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ppt课件.ppt

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1、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,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,所属专项,人类遗传资源库建设,生物安全关键技术研发,项目类型,指南方向,典型应用示范,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,分布式人类遗传资源库建设与应用示范,项目名称,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,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

2、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. 高度近视家系,I. I. Gottesman, 2001. 精神分裂症的遗传特点,3.人类遗传资源是重大新药创制的蓝图,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,A. Roses, 2004,一、立项背景：人类遗传资源是国家重大战略资源,投资巨大，科学体系已经建立，但大部分样本库不能全面共享,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,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

3、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,发展趋势,一、立项背景：研究思路,疾病队列,健康人群队列,优势,劣势,临床剩余样本大量弃置,原因,分散,缺标准,提升,国内标准,国际标准,高质量样本,高质量数据,国际标准体系,样本流动与共享机制,第三方监督体系,中心库、卫星库,备份库,资源流失和浪费,结合科研导向的样本采集,结合科研导向的样本采集,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,改进,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。,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

4、星样本库、支持备份库和中心库建设,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; Xiang T, et al. Oncogene, 2013; Ma L, FEBS J, 2013; Shan JJ, Hepatology, 2012,Xu C, et al. Cancer Res, 2013,SOP操作规程,CAP质控,认可体系,合规许可,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,建立手术弃置标本、检

5、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,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,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,SOP操作规程,CAP质控,认可体系,合规许可,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,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

6、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,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,Web与移动版测试,信息录入,运行维护,用户反馈,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：3.分布式人类遗传资源库共享信息平台研发,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。,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

7、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。,信息结构化,信息的描述,可视化应用,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,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。,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

8、未明的家系进行验证分析，为优生优育提供技术支撑,SOP操作规程,CAP质控,在线应用与示范,HM Xiao,2014.New England Journal of Medicine,二、研究内容：5.人类疾病遗传资源的挖掘，分析与应用示范,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

9、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。,提出了利用样本所携带的非医学生物学信息为主体，研发样本信息描述框架、元数据体系的思路；实现样本信息表述与索引工具的创新与集成，又不触及样本隐私。,三、研究内容的创新性,提出了项目参与单位在样本库建设过程中按30%的比例进行样本实物的流动共享与备份，确保任何安全事故状态下遗传资源的安全性。,汇报内容,一、立项依据和研究内容二、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、研究工作基础和条件五、预期成果和风险分析六、经费需求,研究目标：,1、建立符合国际认证水准的标准规范和质量体系（统一标准）资源

10、库建设标准规范与质量控制“端口前移”（从“入库前”质控前移至“采集前” ），并严格按照相关国际标准论证、评估、验收与实施，提升我国人类遗传资源研究成果在国际上的影响力；,病理样本采集标准功能模块,互联网+信息共享平台,“一键弹出”功能实现操作指导,“端口前移”的质控体系，重在两端,2、基于互联网+技术的分布式信息平台（统一流程）互联网+技术、大数据技术全链条渗入、全流程跟踪； 利用网络功能确保操作者在样本库建设的任何节点均可无障碍获得简易入口和“一键弹出”操作指引。3、集成标准化样本采集功能模块（样本“同质性”）以手术室、病理科、检验科为依托，集成建立方便快捷的样本采集功能模块，低成本、一体化

11、，易复制、易推广。,一、研究目标与考核指标,1.发布各类标准与规范,病理诊断用遗传资源入库标准病理诊断用遗传资源质量控制体系临床弃置遗传资源生物样本库的回收入库流程临床弃置遗传资源生物样本库的质量控制体系人类干细胞遗传资源入库标准鼻咽癌等恶性肿瘤遗传资源质量控制体系 ,临床样本资源描述框架临床样本信息元数据体系1.0版 Web端研发1.0版原型产品发布与在线示范 Android版与IOS版手机终端1.0版产品发布及应用示范,一、研究目标与考核指标,考核指标与考核方式,考核方式： 文本提交；第三方评估审核；国际、国内专业机构认证；云平台成功载入并实现“一键弹出”操作指引。 实地考察、在线演示，第

12、三方评估验收,2.发表论文、申报专利和成果样本库建设相关SCI论文510篇，利用人类遗传资源发表高水平研究论文20-30篇，其中IF5论文1015篇申报国家发明专利3项、形成专著1部 形成挖掘家系遗传疾病资源的标准技术模型1套形成软件著作权2项、形成各类产品：4项3.建成1个中心库，7个具有主题病种的卫星库、1个备份库,一、研究目标与考核指标,现场考核、第三方评估,载入,样本采集功能模块“采集点”,质控管理“端口前移”,手术室,病理科,检验科,多位点采样具有同质性“一键弹出”操作指引,标准规范、质量控制体系,分布式信息平台/移动终端,常规样本就近规范入库,重大疾病诊疗新途径研究,遗传资源信息的

13、表述与索引工具软件,遗传资源生物信息挖掘工具软件,载入,医疗大数据系统融通,标本信息入库规范流程,二、技术路线,盘活现有样本资源、规范入库盘活现有保存设施资源、场地资源从样本供给侧开始质控，低成本启动样本库建设确保新入库每一份样本均符合质量规范建立互利共享机制保障建库贡献者的权益,汇报内容,一、立项依据和研究内容二、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、研究工作基础和条件五、预期成果和风险分析六、经费需求,建标准、规范质量控制体系,建标准化样本采集功能模块,研发海量遗传资源信息表述、索引工具软件,研发遗传资源生物信息挖掘、分析工具软件,建中心库、备份库、卫星库,建中心

14、库、备份库、卫星库,一、任务分解及各课题之间的关系,二、进度安排,课题一,课题二,课题三,课题四,课题五,汇报内容,一、立项依据和研究内容二、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、研究工作基础和条件五、预期成果和风险分析六、经费需求,一、申报单位和参与单位研究条件,医学遗传学国家重点实验室 人类干细胞国家工程研究中心病理学与病理生理学国家重点学科遗传学国家重点学科,遗传工程国家重点实验室医学神经生物学国家重点实验室,上海医药临床研究中心中南大学信息安全与大数据研究平台生物医学研究院“985工程”科技创新平台（复旦大学）,战创伤防治协同创新中心平台新测序和基因芯片技术遗

15、传病分子诊断平台中国人群遗传相关疾病资源库及共享信息平台,相关平台,创伤、烧伤与复合伤国家重点实验室国家免疫生物制品工程技术研究中心,器官衰竭防治国家重点实验室国家慢性肾病临床医学研究中心病理学与病理生理学国家重点（培育）学科,依托5个国家级重点实验室、2个国家工程中心及1个临床研究中心10余个国家重点学科和临床重点专科；主持完成相关国家科技支撑计划、973项目、863项目、NSFC重点等项目47项。体现优势互补。,项目负责人（课题三组长）：黄菊芳,二、研究队伍整体情况,中南大学基础医学院人体解剖学与神经生物学系研究员博士生导师湖南省解剖学会理事长湖南省马王堆古尸与文物研究保护中心副主任湖南省

16、医疗大数据协同创新中心“生物样本数据采集与共享”独立PI中南大学医疗大数据创新驱动计划“生物样本资源库建设”方向负责人主要从事神经损伤与修复机制研究及生物类文物保存技术研究等。 具有较强的技术集成与技术创新能力，在国家科技支撑计划项目资助下，研制了与马王堆古尸保存技术相关规范3项，形成了1套保存效果评估与监测规范（草案）及环境建设与改良优化方案，试制了1套有自主知识产权的模拟动态保存与监测装置，研究成果已在国家重点文物保存单位直接应用示范。前期技术研发已获教育部科技进步一等奖1项。 近五年主持国家级项目3项，申请各类专利8项，发表论文51篇，其中利用人类遗传资源开展的研究成果发表在Scient

17、ific Reports，Human Immunology，BMC Immunology等学术期刊。,本项目研究队伍共50人，其中正高职称21人、副高职称11人、中级职称18人；80后7人、70后27人、平均年龄43岁,课题一组长： 张厦,主要从事炎症与肿瘤免疫病理学研究。曾获加拿大帕克戴维斯脂蛋白研究青年科学家奖和美国NIH技术转化奖。共发表论文和编著逾80篇，其中（共同）第一/资深/（共同）通讯作者文章达20篇。总共累计SCI他引次数达3000次，个人SCI的H指数为25，并获美国和加拿大专利各一项。曾经三次参加编写Current Protocols in Immunology。至今兼任国

18、际SCI杂志International Immunopharmacology编委。,第三军医大学教授重庆市百名海外高层次人才集聚计划重庆市特聘专家,课题二组长：王英伟 复旦大学附属华山医院麻醉科主任医师复旦大学关键岗位教授、博士生导师教育部“新世纪优秀人才”上海市科技“启明星”“优秀学术带头人”“曙光学者”“优秀学科带头人”,医学博士、教授、博士生导师，复旦大学附属华山医院麻醉科主任。主要从事全麻与疼痛机制的基础与临床研究。任中华医学会麻醉学分会青年委员会副主任委员、全国神经外科麻醉学组副组长、基础与临床研究学组秘书、中国医师协会麻醉医师分会常务委员、中国高等教育学会麻醉学教育研究会常务理事。

19、以通讯作者发表SCI论著20余篇，包括神经科学权威杂志Journal of Neuroscience、麻醉学最高杂志Anesthesiology。获得国家发明专利2项，主编专著1部、副主编专著2部。作为项目负责人获得国家863重点攻关课题1项、国家自然科学基金4项、省部级课题6项。,曾任中国科学院上海细胞生物学所副所长和中国科学院上海生命科学研究院副院长；长期从事生命科学和药物临床研究等领域的研究和管理工作，在国内外刊物上发表论文40余篇，主编、副主编和参编专著10余部；近五年主持和作为子课题负责人承担国家科技部“重大新药创制”科技重大专项、国家发改委、国家卫生部、上海市发改委和上海市科委重点

20、课题10余项；获得专利、商标及软件著作权30余项；于2016年4月荣获美国国际生物和环境样本库协会（ISBER）2016年生物样本库杰出贡献奖。,课题四组长: 甘荣兴 上海医药临床研究中心主任、上海生物样本库工程技术研究中心主任、中国科学院上海生命科学院研究员、国家科技部第三届中国人类遗传资源管理专家组成员、泛欧洲生物样本库与分子生物资源研究中心国际顾问委员会委员、 Biopreservation and Biobanking杂志疾病样本库领域责任编辑,中南大学医学遗传学国家重点实验室教授，博士生导师。 教育部新世纪优秀人才，中国生物化学与分子生物学会RNA专业委员会委员， 美国遗传学会会员。

21、 2000年毕业于德克萨斯大学西南医学中心发育遗传专业，获博士学位。2001-2002年在西南医学中心进行发育生物学博士后研究，2003-2009在麻省理工学院进行遗传学博士后研究。 现任中南大学医学遗传学国家重点实验室特聘教授，主要研究方向是重要遗传疾病的分子和遗传机制。近五年主持国家自然科学基金项目4项，科技部973项目子课题1项，教育部课题2项，主要研究神经退行疾病的分子遗传机制。研究工作发表在Neuron, PLOS ，Genetics, Development, Genetics, RNA等杂志。,课题五组长：马龙,二、研究队伍整体情况：项目组其他成员,二、研究队伍整体情况：项目组其

22、他成员,（一）在人类遗传资源库建设标准与质量控制体系建设方面国内领先,生物样本库最佳实践规范生物样本库建设规范和指南重大疾病样本的采集、处理和保存的操作规范国家十二五重大新药创制临床样本库建设实践材料对全国超过200家单位进行培训学习，在上海60家医院中推广使用,参考国际领先的标准和规范:OECD Best Practice Guidelines for Biological Resource CentresNCI-OBBR Best Practices for Biospecimen ResourcesISBER Best Practices for RepositoriesWHO Comm

23、on Minimum Technical Standards and Protocols for Biological Resource Centers Dedicated to Cancer ResearchABN Biorepository Protocols,最佳实践,规范和指南,疾病标准,1.建立了我国生物样本库行业标准,二、研究队伍整体情况：相关研究基础,30,2.建立了完整的生物样本库的质量管理与质量控制技术，（按照国际标准建设与认证）,认证与认可证书ISO9001 ISO27001 CAP,NGSP,（二）已建成的人类遗传资源库及特色,2.中南大学人类生殖与胚胎干细胞库,1.中南

24、大学人类遗传资源库建设,3.第三军医大学西南医院病理标本库,4.南方医科大学建立的地中海贫血与精神性疾病标本库,在我国最早开展生殖医学的基础与临床应用研究，依托人类干细胞国家工程研究中心建有我国最大的精子库、胚胎库和人类胚胎干细胞库。随访5年以上的家系有“卵子透明带发育异常”、“不明原因不育”等。,IF：54.47,我国最早开展了遗传资源的收集、保藏与利用，是保护我国特有遗传资源和开展遗传学研究的引跑队伍。有随访5年以上的家系包括帕金森病（PD)，小脑共济失调，阿尔茨海默病（AD），癫痫等,第三军医大学病理学系生物样本库于2013年完成一期建设，已存储脑胶质瘤、脑肿瘤、乳腺癌、肺癌、食管癌、胃

25、肠肿瘤、甲状腺癌等新鲜肿瘤组织样本、血液样本33000多份，成为我国病理学领域生物样本库建设的引领者。,卫计委高通量测序技术临床应用试点单位，广东省人类遗传病分子诊断工程技术研究中心，广东省出生缺陷监测与干预重点实验室，已收集地中海贫血、血友病、精神性疾病等特色疾病样本资源，有多个重度地中海贫血随访5年以上的家系,（三）已形成的分布式人类遗传资源库信息平台及相关工具软件,建立临床样本资源描述框架建立健康/队列人群与目标疾病临床样本/数据的元数据体系在数据有效储存和集成的基础上，建立样本数据可视化工具,异地备份网络体系,ISO27001:2013版国际认证,数据库机房,分布式信息平台框架,备份库

26、机房,中心库对接机房,（四）已建成的医疗大数据平台及医疗资源共享机制,刘延东副总理视察医疗大数据系统建设情况,张高丽副总理视察医疗大数据系统与众创平台,汇报内容,一、立项依据和研究内容二、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、研究工作基础和条件五、预期成果和风险分析六、经费需求,集成创新适用于我国国情的人类遗传资源库建设模式，并在国内医疗机构示范推广；拓展互联网+技术服务医疗行业的新领域，开发方便灵活的应用产品，推动人类遗传资源库建设的快速发展；在国际公认的规范引领下，建立我国人类遗传资源库标准规范和质量控制体系，确保我国建库水平被国际机构组织认可，提升我国在本领域的

27、影响力；充分利用入库遗传资源开展研究，可望获得有价值的疾病诊治新途径和药物分子设计新靶点；全面完成本项目考核指标，中心库、备份库、卫星库顺利通过评估验收，并具备持续发展潜力。,一、预期成果,项目所涉及伦理风险，如知情同意不能涵盖未来全部研究现象将按国际通用准则执行,可能存在样本失效风险，如不可抗拒的原因导致样本失效，本项目已采取样本备份的方法加以防范，确保遗传资源的安全性，,二、风险分析,汇报内容,一、立项依据和研究内容二、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、研究工作基础和条件五、预期成果和风险分析六、经费需求,项目经费预算,申请国拨专项经费3000万元，无自筹经费；国拨经费部分的预算分配：“临床病理诊断用遗传资源入库标准与质量控制体系研究 ”研究内容预算专项经费495万元，主要由第1课题组完成“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 ”研究内容预算570万元，主要由第2课题组完成“交互式人类遗传资源库云共享信息平台研发 ”研究内容预算专项经费810万元，主要由第3课题组完成“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”研究内容预算专项经费630万元，主要由第4课题组完成“人类疾病遗传资源的挖掘、分析与应用示范”研究内容预算专项经费495万元，主要由第5课题组完成,经费需求,THANK YOU !,