編者:1988年《實驗動物管理條例》發布實施,在實驗動物工作規范化、法制化管理,保障實驗動物和 動物實驗的質量,推動我國科技發展和民生保障等方面發揮了重要作用。特別是在實驗動物資源標準化、新品 種/品系開發和動物模型創制方面,取得了令人矚目的成果。
根據國家科技資源共享服務平臺建設的總體目標,建立中國實驗動物信息網和實驗動物資源數據庫,收集、 整合、保存全國實驗動物資源數據,推動實驗動物資源共享。經過 20 年的工作,已經取得顯著成果。
為此,借“科技資訊”之窗,陸續推出我國實驗動物專家在此領域所作的工作及取得的應用成果。
實驗動物信息資源共享發展20年
王曉明 陳梅麗 李會萍 楊錦淳 溫金銀 黃韌
廣東省實驗動物監測所
一、實驗動物信息資源共享的背景和意義
實驗動物是生命科學研究和生物醫藥產業發展的基礎和重要支撐條件。醫藥、化工、農業、輕工、商檢、 環保等科學研究和應用,都要用到實驗動物。1988年,為加強實驗動物管理,保證實驗動物質量,經國務院 批準,國家科學技術委員會頒布了《實驗動物管理條例》。實驗動物管理從此走上了標準化、規范化的軌道, 隨著實驗動物基礎設施和條件、實驗動物質量的全面改善和提高,品種品系的豐富,實驗動物已經越來越多的 應用到科技創新研發和眾多行業中,實驗動物信息交流和共享的需求越發迫切。
1997年9月,國家科委、衛生部、農業部、國家醫藥管理局聯合發文《關于“九五”期間實驗動物發展 的若干意見》中明確指出實驗動物產業發展的主要措施之一是“建立實驗動物生產、供給和信息交流網絡和有 關數據庫”。
1998年,廣東率先建成了國內第一個區域型實驗動物信息網站——廣東省實驗動物信息網,1999 年,北 京市科委開發了北京科研條件信息網――實驗動物子系統,信息化建設的有益嘗試也為實驗動物信息共享奠定 了重要的工作基礎。2000年,廣東實驗動物監測所、中國水產科學院珠江水產研究所和北京市實驗動物管理 辦公室共同承擔國家科學技術部基礎性工作專項資金項目“建立中國實驗動物信息網絡”,開啟了實驗動物信 息資源共享建設的新紀元。
從 1998 年建立廣東省實驗動物信息網至今的 20 年時間,我國的生命科學研究和生物醫藥產業經歷了前所 未有的快速發展,信息技術的發展更是風起云涌,瞬息萬變,實驗動物作為重要的科研支撐條件,也獲得了長 足的發展,實驗動物信息共享也從簡單的信息、數據瀏覽,發展到信息綜合服務、大數據分析利用,為實驗動 物行業的發展創造了機遇和動力,也極大的促進了以實驗動物為支撐的科技創新及相關產業的快速發展。 廣東省實驗動物監測所,作為中國實驗動物信息網運行維護管理的承擔單位,經過多年的發展,逐漸培養 出了一支專業的信息化開發、管理隊伍,根據行業需求的不斷變化發展,承擔國家級及省級科研項目,逐步建 成了國家實驗動物資源庫、實驗動物圖像數據庫、實驗動物監測數據共享平臺、實驗動物疾病模型數據庫、實 驗動物從業人員網絡培訓考試系統、實驗動物專家咨詢平臺、實驗動物一站式采購平臺等一系列以中國實驗動 物信息網為基礎的行業信息及應用服務平臺,目前,中國實驗動物信息網已經成為行業用戶廣泛關注的綜合性 的信息資源共享平臺,為實驗動物及其相關行業的發展做出了應有的貢獻。
2010年,科技部批準,依托廣東省實驗動物監測所成立國家實驗動物數據資源中心,負責信息網站平臺的運行維護管理以及實驗動物信息資源的共享利用工作。
二、實驗動物信息資源共享建設
1.信息資源共享門戶——中國實驗動物信息網
1.1 基本情況介紹
中國實驗動物信息網(www.lascn.com)是國家級的實驗動物專業門戶網站平臺,提供實驗動物相關的管理、生產、使用等的信息和數據資源查詢檢索和共享服務。
2000年1月,由國家科技部在廣州主持召開的“全國實驗動物信息網絡建設研討會”上,來自全國各省、市、自治區和直轄市的實驗動物科技工作者代表對全國實驗動物信息網絡建設內容和形式進行了研討,會議確定中國實驗動物信息網建設由國家科技部成立全國實驗動物信息網絡領導小組和工作小組,領導小組辦公室設在廣東省科技廳。
2000年3月,國家科技部正式發文批復《關于成立“全國實驗動物信息網絡建設領導小組”的函復》(國科財便字【2000】026號)成立全國實驗動物信息網絡領導小組和工作小組,予以設計和實施。
同年,廣東實驗動物監測所、中國水產科學院珠江水產研究所和北京市實驗動物管理辦公室共同承擔國家科學技術部基礎性工作專項資金項目“建立中國實驗動物信息網絡”,項目的建設目標是:建立中國實驗動物信息網絡硬件設施及“中國實驗動物信息網”網站。項目結合實驗動物信息交流和管理等相關工作,以服務于實驗動物工作者以及廣大的相關用戶為目的,研發具有經濟效益和社會效益的實驗動物數據庫和網絡系統,解決我國實驗動物工作者之間信息即時溝通和信息量等方面所存在的問題。向廣大用戶提供大型的、可擴展的、安全的數據庫及方便、實時、高效的數據雙向信息服務網絡系統。
2001年,中國實驗動物信息網站建成上線運行,項目組組織開展了全國范圍的信息采集、發布和共享推廣工作,經過一年多的實施,已完成全部項目指標,按計劃 2003 年初進行項目驗收,由于 SARS 原因,項目驗收被迫延遲,于 2003 年 11 月向科技部提出了結題申請,2004 年,項目完成結題驗收。2008 年 5 月,“建立中國實驗動物信息網絡”項目獲廣東省科學技術二等獎。
2008 年、2014 年中國實驗動物信息網站經過兩次升級改版,從頁面版式、欄目模塊到功能操作、用戶體驗都有了全新的改觀,并根據需求擴充了更多的業務子站和數據庫,使得網站有了更堅實的發展基礎和更廣闊的發展空間,為中國實驗動物信息網面向實驗動物科技工作者,提供內容豐富的實驗動物信息資源共享服務,奠定了良好的基礎。
1.2 主要的欄目內容、特色板塊和旗下網站
中國實驗動物信息網的信息板塊主要包括新聞資訊、行業管理、產品服務、知識頻道、互動交流共五個部分。其中新聞資訊包括:通知通告、行業新聞、研究進展、專題專欄等;行業管理包括:政策標準、許可證管理、種子中心、省級站點等;產品服務包括:產品中心、技術服務、企業專欄、會展活動等;知識頻道包括:
科普天地、期刊書籍、實驗技術、飼養管理等;互動交流包括:在線調查、網上咨詢、話題討論、意見反饋等。內容涵蓋了實驗動物行業的生產、管理、科研、教學、產業應用、檢驗檢測等方方面面,既可進行實驗動物許可證、動物檢測報告查詢,動物合格證、設施使用證明的查詢,也可進行從業人員繼續教育網上學習,還可以通過實驗動物產品中心,檢索合適的實驗動物、實驗產品和服務,形成了集信息資訊、行業管理、產品服務、技術交流、業務查詢于一體的行業綜合性信息服務網站。中國實驗動物信息網特色板塊包括會議報道、人物專訪、通知通告、專委會簡報、熱點關注、專家講座、許可證查詢等,內容主要通過信息編輯現場采訪、通訊員供稿獲得,因而內容詳實,發布及時,受到行業用戶的廣泛關注。
中國實驗動物信息網的旗下網站包括:國家實驗動物資源庫、實驗動物監測數據共享平臺、實驗動物疾病模型數據庫、實驗動物從業人員網絡培訓考試系統、實驗動物專家咨詢平臺、實驗動物一站式采購平臺、廣東省實驗動物信息網,許可證查詢管理系統平臺等,通過中國實驗動物信息網的站點和內容鏈接,形成方便快捷的信息綜合訪問。在移動端訪問的應用方面,開通了中國實驗動物信息網微信公眾號、廣東省實驗動物信息網微信公眾號等多個信息資訊平臺。
1.3 數據來源和運行管理
國家實驗動物數據資源中心承擔了中國實驗動物信息網及其旗下全部網站的運行維護管理、信息采集和宣傳推廣等信息共享工作。
2014年,中國實驗動物信息網全新改版上線后,為了保證網站數據的真實、有效、豐富、及時,面向全國實驗動物管理機構招募信息管理通訊員,負責各省實驗動物相關管理信息的收集、錄入和發布,得到了各省市實驗動物管理機構的大力支持,截至目前為止,已經形成了覆蓋全國 31 個省份和直轄市的,有 80 多位行業管理人員和專家加盟的通訊員隊伍,極大的保證了網站信息內容的真實性、權威性和及時性。
國家實驗動物專家委員會的專家們,為網站的信息資源獲取和審核提供了極大的支持和幫助,人物專訪通過專家視點解析目前行業關注的話題和熱點,專家咨詢也由行業專家親自答疑解惑,資源數據也是由行業專家對入庫數嚴格審核把關,行業專家的辛勤付出造就了實驗動物信息資源共享的內容豐富和專業有效。
中國實驗動物信息網及其旗下網站的運行有專業的網絡機房環境、服務器設施設備和網站運維人員。其中150平米的機房及管理空間,配備了在線式穩壓不間斷電源,防靜電及溫濕度控制,監控報警等設施設備,電信光纖專線寬帶接入,專業級的網絡防火墻和交換機設備;服務器設備運行在 Windows 網絡操作系統下,使用Oracle 和 Microsoft SQL server 數據庫管理,具有高可用性和高安全性;網站運維人員包括網絡管理、網站編輯、美工、程序設計、數據分析、網站推廣等專業技術人員,按照國家相關規范和要求進行網站及信息管理,無償為全社會提供實驗動物信息和數據服務。
1.4 建設成效
經過多年的開發和運行,截止 2018 年 9 月,中國實驗動物信息網累計發布行業信息 4.5 萬條,制作會議、人物、行業大型專題報道 125 個,實驗動物技術、學術講座視頻 430 個,發布國家實驗動物專家委員會工作簡報174 期,“實驗動物+”科普連載 62 期,收錄行業政策法規 195 個,國家標準 121 個,地方標準 114 個,團體標準 56 個,發布《中國實驗動物學報》、《中國比較醫學雜志》、《實驗動物科學》、《實驗動物與比較醫學》等期刊文獻 1038 篇。與清華同方光盤股份有限公司簽訂了《<中國知識資源總庫>CNKI 網格資源共享平臺加盟協議書》,應邀成為《中國知識資源總庫》合作專業數據庫,網站累計訪問量 420 萬人次,中國實驗動物信息網及其旗下網站累計獲得計算機軟件著作權 13 項。
2.數據資源的共享利用——國家實驗動物資源庫
2.1 數據庫建設和功能介紹
國家實驗動物資源庫(www.lasdr.cn)主要保存國家實驗動物種子中心、特色實驗動物資源保存單位、實驗動物生產使用單位等的實驗動物資源的生物學特性數據和圖像數據,提供全社會無償共享,實現生物學特性數據和圖像數據的有效利用,以數據資源共享帶動實物資源共享。
2003 年-2005 年,廣東省實驗動物監測所承擔國家科技基礎條件平臺項目“實驗材料共性描述標準與規范的研究制定及共享試點建設”(項目編號:2003DIA3N020)子課題“實驗用猴描述標準和規范的研究制定及共享試點建設”任務,建成了國家實驗動物資源庫。主要保存實驗動物基本信息、遺傳數據、生理數據、生化數據和解剖數據,共 5 大類 220 多個數據項,用于實驗動物生物學特性數據的采集、保存和共享利用。
2005~2007年,在國家科技基礎條件平臺項目“實驗動物遺傳資源共享平臺的建設”(項目編號:2005DKA21500)的子課題“實驗動物生物學特性數據錄入”任務中,按照規范要求,對各單位提交的實驗動物生物學特性數據進行了細致的整理和錄入保存。
2013 年-2015 年,在國家實驗動物資源庫的基礎上,再次承擔國家科技支撐計劃項目子課題《實驗動物質量評價方法及其標準化研究與應用》(項目編號:2013BAK11B02)的研究工作,完成了實驗動物圖像數據庫的建設。實驗動物圖像數據庫作為國家實驗動物資源庫的一部分,用于收錄保存實驗動物的組織圖譜和解剖圖譜數據,補充了早期建成的國家實驗動物資源庫缺少實驗動物圖譜數據的不足,自此,形成了完整描述實驗動物資源的生物學特性數據和圖像數據庫。
國家實驗動物資源庫整體采用 B/S 架構、Oracle 數據庫管理技術以及 java 語言面向對象基于服務的開發技術進行設計開發,支持多種操作系統平臺,可實現靈活、快速的移植,技術架構靈活、穩定、安全、易擴展。數據庫分為前端的信息查詢平臺和后端的系統管理平臺。前端的信息查詢平臺能夠實現各類實驗動物生物學數據和圖像數據的查詢、檢索、比對和統計,還能獲取資源建設的最新資訊、種子中心動態、相關規范標準等。主要欄目有:最新動態、通知通告、政策法規、標準規范、資源建設、動物資源、共性描述數據、生物學特性數據、圖像數據等。后端的系統管理平臺主要實現各類信息數據的錄入、審核、發布、修改、刪除、統計操作,系統設置,角色權限的分配,數據安全的管理,工作任務提醒等,主要功能包括:信息管理、標準管理、表單管理、數據管理、文件管理、權限管理、系統管理、查詢統計等。
實驗動物資源數據庫管理系統和實驗動物圖像數據庫管理系統分別獲計算機軟件著作權登記(證書號:軟著登字第 0273413 號和軟著登字第 1060830 號)。
2.2 數據規范和標準的制定
2003年,在國家科技資源共享平臺“實驗材料描述標準和規范的研究制定及共享試點建設”的工作中,中國藥品生物制品檢定所、北京市實驗動物管理辦公室、南京大學模式動物遺傳研究中心、廣東省實驗動物監測所等單位,以及國家實驗動物種子中心和主要資源保存單位,共同研究制定了實驗動物資源采集、入庫相關的標準和規范,包括《實驗動物資源共性描述規范》、《實驗動物生物學特性數據采集技術規程》、《實驗(嚙齒類、猴、犬、禽、兔等)生物學特性數據測定技術規程》、《數據測定基本情況說明》等,為數據資源的規范保存和共享奠定了基礎。
2013年,在國家科技支撐計劃項目《實驗動物質量評價方法及其標準化研究與應用》和《實驗動物質量監測體系的完善與檢測關鍵技術研究》的研究工作中,開展了實驗動物資源數據庫質量控制措施和資源準入機制的研究工作,完成《實驗動物資源圖像數據共享規范》、《實驗動物種質資源數據管理辦法》和《實驗動物生物學特數據審核與發布管理辦法》等制度的制定。一系列規范的實驗動物測定、采集、描述、入庫、審核、發布、管理、共享制度,實現了實驗動物資源數據的高質量入庫、完整保存、實時有效、便捷可用,為實驗動物數據資源的深入利用奠定了重要基礎。
2.3 數據的采集、保存、管理和應用
實驗動物資源的生物學數據和圖譜數據主要來源于按照標準規范的測定、采集和整理,是生命科學研究中 必不可少的基礎數據。國家實驗動物種子中心和特色資源保存單位,以及使用實驗動物的科研單位,通過將獲 得的實驗動物資源數據提交到國家實驗動物資源數據庫,獲得平臺統一規范的資源編碼,實現資源的入庫,在 資源數據發生變化時,及時對數據庫進行數據的補充和更新,以保證資源數據的完整有效、實時可用。 數據采集、更新的管理機制:一是通過系統權限控制,實現安全、快捷的數據交匯、審核和發布,權限包 括:單位管理員,專家組長、專家和系統管理員權限。機制如下:各資源單位管理員按照規范要求整理數據, 通過網站平臺遠程錄入數據,專家按研究領域通過網站平臺進行數據審核,系統管理員對通過審核的數據進行 發布,權限分明,責任清晰。二是國家實驗動物種子中心和特色實驗動物資源單位每年召開發展研討會,通報 新資源和新數據的發展計劃,協調資源建設和入庫共享的各項工作。三是建立工作交流群,資源單位指定數據 管理員和平臺管理員進行對接,互通信息,對數據及時更新。
國家實驗動物資源庫提供數據的查詢、檢索、比對、導出、打印等操作,為數據的分析利用和實驗動物的 選型提供了便捷的工具。其中數據的比對是主要的特色功能,它能夠對不同種類動物、不同品種品系的動物、 不同單位的同類動物、同一動物的前后時期等數據進行比對,找出最適合開展實驗的動物,并通過資源保存單 位聯系方式找到相關的實驗動物,對動物實驗的優化、減少動物使用等都有著積極的作用。
從數據庫建成至今,得到了國家科技基礎條件平臺、科技支撐計劃課題工作以及廣東省科技廳省級科技計劃項目的支持,持續不斷的采集、更新、保存實驗動物資源生物學數據,提供免費的開放共享。截止 2018 年 9 月,數據庫中保存了包括大鼠、小鼠、猴、犬、豬、雞、兔、魚、樹鼩等共計 16 大類 207 個品種品系的 40759 組生物學數據和 1524 組圖譜數據,是目前國內保存實驗動物最為豐富的實驗動物資源和圖像數據庫。
國家實驗動物資源庫作為中國實驗動物信息網旗下主要的數據資源共享平臺,有廣泛的應用基礎,作為中 國科技資源共享網(escience.org.cn)實驗動物資源專業數據的提供平臺,用戶已經遍布各行各業。目前, 通過中國實驗動物信息網站平臺、微信公眾號等的廣泛宣傳、推廣,建立和行業各省級實驗動物網站的相互鏈 接,國家實驗動物資源庫已經越來越多的發揮出其專業平臺的作用,為生命科學研究提供著重要的數據支撐。
三、新形勢下信息資源共享的發展思考
實驗動物行業的發展,用戶需求的提升,以及信息技術的更新迭代,既對實驗動物信息資源共享提出了新要求、新目標,又為實現信息資源共享提供了更多的新技術、新方法。未來,實驗動物信息資源,作為重要的 科技基礎資源,應該更深入、更緊密的融入到其支撐的應用領域,用戶對信息的獲取應該更加便利,大數據的 分析利用應該是無處不在,方便快捷,因此,以應用需求為導向,開展行業基礎數據的采集布局,搭建大數據 分析應用平臺,深入開展數據的共享利用服務,將是未來信息資源共享利用的重要工作任務,期待未來實驗動 物信息資源的共享利用能夠為我國科技創新發展、生命科學研究、生物醫藥產業的發展插上翱翔的翅膀。
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