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生物样本库按照主管部门分为政府型、大学型、医院型及项目型生物样本库。国外大型生物样本库基本以组织机构和下属样本库为主，如UK Biobank由政府出资构建，由中央协调中心统一管理下设的6个区域协作中心，共同构成一个覆盖23家研究单位的网络体系[1]。丹麦国家生物样本库以主库加卫星库的统一建设模式，打通了全国样本信息的数字化统筹管理[2]。项目型生物样本库源于特定研究项目或聚焦特定疾病领域，通过协作协议将不同机构的样本与数据资源进行关联。目前医院型生物样本库是我国生物样本库的主要形式，然而受单个院区空间限制，一库多区布局已成为医院型生物样本库的普遍模式。目前单一机构内部生物样本库实施一库多区（即一个管理机构管理多个物理分散存储点）的运营模式文献报道较少，这种模式对组织架构设计、专业化人员配置与管理、跨库区流程衔接及标准化质量体系运行的有效性提出了较高要求。本文系统阐述了四川大学华西医院生物样本库，又称华西生物样本库（West China Biobank，WCB）一库多区模式下服务医院临床科研融合创新中的实践经验，探讨一库多区管理模式的建设路径及优化方向，对生物样本资源共享机制提出建议，并引入成本管理体系，旨在提升样本利用率，为生物样本库可持续发展提供参考方案。

1 多维度支撑临床科研创新研究

1.1 参与顶层设计，源头保证专病样本库建设规范

临床工作繁重使学科带头人易聚焦样本应用而忽视样本分析前的系统性管理，需样本库与临床科室紧密协作。作为医院科研支撑部门，WCB在医院科研实验室管理部统一组织下，通过入科宣讲向临床科室推广标准化、规范化样本管理体系，并以“一对一”模式定制化解决建库需求，协助完成建库方案设计、样本收集流程梳理、伦理审查与行政许可申报指导，在全院构建起科学规范高效的生物样本管理共识。

1.2 “专病-专人-专项”模式对接生物样本管理

人类对疾病认知体系的构建，高度依赖于生物样本与医学数据的系统性挖掘。针对医院战略性储存项目及高峰学科建设，WCB指派专职技术员对接进行样本管理：深度参与研究项目，依据项目特异性联合开发定制化样本管理流程；收集项目信息表单，创建医院库/专病库信息字段，完成临床样本信息建库；承接日常标准化采集/收集、处理、出入库及数据统计工作。在特殊环境生物样本资源开发利用方面，WCB支撑高原及国家科技重大专项深地领域医学研究项目，以高原及深地作业人员为研究对象，系统管理其生物样本、体检信息、临床表型、随访记录等多维度数据，并整合相关人群样本资源，构建物种多样、样本丰富、干湿齐备、数据多维的标准化特殊环境样本库，为抗逆基因挖掘、提升高原及深地作业人员健康防护水平提供强有力支撑。药物临床试验样本采集及储存具有时限性、唯一性及不可重复性，WCB提供符合临床试验法规、试验方案及申办方要求的专业实验平台与储存空间，确保样本前处理及储存的规范性，为临床试验的真实性、可靠性提供基本保障。

1.3 “准入-培训-监督”模式培养专业技术人才

当前各临床科室多以项目组为单位，持续性小范围收集临床样本，样本管理核心环节多由研究生或项目助理（以下称“项目执行人员”）承担，其学科背景差异及专业知识储备不足易导致样本质量波动，影响实验结果可靠性[3]。在样本库专职技术人员支撑医院战略性项目及专病样本库达到饱和的前提下，WCB创新建立开放共享机制，面向全院开放样本采集/处理相关的设备与实验空间；并构建“准入-培训-监督”三位一体管理体系，系统性提升项目执行人员的规范化操作能力：首先实施准入培训（生物安全、样本管理法律法规、研究参与者隐私保护）；开展技术实操培训[（样本采集/处理规程（针对有需要的项目）、低温转运、样本信息管理、设备使用）]；建立全过程督导机制（理论考核、专职带教、定期现场巡查），将标准化操作、伦理合规及安全理念贯穿样本管理全周期。该模式有效提升了项目样本管理水平，同时培养了具有创新意识和实践能力的复合型人才，为生物医学发展提供了人才保障[4]。

2 一库多区一体化及标准化管理

2.1 构建一体化管理模式，全流程质控贯穿多库区管理

一库多区管理模式面临多重挑战：第一，地理位置分散，人员、设备等资源重复投入，监督管理困难；第二，质量管控风险，各库区因标准化程度不足导致样本采集/处理方法异质性、运输程序非规范化、信息管理混乱等问题，直接影响研究结果的可重复性；第三，伦理合规性风险，缺乏统一的伦理规范框架增加隐私泄露风险，阻碍生物样本资源的合规共享与应用。WCB一库多区包括采集库、处理库、总库、临床试验库，分别布局于院本部和第二科研院区，4个库区采取一体化管理、同质化发展模式，组建科室管理机构，制定统一的管理制度及流程标准，并建立动态评估机制持续优化流程。在遵循统一规范指导下，各分库保留适度的流程优化自主权，可根据各库区特性适度调整[5]。

伦理管理是生物样本库管理和服务的重难点，是保护和促进生物样本有效开发利用的关键环节[6-7]。WCB对项目实施严格的伦理批件准入审查，依据伦理持续审查频率开展跟踪管理，样本采集和接收前检查核对知情同意书签署的正确性和有效性，维护生物样本资源的合规性。

生物样本库的管理流程较为复杂，尤其在多库区协同管理模式下，各库区各司其职（图1）。采集库聚焦临床样本源头把控，处理库承担样本制备中枢职能，总库作为核心存储单元支撑科研项目样本的规模化储存及利用，三库协同支撑全院科研样本全链条管理，WCB深度解析这三个库区业务特性，建立业务联动机制，形成环环相扣的标准化作业流程。临床试验库主要支撑医院药物临床试验项目的样本保存与管理。

WCB贯彻全流程质量控制理念，覆盖样本前处理、定期抽检、行业室间质评及第三方质控（图2）。尤为关键的分析前阶段确保样本流转全程可追溯，缺血条件下缩短组织样本采集时间对维持RNA及蛋白质稳定性至关重要，组织离体后采集库专职人员在冷缺血30 min内完成样本分割及速冻，最大限度减少体外缺血对样本质量的影响。血液作为最广泛应用生物材料之一，其衍生组分（血浆、血清、外周血单个核细胞等）富含细胞、蛋白质、脂质和代谢物等潜在生物标志物。血液样本质量受溶血、凝血、体积不足、采血容器错误、运输温度、离心延迟时间及冻融次数影响，这些变量可能引入后续分析偏差[8]。处理库接收血液样本后首先进行初步检查，随后严格遵循项目操作规程完成样本离心、分装、提取等操作，并完整记录采集到暂存等全环节信息，形成可追溯信息链。采集库和处理库定期对暂存样本执行数据质控，检查临床和基础信息、样本分析前变量记录的完整性等，总库每年按比例随机抽检在库样本完成室内质控和信息抽检，此外WCB每年积极参与行业室间比对及第三方质控，以此评价和确保自身的检测能力和技术能力，客观反映样本保藏质量及其可靠性。

针对药物临床试验生物样本管理（如离心转速不符、储存超温、样本信息记录前后不一致、温度数据缺失）以往无专人负责的问题[9]。科室临床试验库配置2名经专业培训并获临床试验管理资质的人员专职负责样本管理，通过定期校准设备保证样本处理及储存符合要求；执行日巡检双次及月度数据归档，建立出入库双人核验及操作前后冰箱温度同步记录机制，防范信息错误与超温风险；实施100%样本信息质控，确保每一份样本均可追溯。

2.2 一库多区样本信息互联互通

生物样本信息互联互通是一库多区管理的核心。随着生物样本库规模的扩大，多源异构数据持续整合至数据库系统，涵盖诊疗信息、病理注释及组学数据[10]。WCB服务管理的项目具有多病种、多样本种类及多中心样本来源（本部院区、分院区及外部机构）特征，加之一库多区模式下样本采集-制备-运输环节多、频率高，导致样本关联数据与全生命周期流程信息呈现一定的复杂性。WCB目前采用朗珈同创信息管理系统，可实现项目信息建库、储存容器动态监管、样本信息录入、分库区数据转移与智能检索分析，以及按随机抽样原则进行样本质量抽检等功能，真实记录样本流转信息，确保样本全流程可追溯，满足各类专病库、家系库，以及多中心库的信息管理[11]。

数据安全是样本信息管理的关键。WCB采用多层级多角色应用及权限设置确保信息系统使用安全，针对不同层级不同角色，赋予不同的数据级和功能级权限。严格控制用户可访问的具体数据集范围（如特定项目、疾病类型、采集点），精确限定用户执行的操作类型（如录入、查询、统计、修改、发起或确认样本转运等）。总库信息管理员拥有最高权限，负责创建账号、角色定义与分配、访问控制策略制定与维护；项目执行人员仅限本项目样本信息录入、查询、统计及修改；分库工作人员遵循相同原则，负责不同项目采集/处理的工作人员仅可访问该项目数据。此举从根本上杜绝了跨项目数据的非授权访问、获取、改动或泄露风险，为研究参与者隐私及敏感数据提供关键保障，确保样本全生命周期信息安全。

2.3 标准化质量管理体系维护一库多区同质化运行

一库多区对管理团队的统筹协调能力、执行主动性及跨库区协作水平提出了更高要求。ISO 20387：2018质量管理体系是国际通行生物样本库全面质量管理的标准，其逐条指示并提供了涵盖从收集到存储、运输和追踪、生物样本的制备和保存、过程的质量控制及方法验证和确认的具体工具，保护并尊重患者的隐私权和社会权益[12]。更重要的是，其在监督和管理方面提供了重要的指导原则，WCB通过专家咨询、行业同仁交流、科室内部沟通，寻找出适合自身一库多区特色的质量管理体系：①组建科室内部管理机构，层层分解设置岗位，细化岗位职责到人；②按照ISO 20387：2018的模块和要素要求构建质量管理体系文件，全面覆盖总库及分库业务；③建立人员动态培训与能力评估体系，确保人员获得相应的知识技能及资质；④设施设备、试剂耗材统一管理，为体系运行同质化提供管理基础；⑤全流程质量控制确保样本全生命周期质量可控；⑥按照“统一指导，分级管理”的原则，制定《档案管理制度》，实现质量活动与技术操作真实可追溯；⑦通过月度质量监督增强质量体系在各库区的执行力，在监督的同时促进库区间沟通交流，促进管理同质与个性并举；⑧持续改进机制、内部审核、管理评审、风险评估、满意度调查等管理步骤，为质量体系持续优化和管理决策提供有效证据。ISO 20387：2018质量管理体系是各库区员工严格遵守和执行的准绳，为一库多区管理模式提供了科学及权威的管理依据。

3 支撑全院临床科学研究成效

3.1 支撑科学研究

截至2025年2月底，WCB协助医院及临床科室建库共计43个，其中样本量百万量级子库有2个（自然人群队列库、体检人群队列库）、十万量级子库4个（肿瘤组织库、麻醉围手术期队列研究库、肺结节肺癌血液库、大数据队列库），万级及以下子库37个（神经内科液体活检、女性癫痫队列研究、急性胰腺炎等）。通过“准入-培训-监督”机制累计培训项目执行人员100余名，助力医院样本规范管理。支撑新型冠状病毒感染临床研究及疫苗研发，全力支撑包含肺癌早期诊断与综合治疗协同创新中心、化妆品人体评价重点实验室、华西乳腺疾病临床研究中心等在内的数十个国家级省部级创新研究平台和研究中心的申报[13]。总入库样本量突破470万，其中战略资源库（自然人群队列库、体检人群队列库、肿瘤组织库）占比达79%（超过370万份），临床科室项目库样本入库量约107万份，形成覆盖人群队列与疾病特异性的多重资源储备体系。样本使用方面，WCB支持180多项国家级、省部级、校级、院级项目的科研课题实验，涉及早期肺癌筛查及良恶性鉴别、呼吸道微生物组学研究、精神疾病发病机制研究等前沿领域。

3.2 支撑临床研究

累计支持95项药物临床试验项目（Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ期）的样本规范化管理，样本出入库频次达3 313次，涉及样本数量24 669份，有效支撑创新药物临床评价工作。

4 讨论

4.1 一库多区协同管理效能待提升

由于各库区地理位置分散，当前质量管理体系宣贯、业务研讨及工作沟通主要依赖线上会议，然而线上会议存在信息传递滞后及准确性不足的缺陷，导致某些业务衔接响应延迟。在现行组织结构下，各平台功能有交叉，设备配置重复，人力资源呈现严重的“岗位交叉，一人多岗”特点，人员投入增大却难以实现专业化分工，还可能因事务性工作量过大，影响整体工作效率及管理质量。国外大型多中心生物样本库分工明确，如UK Biobank设置协调中心负责项目整体实施，涵盖数据管理、质量保证及样本和数据的正式保管，另有首席执行官负责日常运作[1]。日本国家生物样本库网络则通过秘书处协调6个国家级生物样本库的标准化伦理审查流程、统一医学访谈问卷与疾病名称登记、样本处理标准操作程序制定、数据库目录发布[14]。WCB通过运行ISO 20387：2018国际标准，目前在样本、数据与伦理的统一管理方面已取得显著成效，然而，其在监督执行、协调管理及人员分工方面仍然存在不足，未来在适当时机可对平台功能进行整合，优化资源配置，使各平台功能更加专一明确，减少设备及人员的重复投入，同时提升跨库区协作效率、凝聚管理共识，推动样本集中化管理。

4.2 样本信息管理系统功能局限

目前大数据正成为生物样本库现代发展的创新驱动力，当生物样本数据聚集一组患者、队列或人群，以及临床试验和纵向研究的数据时，数据就具备大数据的特征，研究人员利用生物样本大数据通过回顾性或前瞻性研究，发现新的预防方法、优化治疗过程，并通过患者分层促进个性化治疗发展，推动医疗保健领域从治疗到预防、预测的个性化方式转变[15]。华西样本库信息系统目前实现医院信息系统、检验信息系统对接，但研究数据尚未回笼、影像学数据未集成，在生物样本背后数据挖掘和应用研究方面尚有较大差距，未来应跟随行业发展着力推动和促进生物样本应用的广度和深度。

4.3 加快资源共享机制和成本管理体系建设，提升样本利用率

生物样本库的运营维护成本高昂，但其资源利用却存在未达预期的风险。调研显示，我国63个主要生物样本库中，85.0%的样本实际利用率低于20%，且有88.6%的样本仅限样本所属机构内部使用，不对外共享[16]。人群队列研究需长期跟踪（数年甚至数十年），导致样本入库量持续上升而使用量有限。疾病库样本可能因曾经预设的课题思路和方向变更，使得使用量远少于收集量，造成储存空间占用和资源浪费[7]。在医院层面对样本统筹管理，建立样本储存与利用率的监管机制，对入库项目进行量化评分，定期评估样本储存与利用情况，同时对样本使用的需求作出认真研判，为开展转化医学研究的部门主动提供高质量的生物样本，动态调整样本库存量[17]；在医院内公开在库样本信息（疾病类型、样本类型、样本数量），搭建便捷查询平台，吸引研究者申请使用，增加在库样本流转速度；以样本为纽带，提供院外共享合作，优势互补联合开展项目研究[18]；不同医院由于使用不同的信息管理系统导致的信息孤岛，省域内通过设立省级大数据管理局，构建统一高效的地方政府数据治理体系，有助于解决信息孤岛问题，促进共享[19]；构建全国统一的数据标准体系及生物样本库信息共享平台，促进全国范围内样本库间信息交换，提升生物样本库间的数据可提取性和共享性[20]。

高质量生物样本库的建设与运营需要长期稳定的资金支持，但当前多数生物样本库由政府、高校、医院、企业所有，依赖于课题经费、政府拨款或短期资金支持，作为非营利性组织，生物样本库的自身造血能力较低，通常难以实现自给自足。生物样本库成本主要由样本成本、设施设备及运行成本构成，在样本库启动期，基础设施及设备购置为主要支出，从运营第2年开始，设备折旧、设备维护及员工工资等日常运行成本会显著增加并成为主要支出；样本成本则会贯穿整个样本库运营过程[21]。运用一项可持续成本回收政策，合理收取样本资源的有偿服务费用，用于生物样本库的运行和维护。该策略将样本保藏活动分为6个阶段（如采集/收集阶段、处理阶段、存储阶段、科研/共享管理、样本选择和准备、样本运输/分配阶段），并区分直接成本（与样本产出直接相关的消耗，如试剂、耗材）和间接成本（资源消耗，如人员、设施设备、能源、办公用品、废弃物处置），通过精准核算各阶段的总成本（直接成本与间接成本的和）为定价提供依据[22]。此举亦可避免研究者盲目收集样本，减少单个项目储存空间占用，使有限储存空间得以服务更多研究者。

5 小结

聚焦现代医学研究服务体系，具有多个库区的生物样本库建设与发展是必行之举。附有大数据的生物样本是个性化医疗的关键需求。长期的样本收集、储存和检测是一项耗资巨大的任务，其中的任何环节均有可能成为生物样本异质性的主要来源，一库多区模式的生物样本库的管理必须遵循标准化的规范流程，且人工智能也成为创新药物研发和精准医疗的重要发展方向，因此融入高效的IT技术、遵守国际标准、未来推进样本共享机制的建立和合作项目的推广，促进样本资源的成果不断输出，提高人类遗传资源综合分析和管理能力，以实现样本资源的价值转化，进而推动生命科学基础研究和生物医药产业可持续发展。

利益冲突声明：本文所有作者均声明不存在利益冲突。

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【作者机构】	四川大学华西医院生物样本库
【分类号】	R197.323
【基金】	地球深部探测与矿产资源勘查国家科技重大专项（2024ZD1000600、2024ZD1000602）。

研究型医院生物样本库一库多区支撑医学研究的管理实践

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