Как Сеченовский университет создает биобанк для развития науки

Уже семь лет Первый МГМУ собирает и хранит биологические материалы человека, что позволяет проводить научные исследования, изучать тяжелые неизлечимые заболевания, разрабатывать новые способы терапии и лекарства. Сегодня биобанк ведет сбор крови, слюны, мочи, в этом году в список добавится микробиота и ликвор (спинномозговая жидкость). Кроме ученых и врачей в его создании задействованы десятки людей, в том числе медицинские сестры и лаборанты, без которых построить такую сложную научную структуру было бы невозможно.

Биобанк был создан в мае 2017 года на базе Института регенеративной медицины Научно-технологического парка биомедицины (НТПБ) для сбора и хранения биоматериалов по решению ректора Сеченовского Университета Петра Глыбочко. На сегодня он включает около 250 тыс. биообразцов, из которых 95 тыс.— ежедневно пополняемая рутинная коллекция, остальное — частные коллекции, собранные клиницистами и партнерами университета. В работе биодепозитария участвуют десятки человек разных профессий, объединенные одной целью — создать уникальную экосистему и внести свой вклад в медицину будущего.

«Как исследовательский университет с самым большим в России и Восточной Европе Клиническим центром (более 550 тыс. пациентов в год) мы должны обеспечить накопление данных для передовых научных исследований в области онкологии, кардиологии, пульмонологии и других направлений медицинской науки. Уже сегодня биоматериалы нашего Биобанка используют в своих исследованиях как ученые наших институтов и кафедр, так и наши партнеры. Следующим шагом станет создание цифровой платформы, которая позволит связать биологические образцы крови и тканей с результатами КТ, МРТ, ЭКГ и другими клиническими данными пациентов, по которым можно проследить течение болезни и получить более полную картину»,— рассказал ректор Сеченовского Университета Петр Глыбочко.

Две пробирки и тройной контроль

Собирать биоресурсную коллекцию биобанку помогают коллеги из университетского клинического центра. Они берут образцы по следующим направлениям: УКБ №1 — кардиология, онкология, ревматология; УКБ №2 — онкология, кардиология; УКБ №3 — ревматология, нефрология; УКБ №4 — пульмонология, торакальная хирургия; Научно-практический центр интервенционной кардиоангиологии — кардиология. Все результаты стекаются в межклиническую лабораторию, куда их доставляют с соблюдением режима холодовой цепи.

Как устроена маршрутизация и логистика взятия крови в отдельно взятой больнице, рассказала главная медицинская сестра УКБ №2 Татьяна Клочкова. Кроме нее в проекте участвуют шесть старших медсестер и столько же процедурных. Перед стартом проекта все они прошли инструктаж и сейчас руководствуются пошаговой инструкцией «Стандартные операционные процедуры», которая объясняет логистику от взятия анализа до его отправки в лабораторию. Ежемесячно УКБ №2 предоставляет биобанку примерно 120–150 образцов из шести отделений: первого урологического, второго урологического, онкоурологического, колопроктологии, онкоколопроктологии и кардиологического. Последнее лидирует по этому показателю: если у других в среднем по 2–6 образцов в день, то у него — до 15.

УКБ №2 собирает базу крови для биобанка по определенным диагнозам: по направлению «онкология» — это рак, подтвержденный гистологическим анализом, по направлению «кардиология» — ишемическая болезнь сердца и артериальная гипертензия второй и третьей степени. Критерии отбора: люди старше 18 лет, у которых на момент сдачи анализа нет инфекций. За мониторинг подходящих диагнозов отвечает старшая медсестра: она отбирает их по системе 1С и приносит лечащему врачу «информированное согласие», которое должен заполнить больной.

У врача особая миссия — разговор с пациентом. Если человек согласен «послужить науке» и сдать кровь для биобанка, у него на руках остается один экземпляр «информированного согласия», а два других отправляются к процедурной медсестре. А вместе с ними передаются две пробирки: одна с ЭДТА (специальным реагентом, который не дает крови свернуться), вторая с формирователем сгустка. Процедурная медсестра их маркирует, пишет на них ФИО и номер истории болезни и вносит всю информацию в специальный журнал. После чего старшие сестры всех шести отделений отчитываются главной, сколько образцов крови будет взято на следующий день.

С утра процедурные медсестры берут кровь у пациентов, готовые образцы помещаются в специализированный контейнер, к каждому прикладывается по два «информированных согласия», и все это передается курьеру для отправки в лабораторию. Сотрудники больницы понимают, что если раньше они делали свою работу только для диагностики заболевания и, как следствие, выздоровления одного человека, то сейчас это делается и для науки. Каждый осознает важность своего вклада в общую работу.

«Никто не может предугадать, сколько человек попадет к нам в стационар и с каким диагнозом, сколько образцов мы сможем собрать,— отмечает Татьяна Клочкова.— Но это все четко отслеживается, у каждого своего функционала, у нас двойные, а где-то даже тройные уровни проверки. Мы отвечаем за качество образцов: мы должны взять кровь, правильно ее промаркировать и правильно отправить. Маршрутизация полностью отработана. Когда мы все сверили у себя, я предоставляю информацию в группу “Биобанк” по университету».

«Это коллективная работа,— продолжила Елена Алексеева, старшая медицинская сестра кардиологического отделения УКБ №2.— Я думаю, что средний медперсонал играет здесь значительную роль. Мы формируем базу, отслеживаем диагнозы пациентов. Многое делается руками, в том числе руками процедурной медсестры. Благодаря сложной многогранной структуре контроля в биобанк приходит все уже многократно проверенное и ошибки исключены».

По их словам, отказов со стороны пациентов крайне мало: большинство понимают, что биоматериал нужен для научных разработок, для того чтобы врачи могли бороться с заболеванием более продуктивно и лучше подбирать терапию. «Мы говорим огромное спасибо нашим пациентам, которые слышат нас и идут нам навстречу, которые понимают, что это делается для продвижения научных проектов, а в глобальном масштабе — для здоровья нации»,— подчеркивает Татьяна Клочкова.

Курс на фиджитал-биобанк

Криохранилище, лаборатория и сеть компьютеров с базой данных, которая позволяет найти любой образец,— так выглядит сам биобанк, где создаются биоресурсные коллекции университета. Исследования таких коллекций позволят ученым разрабатывать средства ранней диагностики и новые протоколы персонализированного лечения заболеваний, в том числе генетических. На сегодня биобанк заполнен более чем на 80%, но есть возможности для расширения. Сейчас функционирует 12 холодильников с емкостью каждого примерно на 30 тыс. образцов. Это камеры с диапазоном температур от –60°C до 90°C, одна на 152°C (под ткани), также есть сосуды Дьюара с жидким азотом для хранения клеток.

Несмотря на то что биобанк был основан в 2017 году, массовый сбор биоматериала начался только в 2021-м. До этого собирались лишь небольшие коллекции по отдельным заболеваниям.

«Начинали мы скромно, собирая самую популярную биологическую жидкость — кровь,— рассказывает директор биобанка, химик Анна Семина.— В прошлом году мы запустили проекты, связанные со сбором слюны и мочи. В этом году запускаем сбор микробиоты, а также ликвора — спинномозговой жидкости для исследователей из УКБ №3, которые изучают рассеянный склероз. Настоящий рывок произошел осенью, в итоге за прошлый год мы собрали почти 45 тыс. образцов. Если в начале года мы собирали биообразцы от 500–600 пациентов в месяц, то к концу года мы вышли на 1000 и сейчас с такой же скоростью и идем. Иногда получается обрабатывать более 80 биообразцов за один день. Это связано как с повышением осведомленности людей благодаря популяризации исследований, так и с расширением перечня нозологий, которые формируют биоресурсную коллекцию. Самый важный вклад в создание таких коллекций вносят наши врачи, которые заинтересованы в научных разработках и сборе биоматериала для их реализации. Например, нефрологи просят собрать образцы крови, мочи и сыворотки для изучения нефротического синдрома или кардиологи совместно со стоматологами просят собрать кровь и слюну пациентов, чтобы предсказать по слюне, будет ли у пациента в ближайшее время инфаркт или нет».

Три принципа, на которых строится работа биобанка,— это этика, включающая добровольность («информированные согласия»), конфиденциальность и стандартизация. Вся информация здесь хранится в деперсонализированном виде. Заказчик биоматериала никогда не узнает фамилию пациента, он получит ID и несколько слов: «Женщина, 62 года, инфаркт миокарда». В течение 25 лет на любом этапе пациент имеет право отказаться от участия, тогда все его образцы уничтожаются — это требования ГОСТа по биобанкам.

«В настоящий момент развитие биобанка ведется по двум взаимосвязанным направлениям. С одной стороны, это формирование биоресурсных коллекций, с другой — датасеты, связанные с этими образцами. И наш следующий шаг — это фиджитал-биобанк, где физические образцы будут связаны с данными, полученными при диагностике пациента. На основе таких датасетов мы сможем разрабатывать системы поддержки врачебных решений — например, для ранней диагностики заболевания — и разрабатывать персонализированные рекомендации совместно с клиниками нашего университета»,— говорит Петр Тимашев, научный руководитель НТПБ.

«Это совместная работа. Как правило, сотрудники биобанка вместе с клиницистами разрабатывают процедуры сбора и обработки образцов. Во-первых, мы обговариваем, какой биоматериал нужен и в каком объеме, какие параметры должны соблюдаться при его заборе — например, pH слюны, время сбора, состояние ротовой полости. Параллельно мы ищем, какие параметры и какими методами будем изучать, и также отрабатываем эти процедуры с исследователями. По мере сбора биоматериала он распределяется по группам — мужчины, женщины, пациенты старше 65 лет и так далее. Так формируется определенная статистика»,— говорит Анна Семина.

Собранные в центральной лаборатории из четырех УКБ и Центра кардиоангиологии образцы каждый день забирают сотрудники биобанка, соблюдая все требования к транспортировке биоматериалов. Затем начинается их обработка. Полученная кровь центрифугируется и в стерильных ламинарных боксах разделяется на аликвоты (небольшие порции). В среднем из одной большой пробирки получаются четыре маленькие по 1 мл. Это стандартная практика: если ученым будет нужно для анализа взять всего 1 мл, то остальные три останутся и будут ждать своего исследователя.

Сейчас биобанк обеспечивает биоматериалом самые ключевые исследования Сеченовского университета: он выдает биообразцы онкологам для клинических исследований рака молочной железы, мочевого пузыря, почки и яичников. Сотрудничает со стоматологами и кардиологами, начинает сбор коллекции для неврологов и нефрологов. Есть проект с эндокринологами, которые изучают паращитовидную железу и для которых кровь собирают у одних и тех же пациентов до операции, сразу после и через несколько дней. В планах на будущее — собрать коллекцию биоматериала здоровых людей для создания программы по управлению здоровьем и интегрироваться в систему сбора датасетов Сеченовского университета.

Вместе с Анной Семиной в коллектив биобанка входят три биолога, биотехнолог и врач. Так как направление биобанкинга для страны достаточно молодое, можно сказать, что эти шесть сотрудников Сеченовского университета стоят у истоков отрасли в России. Помимо этого, они успевают читать лекции по биобанкированию в рамках магистерского курса и программы ДПО, научно-популярные лекции для школьников и планируют общий проект вместе с Национальной ассоциацией биобанков и специалистов по биобанкированию.

«Помимо того что биобанк собирает и хранит биоматериалы, мы еще выступаем как площадка для интеграции исследователей и клиницистов. В основе биомедицинских исследований лежит запрос от клиники, а итогом совместных разработок становятся как новые медицинские изделия или лекарственные средства, так и внедрение передовых протоколов лечения пациентов. В процессе нашей общей работы мы формируем датасеты совместно с клиническим центром»,— отмечает Анна Семина.

Наталья Борисова