德國先天性心臟病研究領域的長期、可持續(xù)發(fā)展的生物樣本庫

1、德國先天性心臟病研究領域的長期、可持續(xù)發(fā)展的生 物樣本庫Coded cryotu bes withUssue -sanplePta-sticTubeHZxries as 1 D-bairodesdifferent! y 口olwed 0PI nsertsacqudEiiliori fcimihagfor s ut>&eqLieri£ d atabase sntry"fiime grf 也口觸Time （min Uta*，bweenCokwtJ d Qt-an-Byi wrrarispfliridrig府movMrernoval arxl （ralnn star

2、tto the nMcap mwda摘要：先天性心臟?。–HD）是最常見的出生缺陷（占活產比例的0.8% -1% ）。由于產前和產后早期診斷以及治療的進步，目前超過90%的患者存活到成年。然 而，一些中長期的發(fā)病率是這些患者的主要隨訪部分。由于先天性心臟病表型的 稀有性和異質性，基于多中心的注冊研究是必需的。先天性心臟病生物樣本庫成 立于2009年，目的是收集病人和他們的父母（三人組）或受影響家人的DNA,以及接受心臟矯正手術的心血管畸形患者的心血管組織。臨床/表型數據與國際兒科先天性心臟病代碼（IPCCC）及與疾病和相關健康問題的國際統(tǒng)計分類第 10版（ICD-10）相匹配。DNA收集目前來

3、自于4200名有各種表型的先天性心 臟病患者。這些樣本包含了 430個三人組和120名至少有一個人受到影響的家 庭成員。收集的心臟組織包括來自于 556名開心手術病人的1143份組織樣本。 CHD生物樣本庫在數據保密性高標準、信息管理及樣本物流方面提供了先天性 心臟病研究領域的前面和廣泛的基礎。關鍵詞：先天性心臟?。欢嘀行难芯?；生物資源庫；遺傳研究；DNA前言：先天性心臟?。–HD）是最常見的新生兒先天性器官畸形。先天性心臟病 的患病率是穩(wěn)定的，范圍是8-10/1000。由于產前及產后早期診斷的快速改善， 以及介入、手術、術后治療的快速發(fā)展，先天性心臟病患者的生存率在過去二十 年里有了顯著的提

4、高。然而，中度和重度先天性心臟缺陷的患者，可能無法實現解剖校正。心內及心外解剖和功能殘余的缺陷導致了中期和長期的發(fā)病率仍充滿 挑戰(zhàn)并使這些患者的長期生存和生活質量受限。先天性心臟病的病因很復雜，在很大程度上仍然是未知數，與遺傳和環(huán)境因 素有關。隨著成年人先天性心臟病患者越來越多，復發(fā)風險和認識病因的信息將變得越來越重要。盡管二代測序（NGS）等新遺傳技術被引進，引起先天性心 臟病發(fā)生的分子和遺傳機制尚未闡明清楚，鑒定特別的缺陷仍然是一種挑戰(zhàn)。止匕外，與缺血性心力衰竭領域的密集研究及其成人患者治療和預防方法的發(fā) 展相比，治療和預防先天性心臟病心力衰竭患者的策略并沒有充分建立。使用心肺分流術（CP

5、B）進行矯正手術后的新生兒心肌發(fā)生心力衰竭，以及殘余壓力和容量超負荷的分子機制，尚未明確。先天性疾病的罕見性及其形態(tài)表型和形態(tài)學表現的多樣性決定了研究分子 機制和遺傳起源以及預防和治療的困難性。因此，與大齡人群相比，新生兒高死 亡率仍與先天性心臟病及其矯正手術相關。盡管新生兒心肌可能仍有保護性重塑能力如干細胞和肌細胞的增殖，在手術操作和使用心肺分流術進行體外循環(huán)的新生兒由于心肌缺血和其它危險因素可 能出現重大風險，導致心臟手術后心肌功能障礙。另一方面，胎兒心臟的細胞增 殖和干細胞的存在等殘差自適應機制被認為是對抗壓力和缺血性損傷的適應能 力。先天性心臟病患者從胎兒到新生兒生命轉換重構過程的相關

6、資料非常稀缺， 我們應當在標準化收集心肌組織生物樣本庫的基礎上進行數據評估。因此，未來建立一個全國范圍的研究平臺來克服這些最常見的先天性器官畸 形的挑戰(zhàn)是急需的。止匕外，廣泛的研究合作不應局限于全國性的研究團隊，也應擴展到其他國家，在國際平臺上進行研究，這已被過去五年的網絡所證明（見下 面合作項目和合作伙伴機構”部分）。網絡和生物樣本庫的基礎設施CHD生物樣本庫是先天性心臟病德國注冊中心不可分割的一部分（/en/research/register-biobank , hereafter NRCHD ）,是德國先天性心臟病 網絡的核心設施（/en/home , hereafter CNCHD ）

7、。這兩個機構的實體都是非營 利組織且互相獨立運作，因此保證了病人數據和研究的可持續(xù)發(fā)展和長期的分離， 一方進行數據管理和存儲，另一方進行研究活動。中央辦公室，網絡管理辦公室（NMO）對這兩個實體進行管理和協(xié)調。NMO負責病人登記、管理和知情同意 管理。它還負責樣本收集、驗證臨床/表型數據、研究/學習管理，以及網絡通信 和數據庫系統(tǒng)的操作。整個網絡由指導委員會領導，包括來自于NRCHD和CNCHD雙方的董事會成員。CHD生物樣本庫基礎設施的一個重要元素是與柏 林查利特生物樣本庫中心（ZeBanC te.de ）合作，該中心對血液和唾液樣本進 行中心處理并儲存DNA。雖然許多醫(yī)療中心和機構參與了

8、CNCHD的各種研究，CHD生物樣本庫項 目由八個機構維護：基爾、埃朗根、弗萊堡和洪堡大學醫(yī)院的兒科心臟病學部和 /或心外科，萊比錫大學心臟中心，北威州（巴特恩豪森）心臟和糖尿病中心， 德國慕尼黑心臟中心和德國柏林心臟研究所。 進一步計劃納入更多醫(yī)院?；诤?作協(xié)議，所有工作流程的實施都需要參與，并且參與機構需確認接受CHD生物樣本庫的政策和標準操作程序（SOPs）。研究人群CHD生物樣本庫從診斷為先天性心臟缺陷的患者身上收集生物材料?；颊?的父母（三人組）和親戚（有先心病家族史）也系統(tǒng)地包括在內供參考分析。 法律框架-倫理與數據隱私在病人知情同意的基礎上，通過德國的八個倫理委員會和數據隱私（

9、柏林官 方數據保護和信息自由注冊號：531.390）的批準，NRCHD有以下合法授權：（i）在任何時間都可以從所有年齡組接收和存儲醫(yī)療數據及樣本，（ii）要求主 治醫(yī)師持續(xù)更新最新醫(yī)學報告，（iii）對注冊的參與者進行隨訪，（iv）有權收 集樣本并使用數據，（v）在國際合作范圍內將數據和樣本提供給感興趣的科學 家和研究機構進行進一步研究。個人資料保護病人原始代碼（化名）都保存在一個獨立的數據庫（PID生產器，詳見下文） 來防止未經授權的訪問重新識別信息。所有樣本被標記為一個二級代碼，僅限于 內部使用，也就是說在合作的實驗室設施內進行處理和保存，但那里的工作人員無法獲得樣本捐贈者的身份信息或他們

10、的健康狀況。當樣本或等分試樣釋放進入 研究設施，就會產生三級代碼，以阻止患者身份的重新識別。數據的使用研究機構數據的使用必須服從 CNCHD的政策和材料轉讓協(xié)定（MTA）, 即保證數據的接受者根據法律法規(guī)的規(guī)定和適用法律來處理數據，例如，防止第三方訪問或使用樣本及數據?；颊叩淖晕覜Q定權樣本的存儲一般時間不確定，然而研究目的明確。為了給病人機會獲得先天 性心臟病生物樣本庫研究活動的持續(xù)更新 （如果需要的話病人可退出），NRCHD 已經建設了一個基于網絡的病人信息平臺（）。樣本捐贈者可以隨時反對CHD生物樣本庫存儲和使用他們的數據/樣本。捐贈者可以在匿名和對數據/樣本進行 刪除/銷毀之間進行選擇。

11、數據庫系統(tǒng)和ID管理與NRCHD的整體概念相一致，CHD生物樣本庫應用一個中心ID管理病人 和樣本。病人的代碼是由一個所謂的 PID生產器產生的，它是一個軟件程序， 在患者的個人身份信息的基礎上創(chuàng)造一個 8位數字或包含字母及數字的化名。后 者又分為硬和軟的標準語音算法，從而保證在化名的基礎上病人的數據無歧義性。 PID生產器允許醫(yī)院獨立分配患者，有利于多中心和縱向調查。NRCHD使用Oracle 10g三層服務器體系結構來進行樣本和臨床數據的采 集，這是一個定制版本的ixserv4 （ixmid技術股份有限公司，），作為應用層和 Tomcat網絡服務器表示層。生物材料數據庫包括有明確形式結構的

12、前端網絡， 能夠采集樣本的相關數據（接收、處理、質量、傳播、追蹤等），且有利于從不 同地點收集與管理樣本。樣本ID管理使用統(tǒng)一的條碼標簽系統(tǒng)，包括有獨一的 字母及數字代碼的樣本容器條形碼。臨床數據每個參與者的臨床數據都通過治療醫(yī)生或患者本身提供的醫(yī)療報告（醫(yī)療記錄）獲得。標準化的數據應當從每個病人一登記就開始記錄。記錄的數據包括：（1）個人資料：姓氏，出生姓氏，名字，出生日期，性別，地址和聯(lián)系方式， 家庭成員和關系（收養(yǎng)家庭），出生地點包括聯(lián)邦州，焙姻狀況及國籍（2）臨床/表型數據：出生時的母親年齡、胎齡、多胎妊娠、出生體重，先天性心臟病 的產前診斷，所有先天性和后天的心血管疾病的診斷、治療，

13、其他疾病。為了保 證數據驗證和研究的精確性，有必要知道進一步的醫(yī)療檢查結果，例如，從其治 療醫(yī)生那獲得進一步的磁共振成像 （MRI） /超聲心動圖的數據分析結果。止匕外， 需定期獲得醫(yī)療報告從而持續(xù)更新/完善醫(yī)療數據庫。醫(yī)療數據根據如下情況進行編碼：（i）疾病和相關健康問題的國際統(tǒng)計分 類第十版（ICD-10）及（ii）國際兒科和先天性心臟病代碼（IPCCC）對兒科和 先天性心臟病包括了 206種不同的主要診斷為先心病，以便覆蓋各種不同表型 和條件。樣品的收集、處理和儲存的程序CHD生物樣本庫收集EDTA血（根據供體年齡決定Sarstedt S-Monovette K3E 2.7 / 4.9Z

14、9.0 毫升）和唾液樣本（DNAGenotek/Oragene OG-500 和 OG-575 ） 用于提取DNA ,以及心肌組織樣本（SNAP液態(tài)氮冷凍）。樣本質量管理所有的工作流程都被定義在SOPs里并隨著技術發(fā)展不斷的進行修改和調 整。SOPs符合國際社會對生物和環(huán)境資料庫（ISBER）的推薦（）。編者按：本文從基礎設施，數據管理，倫理規(guī)范等多方面詳細介紹了德國CHD生物樣本庫。CHD生物樣本庫在數據保密性高標準、信息管理及樣本物流方面 提供了先天性心臟病研究領域的前面和廣泛的基礎。未來建立專門的生物樣本庫 來克服最常見的先天性器官畸形的挑戰(zhàn)是急需的。止匕外，廣泛的研究合作不應局限于國內的研究團隊，也應擴展到其他國家，在國際平臺上進行研究。作者：Pickardt T, et al. National Register for Con