張江李冰路上有一家特殊銀行——存的不是錢，而是人體的組織、細(xì)胞、血液及腸道微生物菌群等。在日前舉行的“2021上海‘芯’醫(yī)學(xué)高峰論壇”上，張江生物銀行宣布完成二期“擴(kuò)建”，存儲(chǔ)能力從原來的300萬份擴(kuò)展到1500萬份。

作為張江科學(xué)城首批開建的重要基礎(chǔ)設(shè)施工程，“擴(kuò)建”后的張江生物銀行將使上海成為全國乃至全球重要的生物樣本資源儲(chǔ)存中心，為上海打造生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)高地，加快研發(fā)轉(zhuǎn)化布局，實(shí)現(xiàn)從“樣品”到“產(chǎn)品”的轉(zhuǎn)化提供重要的樣本支撐。

樣本是整個(gè)生物醫(yī)藥研究的基石與關(guān)鍵環(huán)節(jié)，有了它，診斷標(biāo)志物、藥物靶點(diǎn)開發(fā)等才能成為“有源之水”。走進(jìn)張江生物銀行，可以看到數(shù)臺(tái)可保持-80℃的巨型冰柜，血清、血漿、血細(xì)胞和DNA核酸等樣品大多存儲(chǔ)于此。在低溫中處于“冬眠”狀態(tài)的樣品一旦被“喚醒”，將在實(shí)驗(yàn)室中被物盡其用。

2017年10月，上海張江生物銀行啟動(dòng)一期工程，該樣本庫對(duì)標(biāo)國際一流生物銀行，一經(jīng)建成就成為大型醫(yī)院、大學(xué)與醫(yī)學(xué)院的重要樣本保存庫和備份庫，以及醫(yī)藥研發(fā)企業(yè)樣本的儲(chǔ)存中心。隨著高通量基因組學(xué)、轉(zhuǎn)錄組學(xué)、蛋白組學(xué)的發(fā)展，用戶對(duì)生物樣本的數(shù)量和質(zhì)量提出了更高要求。

上海張江生物銀行二期占地面積超2500平方米，設(shè)計(jì)存儲(chǔ)能力超1500萬份樣本。在原有生物銀行的基礎(chǔ)上，新建了“重大疾病生物樣本資源中心”與“生物樣本虛擬信息中心”。張江生物銀行二期采用國際一流的軟硬件與管理標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)了智能化、信息化、自動(dòng)化的運(yùn)營體系，儲(chǔ)存與服務(wù)能力均有大幅提升。

“上海張江生物銀行領(lǐng)跑我國集約化生物樣本資源庫新模式。”中國工程院院士王紅陽說。

如果你認(rèn)為生物銀行只是簡單冰凍生物樣本，那就錯(cuò)了。在這里，數(shù)字化手段被充分應(yīng)用于從存儲(chǔ)到研究的各個(gè)環(huán)節(jié)。

以存儲(chǔ)一塊腫瘤細(xì)胞樣本為例，工作人員需要把采集下的病變組織“印”在郵票大小的玻璃上，經(jīng)染色處理做成組織芯片，再通過專業(yè)數(shù)字化病理系統(tǒng)掃描錄入電腦。一塊芯片上集納了細(xì)胞形狀、結(jié)構(gòu)、大小、來源，乃至患者家族史、生活習(xí)慣、臨床資料等海量數(shù)據(jù)，用這樣的數(shù)字樣本做研究，可提速百倍。

中國工程院院士楊勝利表示，21世紀(jì)的醫(yī)學(xué)研究應(yīng)該從以疾病為主轉(zhuǎn)向以健康為主。人體健康是一個(gè)系統(tǒng)工程，以數(shù)字生物學(xué)為目標(biāo)，建立數(shù)字人模型將為這一“轉(zhuǎn)向”提供重要路徑。建立數(shù)字人模型，首先要建立數(shù)字器官。楊勝利透露，上海生物芯片有限公司已開始研究器官芯片，將肝、腎、心、肺、腸道等器官分別放在一個(gè)指甲蓋大小的芯片上。傳統(tǒng)組織樣本只能提供分析，在器官芯片上則可進(jìn)行動(dòng)態(tài)實(shí)驗(yàn)，在分子層面實(shí)現(xiàn)蛋白組學(xué)、蛋白定位、細(xì)胞生理學(xué)研究。

衡量一個(gè)生物樣本庫的好壞，除了看存儲(chǔ)量，專家們更看重樣本產(chǎn)出的“科研利息”。“轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)是連接臨床醫(yī)學(xué)和基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)的紐帶，轉(zhuǎn)化是生物樣本庫建設(shè)的靈魂。”中國科學(xué)院院士、復(fù)旦大學(xué)附屬中山醫(yī)院院長樊嘉說。

提高轉(zhuǎn)化率，跑出“加速度”，關(guān)鍵要解決生物樣本庫的信息標(biāo)準(zhǔn)化和共享問題。據(jù)透露，此次新建成的“重大疾病生物樣本資源中心”與“生物樣本虛擬信息中心”是上海構(gòu)建的自動(dòng)化、集約化第三方生物樣本資源存儲(chǔ)中心，將在生物數(shù)字建設(shè)、信息共享上展開探索。隨著二期工程的建成投用，上海張江生物銀行將成為我國生物樣本資源庫聯(lián)盟、網(wǎng)絡(luò)與信息中心之一，進(jìn)一步促進(jìn)生物樣本科學(xué)領(lǐng)域的研究、交流與合作。