a DoD közös patológiai központ, mint forrás a kutatók számára

absztrakt

a Védelmi Minisztérium közös patológiai központja (JPC) a világ legnagyobb emberi patológiai példánygyűjteménye, amely mintegy 7,4 millió csatlakozást tartalmaz. A Biorepository, amely a polgárháború alatt kezdődött, mint a hadsereg orvosai által végzett orvosi és sebészeti eljárásokból nyert anyagok gyűjteménye, diagnosztikai célokra nyert példányokat és kapcsolódó adatokat tartalmaz. Számos példánygyűjteményt is tartalmaz katonai személyzetből, akik közösek voltak, szolgáltatással kapcsolatos expozíció vagy egészségi állapot. Ez a cikk, amely a 2012-es Orvostudományi Intézet “a védelmi minisztérium BIOREPOZITORY jövőbeli felhasználása” című jelentéséből készült és adaptált, 1 összefoglalja az adattárra, a múltbeli felhasználásokra és a jövőbeli működési kérdésekre és kihívásokra vonatkozó információkat, amelyekkel a JPC szembesül, amikor kidolgozza a műveletek koncepcióját, amely lehetővé teszi számára, hogy erőforrásként haladjon előre a kutatók számára.

bevezetés

a közös patológiai központot (JPC) a 2008.évi Honvédelmi engedélyezési törvény (PL 110-181, 722. szám) hozta létre, hogy “a szövetségi kormány patológiai referenciaközpontjaként szolgáljon.”A Védelmi Minisztérium (DoD) Egészségtudományi Egyetemének egyenruhás szolgáltatási égisze alatt működik. Az egyik a 4 feladatokat, hogy a jogszabályok rendel a JPC a karbantartás, korszerűsítés, és hasznosítása a korábbi fegyveres erők Institute of Pathology (AFIP) szöveti Adattár (a másik 3 feladatok (1) diagnosztikai patológia konzultációs szolgáltatások az orvostudomány, fogászat, és állatorvosi tudományok; (2) patológia oktatás, hogy tartalmazza diplomás orvosi oktatás, beleértve a rezidens és ösztöndíj programok, és a folyamatos orvosi oktatás; és (3) diagnosztikai patológia kutatás ). Nagy volt az érdeklődés a Szövetraktár orvosi kutatásokra való felhasználása iránt, és a védelmi egészségügyi Testület “pótolhatatlan nemzeti és nemzetközi kincsnek” ítélte.2 Ez a cikk a gyűjtemény történetével, múltbeli felhasználásaival, valamint a jövőbeli kutatási értékével és a kutatók általi tanulmányozáshoz való hozzáférhetőségével kapcsolatos kérdésekkel foglalkozik.

háttér: a fegyveres erők patológiai Intézetének és a közös patológiai központnak a létrehozása és története

a jelenleg a JPC birtokában lévő biospecimensgyűjtemény az amerikai polgárháborúból származik. A hadsereg orvosi Múzeumát 1862-ben alapította hadsereg sebész tábornok dandártábornok William Hammond.3 azt a feladatot kapta, hogy összegyűjtse és katalogizálja a morbid anatómia minden olyan példányát, amely érdekes lehet a katonai orvoslásban. A múzeum elsősorban referenciagyűjteményként szolgált, de a látogató közönséget is befogadta. A múzeumot 1910-ben osztották fel a patológiai osztályra és az oktatási laboratóriumra, kezdve átalakulását raktárból konzultációs, kutatási és oktatási létesítménygé.

az 1920-as évek elején a múzeum az Ophthalmology and Otolaryngology Akadémiával együttműködve létrehozta az első nyilvántartást. A nyilvántartások olyan eszközt biztosítottak, amellyel a különféle specialitásokat képviselő orvosi társaságok adományozhattak anyagokat, ezáltal erősítve és diverzifikálva a múzeum gyűjteményét, megőrizve az értékes példányokat az orvosi közösség számára, és kapcsolatot teremtve a civil kutatók és a múzeum munkatársai között.4 A következő években számos más nyilvántartást hoztak létre, beleértve a nyirokdaganatok (1925), a hólyagdaganatok (1927), a fog-és szájpatológia (1933) és a bőrgyógyászat (1937) nyilvántartását. A bevezetése a nyilvántartások és a folyamatos csatlakozása több ezer kóros példányok havonta vezetett a múzeum átnevezték a hadsereg Institute of Pathology 1946.4 példányok előtt kapott az Egyesült Államok hadüzenet Németország ellen április 2, 1917 osztották be a hadsereg Orvosi Múzeum, bár azok csatlakoztak ezen időpont után vált ismertté, mint a központi adattár.5

a második világháború újabb példányokat hozott az adattárba, és velük együtt új megbízást kapott az Egyesült Államok fegyveres erőinek és a veteránok adminisztrációjának (ma Veteránügyi Minisztérium) Központi patológiai laboratóriumaként.4 a misszió bővítésének elismeréseként az intézetet 1949-ben AFIP-nek nevezték el. Az új Csatlakozások száma az 1950-es években tovább nőtt, évente mintegy 75 000-et elérve.6 az időszak intézményi növekedése magában foglalta az ágak bevezetését laboratóriumi állatokban; új erőfeszítések az űrkutatásban, a repülésben, a törvényszéki és a földrajzi patológiában; és a katonai és polgári konzultációk, valamint az oktatási és kutatási programok bővítése. Több mint 200 biorepozitív anyagot használó kutatást végeztek csak 1955-1960-ban.4

tudományos és technológiai fejlődés olyan területeken, mint a DNS-elemzés, mikroszkópia, és a digitális képfeldolgozás ösztönözte AFIP munkáját az 1980-as és 1990-es években. az AFIP Department of Forensic Sciences lett a fegyveres erők Medical Examiner System (AFMES) 1988-ban. A fegyveres erők DNS-Azonosító laboratóriuma 3 évvel később felszívódott az AFMES-be. Ez a központosított rendszer lehetővé tette az aktív szolgálatban bekövetkezett halálesetek felügyeletét, és a védőfelszerelés és a sürgősségi orvoslás fejlesztéseinek kutatásához vezetett.

a korszak a háborús és kohorsz nyilvántartások sorozatának első létrehozását is látta, amelyeket a Kongresszus irányításával vagy a Veterans’ Administration vagy a DoD kezdeményezésére hoztak létre.7 ezek közé tartoznak azok a nyilvántartások, amelyek a Perzsa-öböl háborújában, az Iraki Szabadság műveletben és a Tartós Szabadság műveletben részt vevő katonai személyzetről szólnak; volt hadifoglyok; azok, akiknél a leishmaniasis diagnózisát diagnosztizálták; valamint azok, akik Orange ügynöknek, szegényített uránnak, idegméregeknek vagy beágyazott fémdaraboknak voltak kitéve.8 az adattár szinte minden más anyagától eltérően az ezekben a nyilvántartásokban található adatokat és példányokat az intézményi felülvizsgálati testület által felülvizsgált kutatási protokollok szerint gyűjtötték.7

ahogy belépett a 21.századba, az AFIP repository továbbra is jelentős erőforrásként szolgált az orvosi közösség számára, munkatársai oktatási és diagnosztikai szolgáltatásokat nyújtottak, és kutatással javították az ismereteket. Rezidens képzés, ösztöndíjak, posztgraduális rövid kurzusok, továbbképzés és előadások biztosítottak mind a hazai, mind a nemzetközi egészségügyi szakemberek számára, míg a legmodernebb technológiákat alkalmazták a patológia és más tudományok terén.4 nevezetesen, egy csapat több mint 50 adattár személyzet használt DNS-elemzés és más módon azonosítani maradványait visszanyert szeptember 11, 2001, terrortámadások a Pentagon és a Shanksville, Pennsylvania, crash site—1 A legátfogóbb törvényszéki vizsgálatok az amerikai történelem.4

az 1990. évi bázis Átrendeződésről és bezárásról (BRAC) szóló törvény (PL 101-510) formalizált egy mechanizmust a katonaság hatékonyságának javítására a műveletek lezárásával és megszilárdításával. A BRAC Bizottság 2005. évi ajánlása az AFIP—a Nemzeti Egészségügyi és Orvostudományi Múzeum és a szövetraktár kivételével—felszámolására, valamint az AFMES és a DNS-nyilvántartás áthelyezésére szólított fel.9 válaszul a Védelmi Minisztérium újraértékelte patológiai szolgálatainak adminisztrációját és hatókörét.

az AFIP felszámolása aggodalmakat vetett fel a klinikai diagnosztikai és kutatási patológiai közösségekben, amelyek középpontjában a személyzet szakértelméhez való gyors hozzáférés elvesztése állt.10 a National Defense Authorization Act of 2008 (PL 110-181, kb 722) létrehozta a JPC-t, hogy magába szívja az AFIP repository gyűjteményeket, és folytassa a konzultációs szolgáltatásokat, az oktatást és a kutatást.

az AFIP polgári konzultációs missziója 2010 szeptemberében megszűnt, és a JPC 1.április 2011-én vállalta a felelősséget a katonai egészségügyi rendszer és más szövetségi kormányzati szervek eseteinek elfogadásáért. A JPC 2011 szeptemberében kezdte meg teljes működését.

áttekintés: A JOINT PATHOLOGY CENTER REPOSITORY

2011-től a JPC tissue repository mintegy 7-et tartalmazott.4 millió csatlakozás, így ez a világ legnagyobb emberi kóros példányainak gyűjteménye. A csatlakozások közül mintegy 3,2 millió a központi adattár (más néven központi gyűjtemény) része, amely elsősorban biológiai anyagokból áll, amelyeket 1917 óta katonai, más kormányzati és polgári egészségügyi szolgáltatók konzultációra nyújtottak be. A fennmaradó 4,2 millió csatlakozott eset a Brac-folyamat alatt bezárt katonai kezelő létesítmények anyagából áll. Ezek abban különböznek a központi gyűjtéstől, hogy a rutinszerű orvosi ellátás során gyűjtött adatok és minták teljes körét tartalmazzák.

mindent egybevetve, az adattár tartalmazza

• — 55 millió üveg csúszda.

• — 31 millió paraffinba ágyazott szövetblokk.

• — 500,000 700 000 nedves szövetmintára.

• — 29 szöveti mikroarray vizsgálatok, amelyek mindegyike több száz mintát tartalmazhat.

• — digitalizált radiológiai képek.

• — Állatorvosi patológiai minták.11

a szövetminták (paraffinba ágyazott szövetblokkok és formalinnal rögzített szövetek) alkotják az orvosi és alaptudományi kutatásokhoz használható anyagok többségét. Ezek nem korlátozódnak a ritka és ritka betegségekre, hanem a világ legnagyobb rendelkezésre álló szövetmintagyűjteményeit képviselik betegségenként. A csatlakozások nemcsak neoplasztikus folyamatokat foglalnak magukban, hanem nem neoplasztikus példányokat is, például fertőző és trópusi betegségeket.

a JPC gyűjteményhez azonban számos olyan kérdés kapcsolódik, amelyek korlátozhatják annak használatát a kutatásban. Ezek közül sok jellemző az összes régebbi biológiai anyaggyűjteményre és olyan gyűjteményekre, amelyeket nem kutatási célokra gyűjtöttek össze.12,13

a mintákat különböző körülmények között és különböző protokollok szerint gyűjtötték, amelyek részleteit ritkán rögzítik a JPC-n. Bár most már klimatizált tárolókban tartják őket, ez csak az 1980-as évek közepe óta volt így, és az idősebb példányok valószínűleg magas hőnek és páratartalomnak voltak kitéve. Mindezek a tényezők ronthatják elemzésüket bizonyos technológiák alkalmazásával. Ezenkívül a csatlakozásokhoz kapcsolódó adatok példányonként és túlóránként változnak. Sok minta korlátozott klinikai információval rendelkezik, és nagyon korlátozott vagy semmilyen nyomon követési információ nem kapcsolódik hozzájuk. Így nehéz lehet nagyobb, általánosabb felméréseket végezni az anyagokról. A minták túlnyomó többségét klinikai ellátásra szerezték be, és nincs rögzített külön hozzájárulás a kutatásban való felhasználásukhoz. Ezeket a kérdéseket a biospecimenseket érintő változó jogi és szabályozási környezet fényében kell kezelni, a KPC-adattár kutatók számára történő szélesebb körű megnyitásának folyamata részeként.

Asterand, az emberi szövetek és biofluidok kereskedelmi szállítója 2007 szeptemberében szerződött az Uniformed Services University of the Health Sciences-szel, hogy felmérje adatbázisainak pontosságát és teljességét, és elemezze a minták állapotát. Jelentésük további részleteket tartalmaz a gyűjteményben lévő anyagok minőségéről és jövőbeli kutatási célokra való alkalmasságukról.6

a közös patológiai központ BIOREPOZITÓRIUMÁNAK korábbi kutatási felhasználása

a JPC biorepozitórium megőrzésének egyik elsődleges oka az, hogy a gyűjteményből származó példányok fontos szerepet játszanak a közegészségügyi kérdések kezelésében.14 ennek legszembetűnőbb példája az 1918-as influenzavírus szekvenálásához használt szövetminták használata, amelyek világszerte több mint 40 millió embert öltek meg. Ez a kutatás nagy jelentőséggel bírt, mivel nyomokat adhat a jövőbeni influenzajárványok elkerülésére vagy enyhítésére. 1995-ben Jeffery Taubenberger, az AFIP molekuláris patológiai Osztályának vezetője által vezetett kutatócsoport olyan technológiát alkalmazott, amely képes RNS-fragmenseket kivonni formalinnal rögzített, paraffinba ágyazott szövetből az 1918-as influenzavírus szekvenálására.15 a kutatók több mint 100 boncolási esetet vizsgáltak meg a pandémiából, amelyeket az AFIP biorepozitorban tároltak, és 1 esetet találtak, amely pozitívnak bizonyult az influenza RNS jelenlétére. Ebből a mintából 4 génszegmenst szekvenáltak, amelyekből kiderült, hogy a kórokozó H1N1 influenza a vírus volt. Félő volt, hogy nem lesz elegendő anyag a teljes genom szekvenálásához. Szerencsére egy másik tudós, Johan Hultin fertőzött tüdőmintát adott az intézetnek egy 1918-as influenza áldozatától az alaszkai Brevig misszióban, akit exhumált.16 a kutatók összehasonlították mindkét minta egyik génszegmensének szekvenciáját egy harmadik 1918-as influenzaminta szekvenciájával, amelyet az AFIP biorepozitóriumban találtak egy második szűrési kör után 1997-ben, és felfedezték, hogy a három majdnem azonos. A kutatók úgy döntöttek, hogy a genom többi részét a legtöbb anyagot tartalmazó minta, az alaszkai eset felhasználásával szekvenálják. Végül az AFIP adattárból származó szövetminták fontos szerepet játszottak az 4 11 génszegmenseinek szekvenálásában az 1918 influenzavírusból. 2008-ban Taubenberger csapata az AFIP repository-ban 58 1918-as influenzajárványból származó esetet és “epidemiológiai, patológiai és mikrobiológiai adatokat vizsgált meg 8398 postmortem vizsgálatról”, hogy megállapítsák, hogy a pandémia elsődleges oka a másodlagos bakteriális tüdőgyulladás volt.17 Az adatok korrelálnak az 1957-es és az 1968-as influenzajárvány megállapításaival is, és elősegítik a jövőbeli járványok tervezését.

az AFIP biorepozitory példányai a történelem során más felfedezések szempontjából is fontosak voltak. Az amerikai hadsereg LTC Joseph Woodward volt az első patológus az intézetben, amelyet akkor a hadsereg orvosi Múzeumának hívtak. 1862-ben szövetrészeket készített a polgárháború áldozatainak boncolásából, akik krónikus hasmenésben szenvedtek. Woodward ezeket a szakaszokat arra használta, hogy forradalmasítsa a szövettan területét az Egyesült Államokban azáltal, hogy szintetikus anilinfestékeket alkalmazott a szövet bizonyos részeinek megfestésére—ezt a gyakorlatot önállóan fejlesztették ki 2 évvel korábban Németországban, de még nem érte el az Egyesült Államokat.18,19

mintegy 100 évvel később, amikor a kutatók megvizsgálták a Reye-szindrómában szenvedő gyermekek biorepozitív eseteit, azt találták, hogy a szindróma a szalicilát (aszpirin) használatához kapcsolódik a bárányhimlő és a felső légúti fertőzések kezelésére.20 a felfedezés után a Food and Drug Administration figyelmeztetést adott ki az aszpirin használatáról olyan gyermekeknél és csecsemőknél, akik influenzában vagy bárányhimlőben szenvedtek, és a figyelmeztetés korrelált a Reye-szindróma előfordulásának csökkenésével.

az AFIP kutatói 2003 és 2005 között megvizsgálták és elvégezték az Irakban és Afganisztánban elhunyt amerikai tengerészgyalogosok boncolását. A megszerzett adatok befolyásolták csapataink védelmét és kezelését. Például a kutatók megállapították, hogy a vállat, a hátat, a mellkasot és az oldalt védő páncél megakadályozhatja a legtöbb halálos sérülést. 21, 22; ennek eredményeként a DoD hatékonyabb testpáncélt fejlesztett ki a katonai személyzet számára.23 testszkennelésből kiderült, hogy az összeesett tüdőben szenvedő szolgálati tagokba behelyezett tűk és csövek túl kicsik voltak a katonai személyzet körülbelül felének. Ez a megállapítás arra késztette a DoD-t, hogy vastagabb csövekre váltson az összeomlott tüdő kezelésére.23,24 végül az AFIP-ben archivált mintákat olyan ritka betegségek leírására használták, mint a papillomatosis25 és a hibernoma,26, hogy könnyebben diagnosztizálhatók legyenek.

a biorepozitor 2011-es története4 számos további példát tartalmaz arra vonatkozóan, hogy eszközeit hogyan használták fel a fegyveres szolgálatok tagjainak és a lakosság egészségének előmozdítására.

az Orvostudományi Intézet ajánlásai a JPC TISSUE REPOSITORY használatára vonatkozóan

mivel az AFIP-ről a JPC-re való áttérés 2010-ben zajlott, a DoD felkérte az Orvostudományi Intézetet (IOM), hogy hívjon össze egy szakértői bizottságot, amely tanácsot ad a biorepository működésével és gyűjteményének kezelésével kapcsolatos számos kérdésben. A feladatnyilatkozatában feltett kérdések a minták konzultáció, oktatás és kutatás során történő megfelelő jövőbeni felhasználásával kapcsolatos kérdésekre összpontosultak. Válaszul az IOM szakértői bizottságot hívott össze, felsorolva az elismerésekben, hogy válaszoljon ezekre a kérdésekre. Elkészítette a 2011. évi jelentést “a Védelmi Minisztérium jövőbeli felhasználása közös patológiai központ Biorepozitory” 1 amelyből a cikk jelentős részeit kivonják vagy adaptálják.

az IOM bizottságának jelentése arra a következtetésre jutott, hogy a JPC adattár anyagaihoz való széles körű hozzáférés lehetővé tétele az orvosi és tudományos ismeretek fejlesztése révén elősegíti a közjót. A DoD számára is előnyös, mivel elősegíti a betegség meghatározó tényezőire és a jó egészségre vonatkozó információk fejlesztését a szolgálati tagok és veteránok körében. Megtette, bár, azonosítsa a repository biospecimens kutatási anyagok erőforrássá történő átalakításával kapcsolatos jelentős kihívásokat.

a jelentés két átfogó témával foglalkozott: működési megfontolások és az anyagok használatával kapcsolatos etikai, jogi és szabályozási környezet. A fent említett átfogó kérdés a gyűjtemény egyes biospecimenseinek és a kapcsolódó adatoknak a kutatási célokra való hasznosságával kapcsolatos bizonytalanság. A Bizottság ajánlásokat tett a protokollokra vonatkozóan, hogy iránymutatást adjon a JPC azon döntéseihez, hogy mikor kell megőrizni a potenciálisan hasznos anyagokat, és mikor kell ártalmatlanítani azokat a példányokat, amelyeknek nincs sem klinikai felhasználása, sem egyedi kutatási vagy oktatási értéke. Javaslatokat tettek továbbá a legjobb gyakorlatokra, eljárásokra és biztosítékokra vonatkozóan, amelyek célja a szövettár széles körű használatának megkönnyítése.

a jelentés kiterjedt vitát és ajánlásokat is tartalmazott azon összetett megfontolások tekintetében, amelyek meghatározzák, hogy a klinikai célokra gyűjtött minták felhasználhatók-e kutatásra, és ha igen, mikor. Iránymutatást adott a JPC-nek olyan politikák és folyamatok kidolgozásához, amelyek nemcsak átláthatóságot és tiszteletet mutatnak azon alanyok számára, akiknek példányai vannak, hanem elég rugalmasak ahhoz, hogy alkalmazkodjanak a változó szabályozási és jogi követelményekhez, valamint a magánélet és az információbiztonság változó etikai normáihoz.

a küszöb kérdése, amellyel a JPC-nek szembe kell néznie az adattár használatának megkönnyítése során, a biospecimensgyűjteményének hasznosságával kapcsolatos bizonytalanság. A minták preanalitikus kezelésében, a minták előkészítésében és rögzítésében, a rögzítés utáni kezelésben és tárolásban, valamint a kísérő dokumentációban bekövetkező eltérések nagymértékben befolyásolják a minták alkalmasságát bizonyos elemzési formákra. Ez nem azt jelenti, hogy az ilyen példányok értéktelenek, de azt jelzi, hogy az ilyen adattár üzemeltetőinek körültekintőnek kell lenniük elvárásaikban és reprezentációikban. A technológia fejlődése kétségtelenül megváltoztatja azokat a kritériumokat, amelyek meghatározzák, hogy az egyes példányok alkalmasak-e a célra, oly módon, hogy kevesebb vagy több hasznos lehet.

mint a ritka és ritka betegségek szövetmintáinak egyetlen forrása, és mint a világ legnagyobb példánygyűjteménye betegségcsoportok szerint, a JPC nemcsak egyedülálló lehetőséget kínál a katonai és veterán populációk egészségügyi kérdéseivel kapcsolatos kulcsfontosságú kérdések megválaszolására, hanem a szélesebb körű orvosi kutatói közösség támogatására is. A központ elismeri, hogy a repository használata a kutatásban olyan szervezett megközelítést igényel, amely ösztönzi a partnerségeket, és foglalkozik az IOM jelentésben felvázolt jelentős kihívásokkal. A JPC az IOM ajánlásainak felhasználásával fejleszti működési koncepcióját, és arra számít, hogy az adattár a 2016-os pénzügyi évre készen áll a kutatásra.

köszönetnyilvánítások

a cikk jelentős részei kivonatoltak vagy adaptáltak a 2012-es Orvostudományi intézetből jelentés a Védelmi Minisztérium közös patológiai Központjának Biorepozitóriumának jövőbeli felhasználásairól. Ezt a jelentést az AFIP szöveti Adattárának megfelelő felhasználásának felülvizsgálatával foglalkozó bizottság írta, miután áthelyezték a közös patológiai központba: James Childress (elnök), Alexander Capron, Carolyn Compton, Kelly Edwards, Bradley Malin, Guido Marcucci, Robert Reddick, Frederick Schoen, Michael Shelanski, Robert West, Ignacio Wistuba és Susan Wolf.