如果您想研究與表型信息相關(guān)的遺傳變異，特別是在稀有遺傳變異的背景下，您將需要一個大樣本集。如果幸運的話，所需的樣品已經(jīng)放在冰箱里了。但更可能的是，你需要在其他地方獲得它們。
大樣本數(shù)的一個潛在來源是生物庫。顧名思義，生物銀行是各種生物材料的檔案或存儲庫。“維持在生物庫中的各種生物樣本（包括血液，唾液，血漿和純化的DNA）可以被描述為人類生物體的文庫，” Coriell醫(yī)學(xué)研究所說，它運行著一種這樣的資源。
根據(jù)RUCDR Infinite Biologics的**運營官安德魯·布魯克斯（Andrew Brooks）所說，這是一個羅格斯大學(xué)運營的生物保存庫，包括大約1200萬個DNA樣本和850萬個細(xì)胞系，生物庫有各種形狀和大小，并且具有不同的通道。有些是通用檔案，有些則專注于特定的醫(yī)療條件。一些公開提供樣品，另一些是私人樣品，還有一些樣品介于兩者之間 - 僅對特定臨床研究的研究成員開放。
那么，物理上，生物庫是什么？從根本上說，它可以像專用的實驗室冷凍機(jī)一樣簡單，并附有嚴(yán)格的文件。但據(jù)漢密爾頓存儲公司總裁馬修漢密爾頓稱，許多生物銀行選擇更精細(xì)的設(shè)置來確保庫存樣品的一致性，準(zhǔn)確性，文檔和質(zhì)量。“并不是手冊還沒有完成，”他說，“但隨著時間的推移，人們開始接受使用機(jī)器人來存儲珍貴樣品的更有效方法。”
例如，傳統(tǒng)冰柜的一個重要問題是，每次打開和關(guān)閉時，樣品都可以預(yù)熱。此外，當(dāng)冷凍柜可以自由進(jìn)出時，樣品可能會丟失，錯位或被污染。為了解決這些問題，Hamilton Storage銷售一種名為Hamilton BiOS的自動冷凍系統(tǒng)，用于存儲10,000到1000多萬個樣品。不是手動添加和刪除樣本，而是通過計算機(jī)界面進(jìn)行交互。系統(tǒng)根據(jù)需要插入和檢索樣本，不僅記錄樣本的位置，還記錄它們的檢索時間，由誰和多長時間。“機(jī)器人技術(shù)用于實施行業(yè)的**佳實踐，因為需要樣本完整性和審計跟蹤，以便為已發(fā)表的研究提供可靠，準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，”Hamilton說。
漢密爾頓補(bǔ)充說，他的公司正與荷蘭格羅寧根的LifeLines Biobank合作開發(fā)一個存儲庫，**終將存儲大約1300萬個樣本。
英G生物銀行 由大約50萬英G公民的生物材料組成，是公共生物庫的一個例子。根據(jù)英G生物銀行副行政長官蒂姆·西姆曼（Tim Peakman）的說法，被招募進(jìn)銀行的人并沒有被選中以適應(yīng)任何特定情況。**的招聘標(biāo)準(zhǔn)是年齡：所有參與者年齡在40**69歲之間。這些個體通過生活方式和心理評估以及物理測量進(jìn)行了廣泛的表型分析，并收集了一系列生物標(biāo)本。參與者還同意隨著時間的推移跟蹤他們的醫(yī)療進(jìn)展，從而可以建立大型患者隊列并將生物標(biāo)志物與生物學(xué)相關(guān)聯(lián)。
“這是一個完全開放的資源，”匹克曼說。“生物銀行建立了資源，研究人員的工作就是利用它。”
生物庫通常**少記錄有關(guān)樣本的基本信息，例如性別，年齡和樣本來源。但他們經(jīng)常用更專業(yè)的信息補(bǔ)充這些數(shù)據(jù)，這可以增加銀行對研究人員的價值。例如，英G生物銀行獲得資金，為100,000名參與者進(jìn)行MRI和超聲成像，Peakman說，并對所有參與者進(jìn)行基因分型。
英G生物銀行使用名為UKBiobankAxiom®Array的定制微量滴定板微陣列，為其500,000個人中的每一個收集了大約820,000個單核苷酸變體的數(shù)據(jù)，產(chǎn)生了超過4000億個數(shù)據(jù)點的集合。然后，這些數(shù)據(jù)被傳遞到牛津的Wellcome人類遺傳信托中心，該中心使用生物信息學(xué)算法來“估算”（或推斷）每個基因組的另外7000萬個堿基，Peakman說。這占整個基因組的約2％。
根據(jù)Affymetrix遺傳分析基因分型業(yè)務(wù)**副總裁兼總經(jīng)理Laurent Bellon的說法，該公司為世界各地的許多生物銀行項目開發(fā)了定制基因分型陣列，其中包括英G生物銀行，美G百萬退伍軍人項目 。中G（500,000人）和韓G（600,000人）的退伍軍人事務(wù)和生物銀行。
“我們擁有廣泛的可定制功能，”Bellon說。“不同的生物銀行有不同的科學(xué)目標(biāo)，需要量身定制的內(nèi)容，沒有兩個設(shè)計是相同的。”
在**近的一個例子中，研究人員使用英G生物銀行的50,000名參與者的數(shù)據(jù)來搜索與吸煙和肺功能相關(guān)的遺傳變異，確定了6個新的候選基因座[1]。
Bellon說，不屬于生物庫研究的研究人員通常也可以獲得這些陣列。通過使用它們，他們可以輕松地將他們的數(shù)據(jù)集與銀行的數(shù)據(jù)集進(jìn)行比較，并通過構(gòu)建更大規(guī)模的元分析來豐富他們的數(shù)據(jù)。
Illumina還提供專門用于生物銀行應(yīng)用的微陣列，產(chǎn)品經(jīng)理John Picuri說。其中包括CoreExome-24和OmniExpress-24，以及該公司**新的產(chǎn)品，Multi-Ethnic Array系列。“OMIM，ClinVar和PharmGKB的超過400,000個外顯標(biāo)記和20,000多個手工標(biāo)記”包括“針對”全世界所有人群“的變種”，以及“針對歐洲，東亞和南亞的更具針對性的陣列”人口（EUR / EAS / SAS）和西班牙裔和非洲裔美G人（AMR / AFR）。“
Picuri說，這種陣列具有廣泛的應(yīng)用，包括分層臨床試驗人群和疾病特異性研究。對于具有特定研究目標(biāo)的生物庫（例如，特定疾病或疾病群），“進(jìn)行遺傳分析可以更好地了解疾病或表型的潛在遺傳基礎(chǔ)。”
不幸的是，布魯克斯說，獲取生物樣本的樣本和數(shù)據(jù)并不普遍。他說，在某些情況下，樣本或多或少一般可以象征性收費。在其他情況下，研究人員必須向資助機(jī)構(gòu)或項目的研究協(xié)調(diào)員申請。但無論如何，這種努力可能是值得的：對于可以訪問的研究人員來說，結(jié)果是他們可能無法利用的大量數(shù)據(jù)。
[1] Wain，WL等人，“對吸煙行為，肺功能和慢性阻塞性肺病遺傳學(xué)的新見解（英GBiLEVE）：英G生物銀行的遺傳關(guān)聯(lián)研究”，Lancet Respir Med，3：769 -81,2015。[PMID：26423011 ]
