Allgemeine Informationen

Was versteht man unter einer Biobank?

Biobanken haben in den letzten Jahren einen entscheidenden Beitrag zur modernen Medizin geleistet, indem sie Biomaterialien wie Gewebe und Körperflüssigkeiten am Patienten sammeln und unter hohen Qualitätsstandards lagern, um sie zukünftigen Forschungsvorhaben, die der Verbesserung von Prävention und Therapie dienen, jederzeit verfügbar zu machen. Zukünftig werden Biomaterialsammlungen durch den Einsatz hochmoderner Verfahren der Probenaufarbeitung – und Lagerung einen entscheidenden Beitrag dazu leisten können, dass Früherkennung und gezielte Therapieansätze am Patienten passgerecht entwickelt werden können.

Der Patient spielt die zentrale Rolle: Ohne seine schriftliche Einwilligung, der eine detaillierte ärztliche Aufklärung über den Sinn und Zweck seiner Spende vorangeht, kann kein Biomaterial an die Biobank übergeben werden. Mit seiner Spende setzt jeder Spender einen Zyklus in Gang, der Forschung auf der Basis moderner Analyseverfahren ermöglicht, die zu einem tieferen Verständnis von Erkrankungsmechanismen und zu einer verbesserten Früherkennung und ursächlichen Therapie betragen. Auch wenn der einzelne Spender nicht direkt von diesem Zyklus in Hinblick auf die Heilungschancen seiner Erkrankung profitieren kann, so trägt er doch zur substanziell zu neuen medizinischen Erkenntnissen bei.

 

Abb. 1 Status der Marburger Biomaterialbank CBBMR

Was ist die Biobank Marburg CBBMR?

Die Marburger Biobank CBBMR hat sich in höchstem Maße der Wahrung von Persönlichkeitsrechten von Patienten verpflichtet, die Biomaterialien an die Biobank für Forschungszwecke spenden. Biomaterialien und die dazu gehörigen Daten, die zusammen für eine innovative medizinische Forschung benötigt werden, gelangen ausschließlich in pseudonymisierter Form in die Biobank. Dabei werden die Patienten identifizierenden Daten pseudonymisiert. Die bedeutet, dass Proben und dazu gehörige Daten eines Spenders nicht unter dem Spendernamen sondern ausschließlich unter einem Zahlen- und Buchstabencode in der Biobank geführt werden. Eine Weitergabe von Proben und Daten an Wissenschaftler erfolgt ebenfalls nur unter einem Pseudonym.

Die Comprehensive Biomaterial Bank Marburg, CBBMR, ist eine wissenschaftliche Service-Plattform des Fachbereichs Medizin der Philipps-Universität Marburg und des Anneliese Pohl Krebszentrums CCC Marburg. CBBMR hat sich zum Ziel gesetzt, eine fachbereichsweite, zentrale Sammlung von Biomaterialien modular aufzubauen, die Gewebe- und Flüssigproben von Patienten des Universitätsklinikums Marburg für Forschungszwecke sammelt und für Forschungsvorhaben zur Verfügung stellt.

In der 1. Phase wird mit dem Modul „Tumor und Inflammation“ aufgebaut, die Biobank des Annelise Pohl Krebszentrums CCC Marburg aufgebaut, in der ausschließlich Proben von Krebspatienten gesammelt und gelagert werden. In zukünftigen Ausbau von CBBMR sollen weitere Module für populationsrelevante Erkrankungen folgen. So ist weiterhin geplant, eine Biomaterialiensammlung aufzubauen, die der Erforschung von chronisch-entzündlichen Erkrankungen wie Diabetes, Autoimmunerkrankungen oder Allergien dient.

Welche Biomaterialien werden gesammelt?

Für die Gewinnung der Spendermaterialien steht CBBMR das Universitätsklinikum Gießen und Marburg (UKGM), Standort Marburg als Partner zur Seite. CBBMR nutzt die bei der Gewinnung von Gewebe und Flüssigproben die Routinediagnostik des UKGM. Die Gewebebank baut sich ausschließlich aus Restmaterialien auf, welche bei invasiven Eingriffen entnommen werden und nach Befundung ansonsten verworfen werden. Die fachgerechte Aufarbeitung und Aufteilung der Restgewebe ermöglicht es, diese für die Forschung so wertvollen Materialien zu sichern und der wissenschaftlichen Bearbeitung zugänglich zu machen. Mit der gleichzeitigen Spende von Blut und anderen Flüssigkeiten an CBBMR im Rahmen der Routinediagnostik eröffnen sich neue Wege der Erforschung von genannten Biomarkern, die eine präzise Erkennung von chronischen Erkrankungen bereits in frühen Stadien ermöglichen und damit die Heilungschancen signifikant verbessern können. Biomaterialien, die für CBBMR in den Kliniken des UKGM akquiriert werden, können auf schnellen Wege in die diagnostischen Institute für Pathologie und für Labormedizin des UKGM transportiert und wo sie durch das Personal des CBBMR prä-analytisch aufbereitet werden. Die Proben werden von dort direkt an CBBMR weitergeleitet und der Tieftemperaturlagerung zugeführt.

Für das Modul „Tumor und Inflammation“ wird der Spender um eine Blut-, Speichel- und Urin- gebeten. Die am Spender gewonnen Proben werden sowohl in der Labormedizin als auch im Biobanklabor prä-analytisch aufgearbeitet, um Fraktionen zu gewinnen, die für die Langzeitlagerung unter Tieftemperaturbedingungen bei -80oC geeignet sind. Dieses Vorgehen schließt auch die Materialien der Leukämiezellbank ein. Gewebsproben von Tumoren werden im Schnellschnittlabor nach Klassifizierung und Bestimmung des Tumorzellanteils als Kryoblock schockgefroren du bei -196°C in flüssigen Stickstoff eingelagert sowie als FFPE (Formalin-fixierte paraffin-eingebettete Probe) bei  Raumtemperatur gelagert vorgehalten.

Abb. 2 Probefluss vom Spender zu CBBMR

Für das Modul „Tumor und Inflammation“ wird der Spender um eine Blut-, Speichel- und Urin- gebeten. Die am Spender gewonnen Proben werden sowohl in der Labormedizin als auch im Biobanklabor prä-analytisch aufgearbeitet, um Fraktionen zu gewinnen, die für die Langzeitlagerung unter Tieftemperaturbedingungen bei -80oC geeignet sind. Dieses Vorgehen schließt auch die Materialien der Leukämiezellbank ein. Gewebsproben von Tumoren werden im Schnellschnittlabor nach Klassifizierung und Bestimmung des Tumorzellanteils als Kryoblock schockgefroren du bei -196°C in flüssigen Stickstoff eingelagert sowie als FFPE (Formalin-fixierte paraffin-eingebettete Probe) bei  Raumtemperatur gelagert vorgehalten.

Abb. 3 Biomaterialien, Prä-Analytik und Kryolagerung für das Modul „Tumor und Inflammation“

Um die Probenqualität auch bei sehr langen Lagerzeiten aufrechterhalten zu können, werden die Biomaterialien vor der Lagerung aliquotiert, um mehrfaches Auftauen zu verhindern. Zur Langzeitlagerung von Flüssigproben sollen in der 2. Aufbauphase zusätzlich  Lagermöglichkeiten im Tieftemperaturbereich geschaffen werden.

Abb. 4 Derzeitiger und geplanter Aufbau des Kryolagers

Die gesammelten Biomaterialien werden durch CBBMR treuhänderisch verwaltet und in einem standardisierten und transparenten Entscheidungsprozess nach allein wissenschaftlichen Kriterien für Studienzwecke an Nutzer ausgegeben. Eine umfassende Aufklärung über die Probennutzung durch CBBMR, eine verständliche Einverständniserklärung sowie ein mehrstufiges Pseudonymisierungsverfahren von Biomaterialen und den dazu gehörigen Daten sichert die Persönlichkeitsrechte der Spender. CBBMR arbeitet auf der Basis eines Ethikvotums und einer datenschutzrechtlichen Begutachtung durch die entsprechenden Autoritäten. Die QM-Zertifizierung von CBBMR wird angestrebt.

Wie können Biomaterialien der Biobank wissenschaftlich genutzt werden und wer darf Probenmaterial aus der Biobank nutzen?

Alle Einrichtungen des Fachbereichs Medizin an der Philipps-Universität Marburg können Biomaterialien, die in CBBMR gelagert werden, für Studienzwecke nutzen. In Kooperation mit Fachbereichsmitgliedern können auch externe Einsender und Partner Studien anhand von CBBMR-Biomaterialien durchführen.

CBBMR bietet drei Nutzungsmöglichkeiten an, die im konkreten Fall flexibel gehandhabt werden können:

1. Modul „Tumor und Entzündung“

Die im Modul gesammelten Biomaterialien werden ohne Kosten für den Nutzer allen forschenden Fachbereichsmitgliedern zugänglich gemacht.  

2. Einrichtung von Studienbiobanken im Rahmen von bewilligten Projekten

Im  Rahmen von klinischen und populationsbasierten Studien fallen zunehmend große Mengen an Biomaterialien an, die nicht ad hoc analysiert werden sondern einer geeigneten Lagerung zugeführt werden müssen. Die qualitätsgesicherte Lagerung von Studienproben spielt eine immer größer werdende Rolle bei der erfolgreichen Umsetzung von nationalen und internationalen Studienvorhaben. Da bereits die Bewilligung von Studienvorhaben durch potenzielle Förderer von der nachhaltigen Qualität der Probenlagerung abhängig ist, bietet CBBMR die Möglichkeit für Studienteams Probenmaterialien gegen eine Selbstkostenpauschale standardisiert und qualitätsgesichert einzulagern.

Ein Vetorecht auf dieses Probenmaterial sichert die exklusive Nutzung der eingelagerten Biomaterialien. Die probenspezifische prä-analytische Bearbeitung des am Spender gewonnenen Materials und die fachgerechte Langzeitlagerung erfolgt auf der Basis von Standard Operation Procedures (SOP). Ein schneller und flexibler Zugriff für das Studienteam ist jederzeit gewährleistet. Diese Serviceleistung wird entweder durch eine Vollkostenerstattung finanziert, die auf der Basis der Vollkostenkalkulation erfolgt oder durch einsprechende Drittmitteleinwerbung auf Projektebene entgolten.

3. Einrichtung von Studienbanken ohne konkrete Projektplanung

Kliniken, die an der Rekrutierung von Spendern beteiligt sind, wird ein a priori Vetorecht für die Biomaterialspenden eingeräumt, die von Patienten der eigenen Klinik gewonnen werden und im eigenen Forschungsfokus liegen. Auch hier wird ein Nutzungsentgelt erhoben, da diese Biomaterialien exklusiv für das Klinikteam erhoben werden.

Falls Aliquots dieser Materialien für andere Forschungsgruppen freigegeben werden, werden diese in die Modulsammlung und überführt und kostenfrei zur Verfügung gestellt.

Abb. 5 Nutzung der fachbereichsweiten Biobank und des Studienprobenlagers

Verbessertes Anschauungsmaterial für die Lehre

Zukünftig ist auch ein Beitrag von CBBMR zur Ausbildung von Medizinern und Humanbiologen am Fachbereich Medizin geplant. CBBMR möchte mit der Überlassung von Normalgewebe die anatomische Ausbildung von Studierenden der Medizin und Humanbiologie unterstützen. Das Studium von gesunden Gewebsanteilen ist ein essentieller Bestandteil der ersten Phase in der Ausbildung zum Arzt und Humanbiologen. Das Studium der Anatomie ist ohne die Verfügbarkeit von gesunden Gewebsanteilen, wie sie bei fast jeder Gewebeentnahme im Laufe einer Operation für die vergleichende Befundung benötigt werden, nicht denkbar. Mit der Nutzung dieser ansonsten verworfenen Normalgewebe im Lehrbereich der Anatomie leisten Spender einen wichtigen Beitrag zur optimalen Ausbildung der kommenden Medizinergeneration.

Welche Daten und wie werden diese Daten in CBBMR gespeichert?

Alle CBBMR gespeicherten Daten werden in pseudonymer Form gespeichert. Für die Pseudonymisierung der eingehenden Biomaterialien und den dazugehörigen Daten nutzt CBBMR ein Web-Programm, die Mainzelliste, welche speziell für die multizentrische Einsendung von Proben entwickelt wurde. Somit können auch Kooperationspartner, die nicht am Standort Marburg arbeiten, Proben pseudonymisiert einsenden. Um sicherzustellen, dass dieser Prozess eine Re-Identifikation des Spenders ausschließt, wird der Pseudonymisierungsdienst von einem dritten unabhängigen Partner, dem Koordinationszentrum für klinische Studien Marburg (KKS) betrieben.

Wichtige Spenderdaten wie Alter und Geschlecht werden gemeinsam mit der Probendokumentation gespeichert.  Alle  Kenndaten des Falles  werden in der Tumordokumentation, die der Erstellung von Krebsregistern dient, gespeichert. Diese Daten werden für die Biobank pseudonymisiert und in einer klinischen Datenbank hinterlegt. Alle weiteren Patientendaten verbleiben ausschließlich im Krankenhaus-Informationssystem (KIS). Ein direkter Zugriff auf  Personen-identifizierenden Daten durch CBBMR ist nicht möglich.

 

 

Abb. 6 Pseudonymisierung und Daten- bzw. Probenfluss vom Universitätsklinikum zur Biobank

Für Studienproben werden nur Daten gespeichert, die direkt zur Probe gehören (Einsender, Einsendedatum, Laufzeit, Probevolumen etc.).  Die Speicherung weiterer Studiendaten liegt allein in den Händen des Studienteams und erfolgt nicht in der Biobank.

Zur Nutzung von Biomaterialien aus CBBMR muss eine Materialanfrage an die Leitung von CBBMR gerichtet werden. Anhand der gespeicherten Kenndaten (Alter, Geschlecht, Entität, Klassifikation etc.) wird geprüft, ob entsprechende Proben in ausreichender Zahl vorhanden sind. Ein internes Advisory Board prüft nun die Relevanz, der Nutzen für Wissenschaft und Patienten, die Originalität sowie den innovativen Charakter der wissenschaftlichen Fragestellung und die zugrundeliegende Rationale der geplanten Studie. Liegt am Ende der Prüfung ein positives Votum dieses Gremiums, welches sich aus Nutzern, Einsendern und Vertretern von CBBMR zusammensetzt, vor, kann nach Erteilung eines entsprechenden Votums der Ethikkommission eine Herausgabe der Probe erfolgen. Einsender des angefragten Biomaterials haben ein Vetorecht. Ebenso wie die Probenaufnahme erfolgt die Probenausgabe nur nach erneuter Pseudonymisierung von Daten und Probenmaterial.

Probenmaterial, welches für Studien in CBBMR gelagert wird, kann nur vom Studienteam abgerufen werden. Nach Beendigung einer Studie können die verbliebenen Restmaterialien mit Zustimmung des Studienteams in die allgemeine Biobank überführt werden und stehen damit einem erweiterten Nutzerkries zur Verfügung.

Welche Entwicklung wird CBBMR bis 2020 nehmen?

2014/5 werden ca. 4800 Spender Biomaterialien für wissenschaftliche Zwecke zur Verfügung stellen.  Schätzungsweise 3500 Patienten werden ihre Biomaterialien CBBMR für Forschungszwecke überlassen, im selben Zeitraum werden Proben von ca. 1000 Teilnehmern der MACS, der ersten für die Biobankeinlagerung gewonnen Studie in CBBMR aufgenommen. Eine konservative Schätzung des weiteren Probenaufkommens bis zum Jahr 2020 zeigt, dass durch eine verbesserte Rekrutierung sowie durch ein wachsendes Probenaufkommen durch weitere Studien etwa 7700 - 8000 Spender am Ende dieses Zeitraums erwartet werden können.

Die Zahl der eingehenden Proben steigt nach dieser Schätzung von ca. 18000 Proben in 2014/5 auf 40000 Proben im Jahr 2020.

Insgesamt kann damit gerechnet werden,  dass bis 2020 insgesamt ca. 175000 Proben verarbeitet und 875000 Aliquots in CBBMR gelagert werden. Hierbei ist die Probenherausgabe bereits berücksichtigt worden.