도시 기반 코호트 임상검사 및 생체시료 수집, 2012 = Clinical Test and Biological Sample Collection for Urban Cohort Study

국문 초록 (Abstract)

[연구목적]
한국인 유전체역학조사사업의 일환으로서 당뇨병, 고혈압, 골다공증, 대사증후군 등을 중심으로만성질환 병인요소의 기초 자료와 생체자원을 수집하며, 장기 추적을 통한 만성질환 발생의 유전적환경적 위험요인을 규명하여 개별화된 예방대책을 수립한다.
궁극적으로는 질병으로 인한 국민의 부담 경감과 아울러 생명 연장, 질병예방, 삶의 질 향상을 도모하고자 2001년부터 대규모 코호트를 구축․운영하고 있으며, 수집검체에 대한 표준화된 임상검사를 실시하고 보관용 시료를 제작하여 주요 만성질환 관련 바이오마커를 분석해 향후 보건정책에 반영할 중요한 자원으로 활용된다. 따라서 본 연구에서는 표준화된 프로토콜에 따라 도시기반코호트 수집검체에 대한 임상검사를 실시하고 보관 시료를 제작함을 목적으로 하였다.
구체적인 목적은 다음과 같다. 첫째, 수집된 검체를 대상으로 임상검사를 실시하여 만성질환 관련 생체지표로 활용한다. 둘째, 최적화된 프로토콜에 따른 생체시료 제작을 통해 보관용 혈청, 혈장, 소변, gDNA를 제작하고 제작된 검체를 운송하여 질병관리본부에 제출한다. 셋째,개별 임상검사 및 검체 수집, 시료 제작 각 단계에 대한 내․외부 정도 관리를 지속 수행하여 양질의 검사결과와 보관용 검체의 질을 유지한다.
[연구방법]
본 연구는 전국 21개 참여기관을 기반으로 모집된 도시기반코호트 사업 참여자를 대상으로 실시하였다. 검진 참여에 동의한 대상자의 참여기관 방문시 채혈 및 채뇨를 실시하여 표준화된 프로토콜에 근거하여 원심분리 후 냉장 보관하였다. 수집된 검체와 인수대장은 매일 정해진 시간내에 녹십자의료재단 지점을 통해 인수되고 본사로 냉장 운송되었다. 본사로 운송된 검체는 검체수량 및 상태의 확인 후 LIS 시스템을 통하여 접수하고 임상검사 및 자원제작을 위한 전용 바코드를 해당 용기에 부착하여 분주되었다. 임상검사를 위한 시료는 도시기반코호트 전용 검사실로 인계하여 임상검사를 진행하였으며 질병관리본부 기탁용 혈청, 혈장, 소변 시료는 도시기반코호트 전용 청정실의 냉장테이블에서 분주되었으며 gDNA 자원제작은 오염방지를 위한 전용 자원 제작실에서 제작되었다. 제작된 자원은 질병관리본부 기탁시까지 녹십자의료재단 바이오뱅크에서 냉동보관 하였다. 임상검사결과는 녹십자의료재단 LIS 프로그램에서 자료를 다운로드 받아 주 1회 이상 질병보건통합관리시스템에 업로드하였다. 임상검사 결과, 제작시료현황, 검체 질 관리 결과 등은 매월 발주부서에 보고하였다. 제작된 자원은 협의된 요일에 질병관리본부 생물자원은행과에 냉동운송 하였다.
[연구결과]
본 연구의 참여자는 2012년 4월 2일부터 2012년 11월 30일까지 전국 21개 도시기반코호트 참여기관을 방문한 건강검진 대상자로 사업 목표인원 24,000명중 현재까지 총 19,249명이 본 사업에 참여하였다. 신규 참여자가 6,945명, 추적 참여자가 12,304명으로 4월부터 11월까지의 누적 진행률은 80.2%이다. 진행중에 임상검사만 실시하고 자원제작 철회를 요청한 건수는 25건으로 집계되었다. 검체 운송과정의 질 관리를 위하여 실시한 온도 모니터링 분석 결과 연구기간 동안 모든 참여기관에서 본사까지의 평균 운송 온도는 평균 5.9℃로 냉장유지 허용범위 2~8℃내로 유지되었으며 실시간 위치추적 시스템(GPS)을 적극 활용하여 이동 중 검체의 유실 및 운송 사고를 방지하여 차질없이 진행하였다.
임상검사 분석은 신규 참여자 6,945명, 추적 참여자 12,304명에 대하여 실시하였으며 매일 분석전, 분석중, 분석후 3회의 정도관리를 실시하여 일내 오차를 최소화시키기 위한 질 관리를 진행하였다. 해당 임상검사 항목에 대하여 국내외 정도관리에 적극적으로 참여하여 양질의 검사의 질을 확보하였고 검사실의 모든 내부 정도관리는 팀장과 책임전문의가 적극적으로 관리하였다.
분석은 임상화학 검사 18종, 면역분석 1종, 혈액응고 1종, 혈액학 검사 8종을 수행하였으며 검사완료 후 최종 결과 보고 전까지 3단계의 교차 점검을 통하여 원내 전산에 등록하고 질병보건통합관리시스템을 이용하여 임상검사 결과를 업로드 하였다.
기탁시료는 혈청 174,216 vials, 혈장 175,643 vials, Urine 14,768 vials, gDNA 18,383 vials이 4월 부터 11월 기간 내에 협의된 요일에 기탁되었으며 vial 제작률은 혈청 97.2%, 혈장 99.6% 이었다. 제작된 생체시료 및 gDNA는 질병관리본부에 기탁 전까지 바이오뱅크 도시기반코호트 전용 냉동고 (-70℃)에서 보관하였다가 질병관리본부 생물자원은행과에 냉동 운송하였다. gDNA 6,945건에 대하여 DNA 질량 30ug 이상인 경우는 6,940건 (99.9%), 농도 500ng/㎕ ± 10% 기준으로 6,940건으로 99.9% 적합하였으며 260-280, 260-230 ratio에서 벗어나는 건수는 각각 3건(0.04%), 3건(0.04%)이고 16s rRNA PCR은 오염된 건이 발생되지 않고 모두 적합으로 분석되었다.
[결론]
본 연구 결과는 대규모 도시기반코호트의 생체시료 수집 및 운반 표준 프로토콜을 준수하고 수집검체에 대한 표준화된 임상검사를 실시하여 우리나라 인구의 만성질환 분포 및 관련 특성을 대표할 수 있는 통계량 산출 자료를 제공하였고 검체관리에 대한 지속적인 정도관리를 통해 임상검사 및 보관 생체시료의 질적인 향상과 관리향상에 크게 기여한 것으로 사료된다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

[Purpose]
The purpose of this research is to produce basic clinical data and biological resources for searching etiological factors causing chronic diseases like diabetes, high blood pressure, osteoporosis, metabolic syndrome, etc. As the part of Korean Genome and Epidemiology Study, the products of our study are useful for establishing individualized preventive measures by investigating genetic and environmental risk factors of chronic diseases through long-term follow up. A large scale cohort has been established and operated since 2001 to promote life prolongation, disease prevention, and enhancement of life quality along with reducing burdens of people coming from diseases in the long run. Standardized clinical tests are conducted for the collected samples and bio-specimens are produced after analyzing bio-markers related to main chronic disorders in order to use them as important resources to be reflected on health policy in future. Thus, this research aimed to conduct a clinical test on the collected urban cohort samples according to the standardized protocol and to produce bio-specimens for long term repositories.
Detailed purposes are as follows. First, conduct a clinical test on the collected sample and use it as a biological index related to chronic diseases. Second, processing blood serum, plasma, urine, and extracting gDNA for bio-specimens based on the optimized protocol, and deliver and submit them to Korean Centers for Disease Control and Prevention. Third, continuously perform internal and external quality control on each stages of individual clinical test, specimen collection, and bio-specimen processing in order to maintain high quality test results and bio-specimens.
[Methods]
This research was conducted on targets participated in urban cohort project who were recruited based on 21 participant centers throughout the country. Blood and urine were collected from the participants who agreed to participate in medical examination when they visited the target center, and the collected samples went through a centrifuge process based on the standardized protocol and stored in a refrigerator. The collected samples and transfer logs were transferred through the GCLabs branch at a fixed time everyday, and delivered to the headquarter under refrigeration. The samples delivered to the headquarter were received through LIS system after checking its quality and condition, and an dedicated bar code for clinical test and bio-specimen making was attached to the tube before aliquot. Samples for clinical test were transferred to a special test room for urban cohort, and blood serum, plasma, and urine samples to be delivered to Korea Centers for Disease Control and Prevention were divided in a refrigeration table of a special clean room for urban cohort. Making of gDNA resource was conducted in a dedicated clean room for prevention of contamination. The produced resources were deep-frozen in biobank of GCLabs until they were delivered to Korea Centers for Disease Control and Prevention. Clinical test results were up-loaded to Disease and Health Integrated Management System more than once a week by downloading data from LIS program of GCLabs Clinical test results, bio-specimen process, and specimen quality control results were reported to the ordering department every month. The produced resources were transported to National BioBank of Korean of Korea Centers for Disease Control and Prevention under frozen state.
[Results]
Participants of this research are routine health check-up subjects who visited 21 centers participated in urban cohort throughout the country from April 2, 2012 to November 30, 2012. A total 19,249 persons out of 24,000 target persons have participated in this project so far. New participants are 6,945 persons and tracking participants are 12,304 persons, which gives 80.2% of the accumulated progress between April and November.
There were total 25 cases of only conducting a clinical test and requesting withdrawal from making bio-specimens. As a result of temperature monitoring that was conducted for quality control of sample transportation, the average temperature during transportation from all participating centers to the headquarter during the research period was 5.9℃, which was within 2~8℃ of the allowable range of refrigeration. Global Positioning System (GPS) was used to prevent loss of samples and transportation accidents.
Clinical test analysis was conducted on 6,945 new participants and 12,304 tracking participants. Quality control was conducted three times a day before analysis, during analysis, and after analysis in order to minimize daily error. The quality of test was verified through active participation in domestic and international quality control programs on the relevant clinical test items. All internal quality control data was reviewed by the team leader and responsible laboratory specialists.
18 clinical chemistry tests, 1 immunoassay analysis, 1 blood coagulation, and 8 hematological tests were conducted for analysis. Results were registered in GCLabs LIS system after 3 stages of cross check until the final report and up-loaded through CDC System
The bio-specimens include 174,216 vials of blood serum, 175,643 vials of plasma, 14,768 vials of urine, and 18,383 vials of gDNA. They were transported on the discussed dates from April to November, and vial production rate was 97.2% for serum and 99.6% for plasma.
The produced bio-specimens and gDNA were stored in a dedicated biobank deep freezer (-70℃) for urban cohort until they were delivered to Korea Centers for Disease Control and Prevention, and they finally delivered to National Biobank of Korea.
Out of 6,945 gDNA, there were 6,940(99.9%) cases with over 30ug of DNA mass, which was 99.9% suitable based on 500 ng/㎕ ± 10%, and there were each 3 cases (0.04%) and 3 cases (0.04%) that didn't meet the quality required at OD 260-280 and 260-230, respectively. No contaminated case was found in 16s rRNA PCR.
[Conclusion]
This research show distribution of chronic diseases of Korean populations and its relevant characteristics by following standardized protocol for collecting and transporting biological sample of a large scale urban cohort, and conducting the standardized clinical test. It also greatly contributed to qualitative improvement of clinical test and stored biological samples through continuous quality control.