目前精准医疗成为医学研究的热点。生物样本库可为基因组学、蛋白质组学、代谢组学等多个领域提供丰富多样的生物样本信息和数据，通过转化医学研究，实现对众多疾病精准医疗的推动作用。生物样本库的建设逐渐受到各个国家的重视，尤其在转化医学迅猛发展的当今时代。目前已经建立并具有全球影响力的大型生物样本库主要有欧洲生物样本库与生物分子资源研究平台、国际生物和环境样本库协会、美国生物样本库和生物样本研究办公室和英国生物样本库等。美国是率先发起生物样本库统一操作规范、统一收集和利用的国家。我国生物样本的收集在20世纪70年代就已经开始，并于1994年建立中华民族永生细胞库，这是我国最早的生物样本库。目前我国生物样本库建设的标准化操作规程正日趋完善

      每种样本在其研究的生命周期中，几乎均被保存在样本库中，样本的质量对于科学研究能否成功有着至关重要的作用，因而规范化、标准化的生物样本库质量控制是科学研究成功的基础保障。目前，关于生物样本库质控也有指导性文件出台，可以参考借鉴，如由国际生物和环境样本库协会推出的2008版和2012版最佳实践指南、美国癌症研究所推出的最佳实践2007 版和2012版、澳大利亚生物样本网络推出的生物样本库操作流程等。然而迄今为止，国际及国内相关组织尚未形成生物样本库质控的统一标准。国内已有部分样本库获得由国际生物和环境样本库协会和卢森堡国家生物样本库共同建立的实验室能力比对验证证书，帮助判断该样本库的质控检测能力。此外，也有样本库获得美国病理协会的能力比对验证证书。

      生物样本库质控是质量管理体系的一个重要组成部分。生物样本库的质控可分为内部质控及外部质控。内部质控包括样本操作流程质控、样本质控、临床数据质控以及质控报告和质控计划等。样本操作流程质控是指在样本采集、处理、储存、运输、使用和销毁等每一个操作环节的质控。样本抽检质控即一定时间周期内从库存样本中调取一定比例的样本进行质控。较为常见的包括核酸质控、蛋白质控、组织样本的质控及分析后反馈等。此外，研究前质控及分析后反馈也应纳入生物样本库质控的范围内。外部质控通常指第三方质控，即独立于样本库之外的第三方单位或公司，因其与样本库并无隶属关系，一定程度上可进一步避免质控过程中的偏差。临床试验研究大多聘请专业的合作研究组织来进行质控，但样本库的第三方质控较少。

      1 样本操作流程质控：识别和控制由于样本操作流程导致的偏差是生物样本科学的主要目标之一。最近的几项研究已经表明样本分析前变量，包括患者因素(饱食或空腹)、样本采集时间、热缺血时间、采集容器的类型、信息的录入、离心前放置的时间和温度、离心细节、储存的时间和温度、样本冻融的次数和复苏方案等都对生物分子的完整性有影响。为能够使研究得到的样本数据最优化，控制样本分析前变量显得尤为重要。其中，在处理样本的过程中，样本库应根据本库的实际情况制定并执行相应的标准化操作规程(standard operating procedures，SOPs)。当然，由于不同研究对于样本的要求有所不同，因此要结合样本类型和研究需求，选择相应的SOPs。操作流程的质控可从伦理及人员资质审查、采样前准备、样本的采集、样本的运送与交接、样本的处理和分装、样本的入库和出库、样本的销毁、医疗垃圾的处理、处理样本的环境、处理与储存样本的设备耗材等多个方面来进行质控[15]。整个质控过程涉及众多环节和细节，样本库需安排专职人员来做质控。此外，每个SOPs应至少每年审查1次，必要时还应予以修订。

      2 样本质控：

      2.1 血液样本的质控：目前，血液样本的质控基本以核酸的质控为多，仅少数有蛋白质控。DNA的质控主要涉及浓度、纯度和完整性。Ruan等通过实验验证了分光光度计是适用于DNA定量的。A260/A280和A260/A230的比值即可代表核苷酸的浓度和纯度。DNA的完整性则主要采用凝胶电泳和聚合酶链式反应两种方法进行分析。如果抽提的DNA用于全基因组关联分析，其中的性别鉴定，可帮助判断DNA标本的临床资料是否正确或标本处理过程中是否有样本混淆等问题；杂合型的程度检测可帮助判断DNA标本可能受到污染的问题。

      与DNA相比，RNA在样本采集、处理、储存过程中更易发生降解，所以RNA的质量应作为判断样本核酸质量的重要标准之一。样本RNA的质控通常也包括浓度、纯度和完整性三方面。目前多数样本库采用的RNA质控方法如下：RNA提取后，通过分光光度计检测 RNA 浓度与纯度。RNA完整性则可通过毛细管电泳进行检测，得到RNA完整性系数值(RNA integrity number，RIN)，RIN为10提示RNA完整性最好，RIN为1提示RNA降解程度最高。

      目前，血液核酸的保存方式主要为抗凝血的白膜层或促凝血的血凝块，也有直接抽提DNA进行保存的。有部分样本库使用PAXgene DNA(RNA)管进行保存，另有少数样本库开始尝试使用核酸特殊保护剂存储于室温。将来需选用适宜的或匹配的试剂盒(方法)抽提核酸进行质控和相关研究。

      血液样本中的蛋白质分子在采集、处理及储存过程中也易发生降解，因此，血液样本中蛋白质分子的质控也相当重要。血清或血浆样本在出库过程中应尽量避免反复冻融，同时尽量保持在低温环境下进行操作。

      由于蛋白质种类繁多，其质控也更为复杂，以往对于蛋白质质控的报道也较少见。目前蛋白质的质量主要从其浓度与完整性两方面来进行评估。实验室常用的测定蛋白质浓度的方法有凯氏定氮法、双缩脲法、Folin-酚试剂法(又名Lowry法)、考马斯亮蓝法(又名Bradford法)、紫外分光度检测法、二辛可宁酸法(又名BCA法)等。每种测定法均有其优缺点。在选择方法时需考虑蛋白质的性质、溶液中可能存在的干扰物质、测定所要花费的时间及实验对测定所要求的灵敏度和精确度等因素。国外有文献表明Bradford法利用蛋白质与染料结合的原理，实现蛋白浓度定量的方法，可检测到微量蛋白，是目前灵敏度最高的蛋白质测定法。可利用该法测定蛋白质电泳条带分子量与电泳条带数目来实现对蛋白质完整性的评估[24]。

      近年也有研究者采用质谱法测量血清样本离心分离前分别于不同储存条件(室温、湿冰、干冰)放置不同时间(12、24、36h)、以及反复冻融(直至第4次)后14种氨基酸浓度的变化。结果表明血清样本在室温或干冰下放置不同时间均会有不同氨基酸浓度的变化，冻融2次以上也会出现蛋白质的降解。因此，血清样本应总是在湿冰或冷藏设备中处理，且样本离心分离后应该尽可能快地置于-80℃冰箱中保存，并尽可能地减少样本冻融次数。另外，也有研究表明蛋白质中有一些氨基酸的储存稳定性则很差，如乳酸脱氢酶经简单的冷冻后即失去所有的功能活性。因此，监测蛋白质的冷冻损伤、储存稳定性，解冻后适当的评估方法也是提高样本库中蛋白质质量的重要环节。

      此外，由于蛋白质种类丰富，其生物学性质也各有不同，因而有研究者尝试根据其特性来从中寻找可反映样本稳定性的质控标记物。如Lengellé等研究发现CD40L可用于评估血清在高温中暴露的时间；粒细胞巨噬细胞刺激因子,白介素-1a,粒细胞集落刺激因子等可反映血浆离心分离前的延迟；金属蛋白酶-7、白介素-15, 白介素-17, 干扰素-γ可反映血清或肝素抗凝血浆的冻融次数。然而，对于最优的质控工具(标记物和试验)尚未形成统一意见。

      2.2 尿液样本质控：尿液因其收集无创、获取简便且可提供大量的生理变化信息，因而在研究中被广泛应用。临床上常见的尿液检测指标有尿蛋白、尿红细胞、尿白细胞、尿肌酐、尿酸、尿糖、尿钾等。其中又以尿液中的蛋白分子在研究中较为常用，如N-乙酰-β-D-氨基葡萄糖苷酶，半胱氨酸蛋白酶抑制剂C，肾损伤因子-1, 白介素-18，尿视黄醇结合蛋白，尿中性粒细胞明胶酶相关载脂蛋白等是反映肾小管损伤的敏感指标。尿液表皮生长因子的测定可进一步提高不同病因和不同阶段慢性肾脏病的预测能力。

      目前，多数样本库采用将尿液直接冻存于-80 ℃冰箱的方法。由于随储存时间延长，尿液的比重或渗透压会发生改变，而这些改变会导致尿液沉淀中的白细胞、红细胞溶解及管型消失等。因此，将尿液上清与尿液沉淀分开保存来避免这种弊端。此外，由于尿液上清及尿液沉淀的性质及用途不同，建议将收集的尿液立即4℃下离心分离为尿液上清和尿液沉淀部分，分开保存，并尽量减少冻融次数，来确保用于研究的尿液中不同成分的完整性[35]。此外，如果将来的研究涉及蛋白分子的检测，建议接收尿液后立即加入相应的蛋白酶抑制剂，防止蛋白降解。目前，已有研究者通过实验证实加入蛋白酶抑制剂后的尿液样本可获得更多的蛋白质表达。尿液沉淀如有涉及RNA的研究，可采用RNA保护液保存，如将来需要进行细胞学检测，则可用固定液固定后进行保存[36]。

      也有研究表明尿液膜上保存的方法可以有效的保存尿液中的蛋白质，且避免深低温保存的弊端。所谓尿液膜上保存是指将尿液样本在4 ℃ 5000 g离心30 min，取尿液上清20 mL，加入 10 mL磷酸盐缓冲液混匀，通过合适的滤纸和孔径0.2 μm的硝酸纤维膜真空抽滤。过滤完毕后，晾干或吹干，最后用真空封装装置将硝酸纤维膜封装于真空、无菌袋中[37-38]。

      目前，关于尿液样本的质控鲜有报道。2003年Verkooyen等[39]发表了关于尿液中衣原体质控的对比研究报道，表明尿液样本在进入自动化系统之前的手工预处理步骤次数及样本处理的难易程度是影响尿液样本质量的主要因素。近年，又有学者通过使用靶向质谱分析技术对不同储存条件下分别放置0、2、8、24 h后的尿液样本中目标代谢物进行测定，发现与立刻储存在-80 ℃(生物样本库标准)条件下相比，样本先储存在-20 ℃(冷藏库)，4 ℃(冰箱)，9 ℃(冷藏包)和20 ℃(室温)下8 h以上，会有不同种类的氨基酸(精氨酸、甲硫氨酸、丝氨酸、缬氨酸、亮氨酸及异亮氨酸等)浓度受到影响，冻融2次以上也会对尿液中代谢物的浓度产生影响，因此应避免在冷藏包或室温下运输或储存尿液样本>8 h以及多次冻融[35]。也有文献报道了尿液质控相关的标记物，如尿液中肿瘤坏死因子-α水平可反映样本处理前的延迟时间，多巴胺及肾上腺素水平可反映样本的储存条件，α-1-抗胰蛋白酶水平可反映样本的冻融次数[29]。然而，关于尿液质控尚未形成完善的标准和操作流程。

      2.3 组织样本的质控：生物样本库的组织多数是通过超声或CT引导下穿刺、内镜下活检以及手术切除得到的，按其来源又可分为肾组织、肝组织、肺组织、结直肠组织、淋巴组织、皮肤等，这其中多数又为肿瘤组织。组织样本是人类直接研究疾病发生、发展机制的重要资源，获取高质量的组织样本是保证和提高研究水平的重要途径和手段[40]。因此，对组织样本进行科学管理和质量控制至关重要。多数学者推荐组织离体后尽快(30 min内)在液氮中速冻，然后转移至-80 ℃冰箱或液氮罐中保存[41-42]，可避免DNA、RNA及蛋白质的降解。如果后续研究涉及RNA分析，也可采用将离体组织迅速浸入RNA保护液中，然后放入超低温冰箱长期保存。Sandusky等[43]报道以及国际肿瘤基因组协会制定的肿瘤组织样本质量标准，可通过HE染色，对肿瘤组织进行形态学评估，其肿瘤部分>80%为合格样本，若其中肿瘤成分>75% 则认为质量良好，如<65%则为不合格样本应予以剔除。从分子水平来说，组织样本还需对其DNA、RNA及蛋白质进行质控。与血液标本中DNA类似，组织标本中的DNA也相对稳定，而离体后组织中的RNA和蛋白质随时间则易发生降解，因此需定期对其进行抽提、质控，具体质控方法参照血液标本。对于手术切除的组织，有专门留取一小块组织用于核酸质控，但一定要临近保存组织。

      组织样本存储过程中RNA易发生降解是组织样本保存过程中面临的主要问题[44-45]。此外，样本体外缺血时间、离体后样本转移条件、存储时间均会对RNA的质量产生影响。最近有学者通过对100例肾癌组织进行研究，结果表明多数(82%)肾癌组织的RNA在-80 ℃条件下30个月以内不会发生降解，而在室温下1 h以内即可观察到RNA降解。该研究还发现B细胞淋巴瘤-2(BCL2)相关联的凋亡抑制基因在室温下其表达即可发生变化，BCL2则稳定表达，而表皮生长因子受体基因和金属蛋白酶-9基因表达不被缺血时间和储存条件所影响，因此研究者可根据具体的研究目的来选择含有合格目的RNA的组织样本[46]。

      3 临床数据质控和质控报告：样本库中的样本不仅包含生物学数据，还包含临床数据，真实、完整及可溯源的高质量临床数据对临床研究结果的准确性和可靠性起着至关重要的作用。可通过对临床数据进行录入、核查的质控来提高临床数据的真实性、完整性、一致性和实时性。录入可通过对相关数据进行抽查，了解其是否及时、准确、完整的记录。核查主要针对数据缺失、冗余、正常值范围、逻辑一致性及临床意义判定等[47]。核查工作建议由样本库专职人员进行。

      在对样本库进行质控后还应及时形成相应的质控报告，便于样本库进一步改进样本采集、运输、处理、储存及信息管理等环节，提出改进措施，从而优化样本库的整个流程。如从护士采集的生物样本是否符合要求、样本离体后运输转移条件如何、样本离体后至入库的时间是否在规定范围内，从技术员是否按照标准操作流程、处理样本环境和储存样本的耗材是否符合要求等方面形成样本采集处理的质控评估报告；从样本信息是否正确、样本的临床病理、治疗、随访、知情同意等资料是否齐全、记录表格文件是否填写完整、记录样本相关变量信息是否填写完整等方面来形成样本信息质控评估报告；从样本中提取的核酸浓度、纯度及完整性，组织样本切片与病理诊断信息的符合程度等方面来形成样本生物学质控评估报告[48]。如果聘请第三方质控，也须提供第三方质控报告。质控报告应尽快形成，及时反馈给相关人员，必要时召开质控会议，针对质量问题提出整改措施。国际和国内大型样本库通常会成立质控组，制定质控计划，包括质控内容、质控周期、质控报告发放、质控会议安排等。这非常有利于样本库的质量保证。

      此外，研究者申请使用样本时，在研究前通常需进行质控，相关研究数据分析后也会发现数据与生物样本库的质量有关，这些质控结果也应反馈给样本库。

      4 样本库管理系统在样本库质控中的作用：随着信息化系统的不断进步和完善，样本库管理系统的功能也在不断扩展。其在样本库质控中逐渐发挥着重要作用，其功能包括但不限于查阅追踪捐赠者的知情同意；记录样本的采集、处理和入库时间，冰箱和环境的实时温度，样本出库和冻融次数；质控清单、质控报告和质控计划安排等[49]。此外，样本库设备运行情况、耗材厂家信息和出入库等均可融入管理系统中，便于样本库管理者对所有质控的环节进行系统审查。

      5 结 语：影响样本库样本质量的因素是多方面的，包括样本采集的标准化操作、离体时间、样本的存储条件、样本的分装处理及入库出库流程，信息采集等多个方面。样本库质控需要大量的人力、物力支持，但这样的投入是必要的，是保证研究结果精准的前提。随着生物样本库国际标准制定和国内生物样本标准化技术委员会相关生物样本标准的出台，规范化、标准化的质量控制体系必将完善，从而保证高质量的样本真正实现其科学价值。