1 研究背景
人类遗传资源样本是各医院的实验材料，各医院有不同的样本库系统用于存储样本信息。但目前主要存在两方面的问题：一方面，各医院的样本信息在共享时因为系统来自不同厂家，缺乏统一行业标准规范，因此，存在样本信息的兼容性问题；另一方面，不同于普通的个人电子文档，人类遗传资源的样本信息发生变化时，涉及到多方科研合作单位，为保证临床或研究信息的准确性，需要有效追溯样本信息的影响因素。目前，国际生物与环境样本库协会旗下的生物样本科学工作组在2009年开发了样本分析前变量（SPREC），且对相关学者进行了研究，如马䔒颖在生物样本库的建设中分析了SPREC的应用。但是马蓓颖的相关研究仅用于产生SPREC编码的机制，本文基于其研究成果，以液体血液样本为例，结合区块链技术进行可溯源机制研究。
2 SPREC机制
SPREC机制是通过记录采集过程来生成编码，编码生成的流程如图1所示。
图1 液体样本的SPREC工作流程
马蓓颖根据上海儿童医学中心的业务流程绘制的图1，结合SPREC标准生成响应的SPREC编码。SPREC的编码会根据采集时间，第1次历史开始时间的结果和过程进行编码，具体的编码过程规范如表1~表2所示。
表1 基于稳定性的SPREC编码规范
基于稳定性会把图1的实验结果进行SPREC编码，除此之外，SPREC编码还包含其他规范，如基于长期存储条件的SPREC编码规范，如表2所示。
表2 基于长期存储条件的SPREC编码规范
马蓓颖根据SPREC规范，结合上海儿童医学中心的业务流程进行编码后，存储到医院的样本信息系统中，这样可以通过查找编码，寻找当初样本存储的状态，进行样本的溯源，但是样本本身在不断地使用和更新，定期还会更新数据，这样会产生不同版本的样本信息。尽管通过这些版本号可以进行单个样本的溯源管理，但如果不同医院进行样本信息共享，则需要整合不同医院的系统数据。由于各医院本身也在进行不断的规范，同时出于数据隐私及安全性的考虑，很难进行直接的数据整合，因此，本文在马蓓颖的基础上，结合区块链模式进行了可溯源机制的创新研究。
3 可溯源机制
本文提出的可溯源机制主要分为医院内可溯源的样本信息可溯源机制和医院外可溯源的样本信息可溯源机制，对于医院内的可溯源机制依旧采用SPREC编码，但由于医院内外的信息需要共享，不能通过信息系统整合。基于此，本文将不同医院组成区块链网络，遗传样本信息的SPREC编码存储到区块链网络中，SPREC编码采用一个样本信息一条记录，即一个标识符（SPREC TOKEN）。区块链网络和中央服务器网络的区别在于每个节点都存有整个网络的SPREC TOKEN标识符，通过该地址可以快速找到该遗传样本的存储位置，同时由于每家医院都有全部的SPREC记录，因此，每家医院均相当于一个镜像服务器。如果医院进行样本转移，可以很快在区块链网络中进行可溯源查找，并且查找出来的记录不会因为一家医院的服务器崩溃而影响其他医院的使用，从而实现医院之间的可溯源机制。当终端用户定位到SPREC记录且找到对应的SPREC记录存储的医院时，则可以通过线下与医院沟通获得样本信息与记录，改进溯源机制如图2所示。
图2 改进溯源机制
终端用户在查找SPREC标记过的遗传样本信息时，查询SPREC TOKEN服务器获得指定的记录，SPREC TOKEN服务器上存储的TOKEN转移记录，如果出现TOKEN转移，代表遗传样本信息的转移，从而进行转移的可溯源查询，如果查询到最后的TOKEN持有医院，意味着样本已经转移到该持有医院，最后在该持有医院内部进行SPREC的可溯源查询。转移记录的可溯源查询示例如图3所示。
图3 SPREC可溯源查询列表示例
对于单个记录即单个遗传样本信息，如果用户点击，就可以看到SPREC编码的细节页面，并且根据医院的输入编码地址和输出编码地址确定样本信息储存的医院，然后与医院联系，可溯源查询样本信息如图4所示。
图4 SPREC可溯源查询样本信息
4 结语
本文在已有研究基础上，结合区块链网络的特性，将SPREC编码存储在医院组成的区块链网络中，解决样本信息在医院之间传递的问题，同时定位到医院后，在医院内则基于医院信息系统，根据SPREC编码定位样本信息，从而实现医院内、医院间的可溯源管理机制。本文主要的创新点是将SPREC编码存储在医院间的区块链网络中，从而实现人类遗传资源样本信息在医院之间的可溯源管理。
参考文献
[1]Lehmann S，Guadagni F，Moore H, et al．Standard preanalytical coding for biospecimens：review and implementation of the Sample PREanalytical Code (SPREC)[J]．Biopreservation & Biobanking，2012，10（4）．
[2]马蓓颖，陈畅，郭爱华，等．样本分析前变量在生物样本库中的应用探讨[J]．转化医学杂志，2015，（5）．
（作者王湘龙供职于武汉织云软件有限公司）
