中南大学生物安全中心分布式人类遗传资源库建设与应用示范

通过家系分析、染色体分型、基因测序等技术完成7个致病原因未明的家系进行验证分析，为优生优育提供技 术支撑
Ma et al. 2012. PLOS Genetics Luo et al. 2015. Genetics
HM Xiao,2014.New England Journal of Medicine
通过二代测序，RNA-seq等筛选不同分子亚型胶质瘤、乳腺癌、肺癌、卵巢癌早期诊断的关键指标，通过 至少500例样本进行多中心验证，实现临床应用转化。
Xu C, et al. Cancer Res, 2013
Xu C, et al. Cancer Res, 2013; Xiang T, et al. Oncogene, 2013; Ma L, FEBS J, 2013; Shan JJ, Hepatology, 2012
2.人类遗传资源是揭示重大疾病发病机制的核心素材
遗传家系是遗传病研究的强大基础 人群遗传资源是复杂疾病研究的关键条件
Guo et al. 2014.
3.人类遗传资源是重大新药创制的蓝图 高度近视家系
I. I. Gottesman, 2001. 精神分裂症的遗传特点
遗传变异和疾病的关系是新药创制的信息源头 遗传的异质性是精准医疗的核心挑战
二、研究内容：5.人类疾病遗传资源的挖掘，分析与应用示范
研究现有遗传资源的整合、标准化入库流程、技术规范和质量控制体系、信息挖掘和利用的优化模型
SOP操作规程
CAP质控
在线应用与示范
建立从疾病类型－家系－DNA－细胞系－核型－连锁分析数据－全基因组测序数据－致病基因功能－临床 应用为主线的遗传资源信息的收集和分析链条，制定相关标准与规范、承担中心样本库建设任务、支持备 份库建设。
Web与移动版测试
信息录入
运行维护
用户反馈
实现人类遗传资源库与医疗大数据系统的对接和信息资源共享
建成1个存储能力达500万份的中心库（长沙）、1个存储能力达100 万份的干细胞库 ；支持备份库建设。
二、研究内容：4.海量人类遗传资源信息表述、索引、存储、集成与可视化关键技术体系研发
研究临床样本资源的信息管理方式，信息的描述和可视化工具的应用。
所属专项 生物安全关键技术研发
项目类型 典型应用示范
指南方向 人类遗传资源库建设 项目名称 分布式人类遗传资源库建设与应用示范
一、立项背景：人类遗传资源是国家重大战略资源
1.人类遗传资源是人口与健康事业发展的重要资源保障
揭示重大疾病的发病机制 发现重大新药创制的关键靶点 探索疾病诊断和治疗的新途径
三、研究内容的创新性

提出了建立基于互联网+思路的分布式

人类遗传资源信息平台，为大规模、难集中人
类遗传资源的获取提供快捷、规范的技术支持；
物理场所分布式管理，移动终端灵活服务。
提出了集成标准化的手术室、检验科、病 理科样本采集功能模块的理念，确保操作 者易掌握，投资规模小、易复制，易推广。
选择以临床麻醉医生为主体的手术弃置遗 传资源的采集工作，避免了因病理检验采 取的标本固定环节，确保遗传资源不受破 坏。同时发挥了麻醉医生活动范围较大、 接触标本种类多、数量多的优势。
二、研究内容：2.临床弃置遗传资源回收入库规范流程及质量控制体系研究
建立手术弃置标本、检验弃置标本的标准化入库流程、技术规范和质量控制体系，实现遗传资源回收的规
范化
SOP操作规程
CAP质控
认可体系
合规许可
建立标准化的手术标本、检验标本采集功能模块；建立目标疾病的卫星样本库、支持备份库和中心库实现 项目组内资源信息共享
A. Roses, 2004
www.pharmainfo.net
一、立项背景：国外人类遗传资源库建设进展
一、立项背景： 我国人类遗传资源库建设现状与问题
特点
瓶颈
存在问题
Biblioteka Baidu
发展 趋势
互联网+技术带动人类遗传资源库建设 国际标准规范直接引入人类遗传资源库建设 创新人类遗传库建设管理机制和共享模式
一、立项背景：研究思路
二、研究内容：1. 临床病理诊断用遗传资源入库标准与质量控制体系研究
研究病理标本标准化入库流程、技术规范和质量控制体系研究，并实现项目组内资源信息共享。
SOP操作规程
CAP质控
认可体系
合规许可
建立标准化病理标本采集功能模块；以胶质瘤、乳腺癌、肺癌、卵巢癌等为主体建立卫星样本库、支持备 份库和中心库建设
针对不同分子亚型肝癌、胰腺癌、孤独症、垂体瘤、老年术后认知功能障碍等疾病开展前沿研究
Huang C, et al. J Clin Invest., 2012
Tong JB , et al. EMBO J., 2013
二、研究内容：3.分布式人类遗传资源库共享信息平台研发
研究开发分布式（云）信息平台与移动终端产品，测试与运行示范；载入各组研究制定并论证后的标准规 范、工具软件，在信息平台内实现“一键弹出”操作指引
优 势
疾病队列
健康人群队列
劣 临床剩余样本大量弃置
势
资源流失和浪费
分散
原
因
缺标准
提 升
国内标准
结合科研导向的样本采集
国际标准
改 进
结合科研导向的样本采集
高质量样本 高质量数据 样本流动与共享机制 国际标准体系 第三方监督体系
中心库、卫星库
实 现
基础研究和产业化水平国际公认
备份库
覆盖四省市的中心库 依托法人单位的、疾病特色的卫星库 资源共享和风险贮备的备份库
信息结构化
信息的描述
可视化应用
建立临床样本资源描述框架，并在此基础上建立健康/队列人群与目标疾病临床样本/数据的元数据体系；
根据元数据体系，结合文献资料和专家知识，分别编制本项目重点关注疾病的临床样本/收集指南，并在项目进程中进行试 用,利用可视化工具，使之能读取元数据体系定义的样本数据结构，从整体上揭示我国临床样本资源的拥有量、疾病分布、区 域分布和质量、数据完整状况等。
国家重大研发计划申请汇报 分布式人类遗传资源库建设与应用示范
项目负责人: 依托单位: 合作单位:
2016.5.24
汇报内容
一、立项背景和研究内容 二、项目目标、技术路线和考核指标 三、任务分解和进度安排 四、研发团队、工作基础 五、预期成果和风险分析 六、经费需求
一、立项背景：项目紧扣国家在人类遗传资源库建设领域的需求