣本位於05號液氮罐、01分區、08提桶。
“活庫”成功提取三大癌種“原代細胞”
“活庫”是一間配備各種精密儀器的實驗室,主要任務是對患者組織中的“原代細胞”進行分離、培養、提純。
保藏中心執行主任肖宇解釋,“原代細胞”指從患者組織裏提取的第一代細胞,它不僅廣泛應用於分子、細胞生物學和生物醫學基礎研究,還可應用於生物醫藥産業如藥物篩選、藥物代謝和毒理研究、癌症藥物的研究等。然而,原代細胞獲取不易,十分珍貴,目前研究使用的絕大多數都是經過培養的傳代細胞係。
例如,1951年,科學家從一位美國宮頸癌患者的腫瘤組織中,培養出第一個人類細胞係“Hela”,並被國內外實驗室廣泛使用。其中最受人矚目的成果包括,一名德國科學家利用“Hela”細胞證實了宮頸癌是人乳頭瘤病毒感染導致,並因此獲得諾貝爾獎。
在“湖北省人類遺傳資源保藏中心”成立後,屬於中國人自己的膀胱癌、肺癌、前列腺癌原代細胞陸續提取成功。那麼,提取“原代細胞”和使用源自外國人的“細胞係”到底有何區別?肖宇指出,細胞係經多次培養後就會失去原有的生物信息,並且由於人種差異的存在,基於外國人細胞係的研究價值更是打了一個折扣。
他表示,中國藥品研發滯後美國50年,正是由於基礎研究薄弱。以肺癌為例,一些在國外應用很好的抗癌藥,到了中國就會“水土不服”,很可能是因為導致肺癌的原癌基因不同。提取出中國人自己的“原代細胞”,是解決這一問題的關鍵,也是“活庫”的重要職能。
患者對“樣本入庫”接受度不高
依託于“湖北省人類遺傳資源保藏中心”進行的各項科學研究,可以給普通百姓帶來哪些實際的利好?
肖宇舉例説明,膀胱癌部分類型容易向肌層浸潤,另一些類型則局限于淺表,兩種類型的治療方法大不相同,但目前卻沒有任何一項檢查可以事先區分,只能在手術中取部分腫瘤組織做病檢。從去年開始,研究者做了幾百例患者的對照試驗,從中摸索出一些規律,累計發表了20篇SCI論文,並獲批國家自然科學基金項目。一旦項目取得突破,患者驗尿即可明確屬於哪一種膀胱癌類型,從而有針對性地選擇治療方案。
肖宇介紹,腫瘤目前是保藏中心收藏的重點,尤其是肺癌、膀胱癌、前列腺癌和腦膠質瘤樣本等,多是近年來國內發病率快速上升或研究進展緩慢的腫瘤類型。樣本庫配備了十多名專職科研人員從事研究工作,還有多個科室的臨床醫生參與其中。
保藏中心每收集一份樣本,都需要徵求患者本人同意,並簽署“知情同意書”。令人遺憾的是,患者對自己的樣本“入庫”接受度不高。肖宇透露,中心經常組織工作人員到臨床科室去宣講,理想的情況下每100個病人入院,約50人同意樣本入庫,差的情況下則只有幾個人同意。
文/記者武葉 通訊員高翔 楊麗麗 圖/記者胡冬冬