1 Humane nasjonale biobanker fra visjon til virkelighet Kristian Hveem, leder HUNT biobank/nasjonale CONOR-biobanken nestleder Biohealth Norway
2 Helseundersøkelser og biobanketablering av økende betydning for: Forbyggende medisin: Kartlegge miljømessig forhold og sammenhengen mellom arv og miljø Helseovervåkning Følge utvikling av folkehelsa - fedmeepidemien Tidlig diagnostikk Påvisning av biologiske markører av betydning for sykdomsutvikling Utvikling av mer effektive medisiner: Klarere terapeutiske mål og skreddersydd medisinering
3 En nasjonal biobankplattform BIOHEALTH NORWAY (FUGE 1 og 2) Mor/barn studien (MoBa) n=150,000 (2005) n=250,000 (2008) CONOR n=180,000 (2005) n=250 000(2008) Regionale helseundersøkelser Tromsø IV 27 000 HUNT 2 65 000 HUSK 25 600 HUBRO 23 000 OPPHED 13 000 TROFINN 15 000 HUNT 3 60 000 Totalt 228 600
4 Nasjonal Biobank 2003
5 Hva er nord-trøndernes bidrag innen epidemiologisk forskning?
6 HUNT STUDY DESIGN Identifying end points by Unique Personal Identifiers National registries Cause of death Medical birth Cancer Family Prescription Local endpoint reg. CVD, DVT/PE Fractures Diabetes Cross-sectional Association study Timetrends Prospective design Timetrends Prospective design HUNT1(84-86) 75 000 Questionnaires Clincal exam. HUNT 2 HUNT2(95-97) 75 000 Questionnaires Clincal exam. BIOBANK HUNT 2 HUNT 3 (2006-08) 65 000 Questionnaires Clincal exam. BIOBANK
7 Den vitenskapeige kapital i HUNT-prosjektet HUNT 1 HØYKAPASITETS GENOM-FORSKNINGSLAB. VED DMF 10 år SENTRALE REGISTRE HUNT 2 BIOBANK ENDEPUNKT (sykdom/død) HUNT 3 10 år BIOBANK REGIONAL FORSKNINGS- BIOBANK
8 HUNT biobank Etablert oktober 2006 Levanger
9 En nasjonal norsk biobank Etablert i 2006 som en del av HUNT Biobank Ivaretar prøver fra inntil 250 000 personer (CONOR) State-of-the-art infrastruktur Arbeider mot ISO-sertifisering av alle prosedyrer og delvis akkreditering innen 2008 Bar-coded data management gjennom alle ledd integrert gjennom et eget LIMS-system Sporbarhet av alle prosesser HUNT nr. Full-automatisert håndtering, fraksjonering og fordeling av prøvemateriale Automatisert DNA isolasjon Helgenom-kopiering av DNA Automatisert enhet for lagring og uthenting av prøver på minus 20 grader er under installering Komplett lager for nedfrysing på flytende Nitrogen (1.5 millioner cryorør) er etablert Høy-kapasitets genotyping
10 Dagens personellressurs HUNT Biobank er en del av HUNT Forskningssenter (ISM) Daglig leder (klinisk epidemiologi) Laboratorieleder 10 avdelingsingeniører/bioingeniører fordelt på 8 årsverk alle med hvert sitt ansvarsfelt for spesielle funksjoner/oppgavefelt og instrumenter (superbrukere) IT-ansvarlig, LIMS-manager 2 professorat + 1 seniorforsker (klinisk epidemiologi, molekylær biologi, celle biologi) 3 PhD-stipend, knyttet HUNT biobank
11 Major activities Sample handling and storage Data management Quality assurance DNA-extraction/normalization and quality control SNP-genotyping DNA-distribution site also delivering on plates Whole Genome Amplification Genetic epidemiological research National Biobank
12 Materiale i HUNT Biobank (Mai 2008) Material Individuals No of aliquots Storage temp. ( o C) DNA (National biobank/conor) Isolert fra 110 000 200 000 1.100 000-20 Serum (HUNT2 and 3) 110 000 1.200 000-80/-180 Plasma (HUNT3) 60 000 300 000-80/-180 Buffy Coat (HUNT3) 60 000 120 000-80/-180 Immortaliserte celler (HUNT3) 60 000 120 000-180 Environment - trace elements/metalls (HUNT3) 35 000 245 000-80/-180 RNA (Tempus tubes) 30 000 30 000-80 Buccal cells on FTA-paper (Young HUNT3) 10 000 10 000 Ambient Urine samples (fresh frozen) 15 000 15 000-80
13 Hvorfor store cohorter? CONOR cases of first cancer diagnosis in the Norwegian Cancer Registry after the first examination 1994-2006* among 173,243 cohort members Cancer site (ICD-7) Total Men Women <70y 70y+ <70y 70+y 140-8,160-1 Head and neck 227 96 64 44 23 151 Stomach 268 54 89 42 83 153-4 Colorectal cancer 2217 582 631 528 476 157 Pancreas 215 48 75 25 67 162 Trachea, bronchus and lung 734 191 300 133 110 170 Breast 1212 1 4 936 271 177 Prostate 1602 607 995 0 0 180 Kidney incl renal pelvis and ureter 230 72 75 38 45 All sites (incl basal cell carcinoma of skin) 15077 3180 3971 5411 2515 *follow-up approximately through March 2006, 49% men and 51% women; 47% 20-39 years, 42% 40-69 years, 4% 70+ years age at first CONOR examination, Age at first cancer diagnosis
14 Funksjonelle genomprosjekt-nasjonal biobank Prosjekt Antall År Samarbeidende institusjoner/land Hemokromatose 5000 2003- HUNT/NTNU Tromboemboli 2000 2003- NTNU/Leiden (Nederland) Diabetes 5000 2003- Aker Univ.sykehus/HUNT Diabetes-MODY 6000 2005- HUNT/Haukeland Univ.sykehus Preeclampsi 5000 2005- NTNU/USA/Australia Funksjonelle mageplager 1000 2005- HUNT/NTNU Metabolsk syndrom 5000 2006 Rikshospitalet/HUNT COMT og overlevelse 2500 2007 HUNT/NTNU Hypertensjon og COMT 3000 2007 HUNT/NTNU COMT og antipsykotisk medisinering 2600 2007 HUNT/NTNU
15 Funksjonelle genomprosjekt-nasjonal biobank Prosjekt Antall År Samarbeidende institusjoner/land Fedme 5000 2007/2008 UiO/HUNT T2D-FUSION 4500 2007- Diabetes-LADA 3000 2008- Atrieflimmer 1500 2007 Lungekreft 1000 2008- Prostatakreft 3000 2008- Brystkreft 3000 2008- Nyrekreft 500 2008- Hode/hals-kreft 500 2008- HUNT/Tromsø (Biohealth),Finland/NIH m.fl. (Nature Genetics 2008) HUNT/Karolinska Institute Tromsø/deCODE m.fl. HUNT/Tromsø (Biohealth) /IARC m.fl (Nature 2008) HUNT/Tromsø (Biohealth), NCI m.fl. HUNT/Tromsø (Biohealth), NCI m.fl. Biohealth/IARC m.fl. Biohealth/IARC m. fl.
16 HUNT 3, en innsamlingsprotokoll med strenge kvalitetskrav All håndtering på + 4 0 C, kurerbasert transport, temp.logger og full sporbarhet på enkeltrør, utstrakt fraksjonering og alikvotering, innfrysing innen 36 timer EDTA plasma 1 Biokjemi Liq. N 2-80ºC EDTA plasma 2 Serum (SST) ACD blod for celle immortalisering Buffy coats Na-Heparin
17
18
19
20
21 Automatisert og manuell isolering av CONOR-DNA fra fullblodsprøver og koagler fra de største helseundersøkelsene i hele landet (n = 250 000)
22 Ultrafrysere (-80 o C) med et separat overvåkningssystem pr. fryser
23 Nitrogenfryselager (-196 o C, 1,5 mill cryorør) med fullautomatisert overvåkning og nitrogenforsyning.
24 Et nasjonalt DNA-lager (-20 o C, 1 mill. cryorør/plater) for fullautomatisert utplukking, lagring, og organisering av ulike DNA-alikvoter
25 Kvalitetskontroll og normalisering av DNA
26 Munnhule-DNA fra Ung-HUNT
27 Biologisk material i framtidas biobanker Vi er forpliktet til å tenke kvalitet i alle ledd Forskningspotensialet må utnyttes optimalt Materialet må være biologisk representativt og håndteres, lagres og bearbeides slik at det er anvendelig for de aller fleste nåværende og framtidige analysestrategier.
28 Framtidsmuligheter Utlevering av DNA evt. plasma, serum, urin oa materiale til større - og mindre forskningsprosjekt både nasjonalt og internasjonalt Tilby utlevering av genetisk analyser (SNPer) på et stort utvalg av prøver Dele av vår kunnskap og erfaring, og være rådgivende i håndtering, mottak og langtidslagring av humant biologisk materiale for andre biobanker Være en organisatorisk motor for biobanketablering i helseforetak/sykehus Bygge opp et regionalt, nasjonalt og internasjonalt tilbud for undervisning og forskning i biobanking og genetisk epidemiologi Analysestrategier videre genomanalyser/sekvensering Metabolomics, GC-MS/MR-MS Proteomics Serm-array
29 Oppbygging av lokale endepunktregister Hjerteinfarkt Slag Brudd Venøse tromboembolier (blodpropp)
30 Større EU-prosjekt BBMRI Europeisk infrastruktur (ESFRI) De-Plan - Diabetes InterAct Diabetes PHOEBE ENGAGE - Helgenomanalyser
31 Andre leveranser FUGE 1 HAPLIN biostatistisk analyseverktøy (H. Gjessing, R.T. Lie) EUTRO metadatabase - UiT
32 HUNT Biosciences AS HUNT Biosciences AS et offentlig eid AS (NTNU/Helse Midt-Norge, Nord-Trøndelag Fylkeskommune) for etablering av næringsutvikling Forretningsområder Biobanking Design and Management Molecular Epidemiology Biomarkør identifisering og validering kontraktsinngåelse med industrielle aktører og det offentlige om tilgang til analysedata Arbeid på gang for utredning av en tilsvarende nasjonal løsning for næringsutvikling
33 Best Biobanking Practice et OFU/IFU-prosjekt Prosjektstøtte fra Innovasjon Norge Prosjektleder, Kristian Hveem Teknologiutviklere: HUNT Biosciences AS, Pubgene Labvantage, India og US Offentlige kunder Ullevål Sykehus (Helse Sør Øst) Radiumhospitalet (Helse Sør Øst) Nasjonalt folkehelseinstitutt Kreftregisteret St.Olavs Hospital (Helse Midt-Norge) Helse Vest Helse Nord Internasjonal Industrikunde Institute for Molecular Medicine (IMM) and TCG Life Sciences
34 OFU/IFU - work packages Biobank software - comprehensive biobank IT-solutions. Biobank hardware - a design package on biobank hardware infrastructure. This will include sample collection, processing and automated storage systems (accommodating various sample systems). Collection/Health survey - a new biobank, including aspects related to donor recruitment and communication, information management and questionnaires, sample collection, processing and logistics. (of particular relevance to our Indian partners). Marked investigation Consortium agreement
35 Hvorfor er norske biobanker fortsatt i en enestående posisjon? Gjentatte, omfattende, populasjonsbaserte helseundersøkelser med lik oppbygging, inklusjon og delvis felles datasett Nasjonal DNA-biobank for 250 000 individer fra alle de største helseundersøkelsene lokalisert i HUNT biobank, Levanger MoBa-studien med tilsvarende antall inkluderte Nasjonal og europeisk biobankinfrastruktur under etablering etter samme modell Vilje til økte bevilgninger for sikring av infrastruktur Vilje til å sikre fast, nasjonal finansiering
36 Aktivt internasjonalt samarbeid for å gjennomføre Whole Genome Association Studies (WGAS) og replikasjonsstudier. Satsing på funksjonell genomforskning (FUGE) gjennom Forskningsrådet Biohealth 1 og 2 fra 2002-2011. Stor vilje til å styrke bioinformatikk/biostatistikkkompetansen gjennom FUGE-programmet, men dette er forsatt kommet kort og utgjør en vesentlig akilleshæl