Введение

В настоящее время клиническая медицина все больше опирается на фундаментальные исследования и неотделима от фармакоиндустрии; наблюдается тенденция к персонализированной медицине. Это требует достаточных ресурсов, в том числе биологического материала, полученного от человека. Такой ресурс представляют коллекции биологического материала, биобанки разной направленности и сформированные на их основе центры коллективного пользования (ЦКП). В рамках биобанкинга образцов, полученных от человека, основной задачей ЦКП является обеспечение рационального доступа к уникальным коллекциям биологического материала, имеющимся в их распоряжении, для внешних и внутренних пользователей. Таким образом, ЦКП — связующее звено между биологическим ресурсом и исследовательскими группами. Несмотря на то что ЦКП активно развиваются, большая их часть работает с материалами нечеловеческого происхождения. За рубежом организаций, реализующих материал опухолей центральной нервной системы (ЦНС) человека, немного, а в России функционирует лишь ЦКП на базе ФГАУ «Национальный медицинский исследовательский центр нейрохирургии им. акад. Н.Н. Бурденко» Минздрава России (НМИЦН), работающей с «Биоресурсной коллекцией тканей и клеточных культур опухолей нервной системы человека для фундаментальных и прикладных исследований».

Цель исследования — проанализировать опыт работы ЦКП и биобанка НМИЦН, сопоставить его с мировыми и отечественными данными в области функционирования ЦКП, специализирующихся на работе с образцами опухолей ЦНС.

Материал и методы

Проанализированы структура и деятельность ЦКП «Биоресурсная коллекция тканей и клеточных культур опухолей нервной системы человека для фундаментальных и прикладных исследований» НМИЦН, данные отечественной и зарубежной литературы в поисковых системах PubMed и eLibrary. Поиск осуществлялся по ключевым словам: «core facilities brain tumors», «repository of collective use brain tumors», «biobank of CNS tumors», «центры коллективного пользования опухолей ЦНС». В общей сложности было обнаружено 275 публикаций (143 русскоязычных и 132 англоязычных). Кроме того, проведены поиск и анализ деятельности ЦКП, зарегистрированных на портале научно-технической инфраструктуры Российской Федерации (НТИРФ) (615 организаций на сентябрь 2023 г.). Полученные данные рассмотрены на предмет характера материала, реализуемого ЦКП или биобанком, степени вовлечения в научную деятельность, а также отношения к организации и функциям ЦКП в России и за рубежом.

Результаты и обсуждение

Первые публикации, описывающие деятельность ЦКП разного рода, появились в начале XXI в. в англоязычной литературе [1, 2]. Они были посвящены общим вопросам и описывали базовые принципы функционирования ЦКП. В России первые зарегистрированные на ее территории ЦКП, которых насчитывалось около 20, возникли в середине 90-х гг. XX в. [3]. В последние годы неуклонно возрастает количество печатных работ, описывающих разные аспекты деятельности ЦКП и биобанков, что отражает увеличивающийся интерес к данным структурам. Например, общее количество работ, так или иначе связанных с ЦКП и биобанкированием, за второе 10-летие XXI в. увеличилось больше чем на ¹/₃. При этом работ, описывающих деятельность организаций, реализующих в научных целях биологический материал человека, значительно меньше, чем реализующих материал животного, растительного и другого происхождения. То же касается и структуры ЦКП, зарегистрированных на портале НТИРФ: из 615 организаций 65 работают с биологическими коллекциями, а с материалами человеческого происхождения — всего 9 (1,5% от общего количества ЦКП). Превалирование ЦКП, работающих с материалом, полученным не от человека, объясняется дополнительными морально-этическими и правовыми сложностями при получении материалов человека. Что касается структуры биологического материала человеческого происхождения, то в представленной литературе и среди ЦКП, зарегистрированных на портале НТИРФ, превалируют образцы крови, дезоксирибонуклеиновой кислоты, стволовых и плюрипотентных клеток (6 из 9 ЦКП, располагающих биоресурсными коллекциями человека). Наиболее популярны биоресурсные коллекции материала пациентов с сердечно-сосудистыми заболеваниями, сахарным диабетом, акушерско-гинекологическими заболеваниями, нейродегенеративными заболеваниями. Биоресурсные коллекции, занимающиеся предоставлением для исследований образцов тканей опухолей и клеточных культур человека, крайне малочисленны. Это связано с трудностью забора, обработки и хранения материала. В англоязычной литературе среди 132 публикаций, отвечающих критериям поиска, удалось обнаружить лишь 24 работы, в которых описываются биобанки, реализующие материал опухолей ЦНС (функционирующие как ЦКП). В русскоязычной литературе найдено 5 таких статей, при этом 1 публикация принадлежит авторам из Казахстана [4]. Среди данных работ стоит отметить публикацию A. Bregy и соавт., которая представляет единственное описание ЦКП, основанного на биоресурсной коллекции опухолей ЦНС [5]. В этой публикации детально описывается процесс подготовки образцов с акцентом на соблюдение всех требований, что гарантирует высокое качество материала. В коллекции на 2015 г. хранилось 225 образцов опухолей (преимущественно глиобластом, менингиом, глиом низкой степени злокачественности и др.). Однако в статье не приводится информация о конкретных исследованиях, выполненных при поддержке данной организации. В ходе анализа остальных публикаций, которые представляют собой описание результатов исследований в различных областях нейроонкологии, установлено, что наибольшее количество работ выполнено с использованием материала Биобанка Соединенного Королевства (UK Biobank) [6—8]. В единичных публикациях ссылаются на материалы биобанка Норвегии [9] и Вены [10]. Биобанк Соединенного Королевства является примером успешной реализации хранящихся в нем тщательно собранных данных о более чем 500 тыс. человек (образцы крови, слюны, мочи, результаты обследований, опросов). С 2012 г. эта организация открыла доступ к информации (однако не к самим образцам биологического материала) для исследователей со всего мира, что по-настоящему заставило работать имеющиеся данные на благо науки [11].

Среди основных принципов деятельности ЦКП биологическим материалом человека можно выделить следующие.

Во-первых, ЦКП должен предоставлять качественный, правильно собранный и хранящийся по всем требованиям биологический материал. Часть исследователей предлагают проверять поступившие на хранение образцы, чтобы исключить заведомо непригодные для дальнейших исследований ткани [12]. Что касается обработки и хранения материала, то значительная часть биобанков ориентируется на рекомендации ISBER (Международное общество биологических и экологических репозиториев).

Во-вторых, материал должен сопровождаться ассоциированной информацией, собранной единообразно и хранящейся в легкодоступном виде [13].

В-третьих, ЦКП должен контролировать защиту прав пациентов, согласившихся предоставить свой биологический материал для исследований, т.е. наличие добровольного информированного согласия для каждого образца. Так, в исследовании, проведенном A. Sexton-Oates и соавт. в 2016 г., из 107 пациентов только 74 не возражали против использования своего биологического материала в научных целях [14].

В-четвертых, ЦКП должен бережно относиться к имеющейся в его распоряжении коллекции, беспристрастно оценивать значимость и возможность реализации проектов [15], для которых материал был затребован, а также участвовать в разработке методологии исследования на начальных этапах с учетом возможностей своей организации.

В-пятых, в функции ЦКП входит донесение до возможных потребителей данных о наличии и условиях доступа к материалу.

С учетом того что нам не удалось найти зарегистрированного на портале НТИРФ ЦКП (рис. 1), реализующего материал, полученный от пациентов с опухолями головного мозга, было принято решение о создании ЦКП на базе НМИЦН.

Рис. 1. Структура центров коллективного пользования, зарегистрированных на портале научно-технической инфраструктуры Российской Федерации, реализующих материал биологических коллекций.

Среди коллекций биологического материала человека представлены образцы от пациентов с сердечно-сосудистой, гематологической, эндокринологической, акушерско-гинекологической патологиями, врожденными изолированными и сочетанными пороками развития, биообразцами от пациентов, страдающих нейромышечными заболеваниями с вовлечением в патологический процесс сердечной мышцы, от пациентов с редкими генетическими синдромами, клеточные культуры эмбриональных стволовых и индуцированных плюрипотентных стволовых клеток человека.

ЦКП «Биоресурсная коллекция тканей и клеточных культур опухолей нервной системы человека для фундаментальных и прикладных исследований» функционирует с 14.10.22, имеет доступ к уникальной коллекции лаборатории нейрохирургической анатомии и консервации биологических тканей человека. Начало набора материала в данную коллекцию положено в 2015 г., и она ежедневно продолжает пополняться новыми образцами. Материал забирается от пациента, транспортируется и хранится согласно регламенту. Нарушения температурного режима или временных лимитов недопустимы. Несоответствующий требованиям материал выбраковывается из коллекции. Перед заморозкой фрагменты опухолей оцениваются квалифицированным патоморфологом на предмет качества. Соблюдение данных требований необходимо для проведения исследований на высоком уровне. На сегодняшний день в биобанке НМИЦН насчитывается более 8478 аликвот (отдельно хранящаяся порция биологического материала, которую можно использовать в научной работе) опухолевой ткани, замороженных при сверхнизкой температуре (–196 °C), полученных от 1993 пациентов. По гистологической структуре преобладают опухоли глиального ряда (глиомы разной степени злокачественности — 65%); имеются также менингиомы — 25%, метастазы — 6%, другие опухоли — 4%. Помимо образцов опухолевой ткани, для каждого пациента запасаются клетки крови (918 аликвот) и плазма (1117 аликвот), что соответствует современным стандартам биобанкирования. Особенно ценным дополнением является наличие ассоциированной с биологическим материалом информации, включающей магнитно-резонансную томографию и позитронно-эмиссионную томографию с компьютерной томографией головы до операции (430 и 158 пациентов соответственно), в раннем послеоперационном периоде (387 больных) и отсроченно, через 3 мес после операции, а также результаты морфологических исследований, данные об общей и безрецидивной выживаемости. Базовый набор данных позволяет сразу использовать набранный биологический материал для исследований разной направленности, что очень удобно для обращающихся в ЦКП. Кроме того, ЦКП располагает доступом к коллекции первичных и перевиваемых клеточных культур опухолей ЦНС. В настоящий момент в коллекции Центра насчитывается более 300 жизнеспособных культур (рис. 2). Гистологическая структура клеточных культур в целом соответствует гистологической структуре свежезамороженной опухолевой ткани. Все образцы от доноров и связанная информация анонимизированы и хранятся в специально адаптированной к нуждам биобанка информационной системе, позволяющей быстро получить данные об образце и связанную информацию.

Рис. 2. Микрофотографии клеточных культур глиальных опухолей головного мозга биобанка ФГАУ «Национальный медицинский исследовательский центр нейрохирургии им. акад. Н.Н. Бурденко» Минздрава России, выращенных из опухолевого материала, полученного на операции.

Пример вариантов иммуноцитохимической окраски.

При поддержке биобанка НМИЦН уже выполнены исследования в рамках 3 грантов РФФИ и 2 грантов РНФ, опубликовано 30 статей, проведена конференция с международным участием, посвященная вопросам биобанкирования в области нейроонкологии.

ЦКП НМИЦН обеспечивает взаимодействие внешних и внутренних исследователей с биобанком Центра. Для проведения фундаментальных и прикладных исследований с использованием материала биобанка необходимо заполнить заявку, скачать которую можно на официальной странице ЦКП (см. раздел «деятельность») на сайте НМИЦН. Дальнейшая последовательность действий подробно представлена в Регламенте, размещенном в этом же разделе сайта.

Выводы

ЦКП являются важным связующим звеном между биоресурсными коллекциями и потребителями биологического материала, обеспечивая материально-техническую базу для проведения исследований.

ЦКП осуществляют контроль за качеством биоресурсной коллекции и определяют научную значимость исследований, для которых пользователи запрашивают материал.

Спрос на ЦКП продолжает расти, что подчеркивает их значимость.

Работа выполнена при финансовой поддержке гранта Министерства науки и высшего образования Российской Федерации (соглашение №075-15-2021-1343 от 4 октября 2021 г.).

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Комментарий

Современную медицину невозможно представить без проведения фундаментальных и клинических исследований с использованием биологического материала человека. Такие проекты позволяют глубже проникать в основы патогенеза заболеваний и разрабатывать эффективные химиопрепараты, обеспечивают возможность персонализированного лечения. Естественно, что для проведения таких исследований лимитирующим фактором является наличие биологического материала человека в достаточном количестве. При этом для проведения исследований на должном уровне материала должно быть не просто достаточно, он должен быть качественным, собранным с соблюдением всех установленных нормативов, этическо-правовых норм и быть подкреплен необходимой клинической информацией. Биобанки — организации, обеспечивающие систематизированное хранение биологического материала и ассоциированной информации. Для того чтобы оптимизировать реализацию ценного ресурса биобанков, в последние 10-летия появились центры коллективного пользования, представляющие собой посредника между биобанком и исследователями.

В статье подробно проанализированы центры коллективного пользования и биобанки, активно реализующие биологический материал человека. Проведен достаточно обширный поиск среди как отечественных, так и зарубежных публикаций, который показал, что количество работ по данной тематике неуклонно возрастает, что подтверждает ее актуальность. Однако тема биобанкирования в нейроонкологии освещается достаточно ограниченно как в отечественной, так и в зарубежной литературе. При этом данный раздел биобанкирования отличается целым рядом особенностей как по сбору, так и по хранению материала.

В статье представлено достаточно подробное описание биобанка ФГАУ «Национальный медицинский исследовательский центр нейрохирургии им. акад. Н.Н. Бурденко» Минздрава России, который располагает уникальной коллекцией образцов опухолей центральной нервной системы человека. Выделены основные направления и принципы функционирования центра коллективного пользования, который может обеспечить доступ исследователям к этой уникальной коллекции. Особый интерес представляет приведенный анализ центров коллективного пользования биологическим материалом человека, представленных на портале научно-технической инфраструктуры Российской Федерации.

В целом статья достаточно полно освещает общее состояние в области биобанкирования опухолей центральной нервной системы на сегодняшний день и представляет несомненный интерес для разных групп исследователей.

М.Г. Покровская (Москва)