Nachbericht zum 10. Na­tio­na­len Bio­ban­ken Sym­po­si­um

Unter dem Tagungsmotto „Nachhaltige Verankerung von Biobanken als Forschungsinfrastruktur“ stand auf dem Symposium vor allem die Frage im Mittelpunkt, wie Biobanken standardisiert zusammenarbeiten und eine Vernetzung mit großen Forschungsinitiativen realisieren können. „Das Biobanking stellt zentrale Infrastrukturen insbesondere für die Zusammenarbeit in großen Forschungsnetzwerken zur Verfügung und bietet so enorme Chancen für die Gesundheitsforschung“, so Kiehntopf.

Biobanken im Netz­werk gro­ßer Ini­tia­ti­ven

Biobanken haben sich in den letzten zehn Jahren zu leistungsfähigen Infrastrukturen für die medizinische Forschung entwickelt – nicht zuletzt aufgrund der innovativen Förderpolitik des Bundes und der Fördermittelgeber, die die Bedeutung des Biobankings für eine exzellente, reproduzierbare Forschung frühzeitig erkannt hat. Das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) hat in den vergangenen Jahren stark in die Vernetzung von Biobanken investiert – die inzwischen 37 Standorte umfassende German Biobank Alliance (GBA) feierte kürzlich ihr fünfjähriges Bestehen. Von der hervorragenden Biobankeninfrastruktur profitieren heute auch andere Forschungsinfrastrukturen, die Biobanken in ihre Netzwerke einbinden.

In der Medizininformatik-Initiative (MII) sollen zukünftig Bioproben und Patientendaten aus der Routineversorgung gemeinsam für die Forschung nutzbar gemacht werden. Dafür werden Biobanken und Datenintegrationszentren der universitätsmedizinischen Standorte in Deutschland auf technischer und regulatorischer Ebene verbunden. Im Mai 2021 ist dazu das Projekt „Aligning Biobanking and DIC efficiently“ (ABIDE_MI) gestartet, an dem 24 Standorte der Universitätsmedizin, die Koordinationsstelle der MII und GBN beteiligt sind. „Für die Zukunft streben wir an, dass Forschende in den Kliniken einen einzigen Anlaufpunkt in Form eines Abfrage- und Analyseportals haben, das Patientenkohorten und entsprechende Bioproben identifiziert, die für ein bestimmtes Forschungsprojekt geeignet sind, und bei dem sie die Nutzung der Daten und Proben beantragen können”, erläutert Sebastian C. Semler, TMF-Geschäftsführer und Leiter der MII-Koordinationsstelle. Prof. Dr. Hans-Ulrich Prokosch, MII-Projektleiter des ABIDE_MI-Projektes von der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg berichtete, dass es zur Halbzeit des Projektes gelungen sei, sieben Standorte mit Echtzeitdaten und zehn weitere mit Testdaten anzuschließen. Das System der MII könne lokal und zentral eingesetzt werden, wenn Bioproben und Daten zu Patientenkohorten abgefragt werden, so Prokosch.

Die Vorteile eines effektiven Biobankings traten in der COVID-19-Pandemie besonders deutlich zutage. So wurden im Nationalen Pandemie Kohorten Netz (NAPKON) des Netzwerks Universitätsmedizin (NUM) im Rahmen von drei Kohortenstudien rund 420.000 Bioproben von über 5.000 Patientinnen und Patienten gewonnen, mit deren Hilfe nun die Langzeitfolgen von COVID-19 systematisch analysiert werden, erläuterte Prof. Dr. Thomas Illig von der Medizinischen Hochschule Hannover. „Wir müssen versuchen, die Initiativen zu harmonisieren, Aktivitäten zu bündeln und Synergien herzustellen. Es macht keinen Sinn, das Rad neu zu erfinden“, appelliert Illig.

Auf europäischer Ebene vernetzen sich Biobanken schon seit 2013 im europäischen Netzwerk BBMRI-ERIC. Rund 700 Biobanken aus 23 europäischen Mitgliedsstaaten und die World Health Organisation (WHO) sind über das BBMRI-Portal miteinander verbunden und ermöglichen den pan-europäischen Austausch von Bioproben und Daten, um medizinische Forschung zu stärken. „Deutschland hat von Anfang an BBMRI-ERIC intensiv unterstützt und aktiv mitgestaltet. Innerhalb dieser Vernetzung nehmen GBN, GBA und TMF eine Vorreiterrolle auf europäischer Ebene ein“, betonte Prof. Dr. Jens Habermann, Generaldirektor des BBMRI-ERIC. Dieses Engagement in der europäischen Infrastrukturbildung wird zukünftig mit Blick auf den von der EU-Kommission geplanten europäischen Gesundheitsdatenraum zur Nutzbarmachung von medizinischen Daten für die Forschung noch wichtiger.

Förderorganisationen wie die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) wissen um die Bedeutung der Biobanken für die Qualität von biomedizinischen Forschungsprojekten und engagieren sich deshalb für ein nachhaltigeres Biobanking. „Für aussagekräftige Forschungsergebnisse in der Medizin und Biomedizin ist qualitätsgesichertes Biobanking eine wichtige Voraussetzung. Die Ständige Senatskommission für Grundsatzfragen in der Klinischen Forschung hat 2021 einen Leitfaden für Antragstellende und Gutachtende veröffentlicht, der neben anderen qualitätsfördernden Maßnahmen auch diesen Aspekt berücksichtigt”, sagt Dr. Katja Hartig, Programmdirektorin der Gruppe „Lebenswissenschaften 3: Medizin“ der DFG. „Zusätzlich bemühen wir uns bei der Beratung von Antragstellenden und somit in den Planungsphasen von Projekten darauf hinzuwirken, dass bereits existierende professionelle Biobanken genutzt werden und projektspezifische Kosten beantragt werden.“

Für eine noch engere Verknüpfung von bestehenden Forschungsinitiativen und -strukturen sprach sich Prof. Dr. Christopher Baum, Vorsitzender des BIH Direktoriums und Vorstand für Translationsforschung der Charité – Universitätsmedizin, aus. „Für eine höhere Forschungsqualität, eine verbesserte Forschungseffizienz und einen messbaren Nutzen für Patientinnen und Patienten brauchen wir eine stärkere Vernetzung. Wir benötigen einen Masterplan der Zuständigkeiten, um eine nachhaltige Verbindung zwischen der Welt der Bioproben, der Medizininformatik-Initiative und den weiteren relevanten nationalen und internationalen Infrastrukturen zu schaffen“, unterstrich Baum auf dem Biobanken-Symposium.

Das Universitätsklinikum Würzburg hat mit der Integrierten Interdisziplinären Biomaterial- und Datenbank Würzburg (ibdw) maßgeblich in die Weiterentwicklung des Biobankings investiert, berichtete Prof. Dr. Matthias Frosch, Dekan der Medizinischen Fakultät der Universität Würzburg. Die Biobank hat eine Kapazität von einer Million Proben und ist an wesentlichen klinischen Studien und Registern, DFG-Programmen und vielen Förderprogrammen beteiligt. Die Nutzung der mit einem Broad Consent eingelagerten Proben nimmt stetig zu. In seinem Vortrag adressiert er den erheblichen jährlichen Finanzbedarf der Biobank von 1,2 Millionen Euro. Rund eine Million werden davon aus der Fakultät finanziert. „Der Betrieb einer Biobank ist teuer, aber der Nutzen ist es uns wert“, resümierte Frosch.

Julia Jasper aus dem Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) unterstrich in ihrem Vortrag die Bedeutung der Biobankenvernetzung mit nationalen und internationalen Forschungsinitiativen und -projekten in Bezug auf die Nachhaltigkeit von Biobanken. Im BMBF setze man darauf, die koordinierte Vernetzung, Standardisierung, Harmonisierung und Weiterentwicklung bestehender Infrastrukturen (z. B. DZG, ABIDE_MI) zu fördern. Weiterhin betonte sie die Bedeutung von Key Performance Indicators für die Erfolgskontrolle von Forschungsinitiativen und -projekten. Bezogen auf Biobanken seien das beispielsweise der erfolgreiche Austausch von Proben, ein standardisiertes Qualitätsmanagement, erfolgte Services oder gute Öffentlichkeitsarbeit.

Innovationen im IT-Bereich von Biobanken wurden anschließend in der IT-Session vorgestellt. Markus Kersting von der Hannover Unified Biobank hat evaluiert, ob sich eine Augmented Reality (AR)-Brille sinnvoll im Biobanking einsetzen lässt. Dafür hat er die Microsoft HoloLens auf ihren praktischen Nutzwert in der Biobank getestet. Kersting kommt zu dem Ergebnis, dass die HoloLens bereits auf einem technischen Stand ist, um für sinnvolle Aufgaben in der Biobank eingesetzt zu werden und die Qualität im Biobanking zu verbessern. Sie ermöglicht es beispielsweise, „hands free“ zu arbeiten. Anwendungsmöglichkeiten stellen digitale Picklisten und Workflows für die Probenumlagerung sowie die Überprüfung des Probeneingangs dar.

Die vergangene Dekade hat unterschiedlichste Projekte hervorgebracht, die sich die Bereitstellung von medizinischen Daten für die Forschung zum Ziel gesetzt hat. Auf nationaler Ebene leistete der German Biobank Node (GBN) im Bereich Biobanking Pionierarbeit, während die Medizininformatik-Initiative (MII) hinsichtlich Patientendaten aus der Routineversorgung bereits funktionierende Strukturen etablieren konnte. In 2021 fiel nun der Startschuss für das ABIDE_MI Projekt, welches eine Brücke zwischen den Bioproben und Patientendaten der deutschen Universitätsklinika und ihren Biobanken schlagen möchte. Zentrales Element wird hierbei ein Feasibility Tool sein, mit dem Forschende die Verfügbarkeit von Proben und/oder Daten an den angebundenen Standorten abfragen können, um die Machbarkeit ihres Studienvorhabens ermitteln zu können. Lorenz Rosenau, Universität zu Lübeck, und Dr. Christina Schüttler, Universitätsklinikum Erlangen, Central Biobank Erlangen (CeBE)), stellten die Ergebnisse der Nutzerevaluation des Feasibility Tools vor.

Radovan Tomásik vom tschechischen BBMRI-Knoten erläuterte in seinem Vortrag, dass es in Tschechien noch immer eine Tendenz gibt, dass Biobanken Proben horten und die Nutzer keinen Zugriff auf die Proben haben. Es sei noch viel Überzeugungsarbeit notwendig, die föderierte Suche einzusetzen.

Anschließend stellte Noemi Deppenwiese von der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg das Kerndatensatz-Modul „Biobank-Bioprobendaten“ der Medizininformatik-Initiative vor. In der Medizininformatik-Initiative sollen Daten aus der Routineversorgung für die standortübergreifende Forschung nutzbar gemacht werden. Dazu wird ein FHIR-basierter Kerndatensatz entwickelt, der in den Datenintegrationszentren der teilnehmenden Standorte verfügbar gemacht wird.

In der Industriesession diskutierten die Sponsoren des Biobanken-Symposiums die Frage, wie nachhaltig der Biobankenbetrieb aus energetisch-klimatischer und wirtschaftlicher Perspektive sein kann.

Den Abschluss des ersten Symposiumstages bildete die Keynote von Prof. Dr. Georg Schmidt, Vorstandsmitglied des Arbeitskreises Medizinischer Ethikkommissionen, der einen Diskurs über Biobanken aus Sicht der Ethikkommissionen führte. Er führte aus, dass sich die medizinische Forschung im Zeitalter der digitalen Transformation befindet, in dem gigantische Datenmengen entstehen werden sowie die standortübergreifende Vernetzung von Registern und Datenbanken und der Austausch von Daten mit internationalen Forschenden zum Standard werden wird. Dafür forderte er...

Der zweite Tag des Biobanken-Symposiums startete mit einer kontroversen Diskussion zum Re-Consent Minderjähriger in die Verwendung von Bioproben im Rahmen der Session „Ethik, Datenschutz und Partizipation“. Der Jurist Prof. Dr. Jochen Taupitz von den Universitäten Heidelberg und Mannheim sowie ehemaliges Mitglied des Deutschen Ethikrates wies auf die Rechtsunsicherheit im Datenschutz hin, wenn der Re-Consent mit Erreichen der Volljährigkeit nicht erfolge. Es bestünden heterogene Auffassungen darüber, ob dann die Forschungsklauseln der Datenschutzgesetze herangezogen werden können. Offen ist u.a., welcher Aufwand für den Versuch einer Kontaktaufnahme getrieben werden muss. Taupitz plädierte deshalb für eine Entbürokratisierung und Vereinfachung im Datenschutz analog zum allgemeinen deutschen Minderjährigenrecht. Ende Juni soll deshalb im AK-EK ein Kompromiss in Form eines Mustertextes diskutiert werden, in welchem vorgeschlagen wird, dass die Einwilligung der Eltern bestehen bleibt, aber das Kind jederzeit sein Widerrufsrecht wahrnehmen kann.

Prof. Dr. iur. Tobias Herbst von der Hochschule für Polizei und öffentliche Verwaltung NRW spricht in seinem anschließenden Vortrag über die Herausforderungen und die rechtliche Situation beim Transfer von Proben und Daten in Nicht-EU-Staaten, sogenannte Drittstaaten. Hier sind vor allem die Vorgaben der EU-Datenschutzgrundverordnung (DSGVO) hinsichtlich der Übermittlung personenbezogener Daten zu beachten. Während für die Übermittlung in andere EU-Mitgliedstaaten keine anderen Anforderungen gelten als für die Übermittlung im Inland, sehen die Art. 44–49 DSGVO für Übermittlungen in Drittstaaten verschiedene Möglichkeiten vor, die jeweils mit besonderen Anforderungen und unterschiedlichem Aufwand für die übermittelnde Biobank verbunden sind. Der einfachste Fall, der mit keinem zusätzlichen Aufwand verbunden ist, ist das Vorliegen eines sogenannten Angemessenheitsbeschlusses der Europäischen Kommission nach Art. 45 DSGVO, durch den diese für einen Drittstaat bestätigt, dass das dortige Datenschutzniveau dem der EU vergleichbar ist. Solche Angemessenheitsbeschlüsse existieren allerdings nur für eine sehr begrenzte Anzahl von Drittstaaten.

Der folgende Vortrag von Martin Semmler, Bundesdruckerei, beschäftigte sich mit dem Meldesystem des digitalen Impfquoten-Monitorings, welches die Bundesdruckerei im Auftrag des Robert Koch-Instituts (RKI) entwickelt hat. Dieses gibt Politik und Wissenschaft einen Überblick über die aktuelle Impfquote in Deutschland, um wichtige Entscheidungen für die Bekämpfung der Pandemie treffen zu können. Möglich macht das ein Datentreuhänder, der als neutraler Vermittler agiert. Das Meldesystem stellt dem RKI täglich Hunderttausende Impfdaten aus Impfzentren, Krankenhäusern, Betriebsarztpraxen und Daten von mobilen Teams zur Verfügung. Zusammen mit den Impfdaten der niedergelassenen Ärzte kann das RKI damit den Stand der Immunisierung in Deutschland tagesaktuell bewerten.

Gesine Richter von der Universität Kiel adressierte schließlich in Ihrem Vortrag die Herausforderungen des pädiatrischen Biobankings im Deutschen Zentrum für Lungenforschung, welches von einer oft geringen Sample-Größe und einem geringen Probenvolumen geprägt ist. Das Augenmerk liege auf der Risikominimierung durch Verwendung von Restmaterial aus dem klinischen Kontext, berichtete Richter. Seit Jahren steht die Frage der Nutzung pädiatrischer Bioproben für genetische Forschung im Fokus der Diskussion. Im Unterschied zum Broad Consent für Erwachsene können die genetische Forschung mit pädiatrischen Bioproben und die Möglichkeit von Zufallsfunden nicht nur Auswirkungen auf die Zukunft des betroffenen Kindes, sondern auch auf die seiner Geschwister und der gesamten Familie haben, thematisierte Richter.

Prof. Dr. Tobias Raupach vom Universitätsklinikum Bonn berichtete in der Education-Session, dass durch die Corona-Pandemie innovative digitale Lehrformate im Medizinstudium massiv ausgebaut wurden. In seinem Vortrag gab er Beispiele für gelungene didaktische Methoden der Wissensvermittlung mittels digital-gestützter Interventionen wie Podcasts, TED-Systeme oder Serious Games. Am Beispiel einer digitalen Simulation einer Notaufnahmesituation wird klinisches Denken unter Zeitdruck trainiert. Vergleichbare Spiele könnten als Ersatz für eine Prüfung eingesetzt werden. Mithilfe des Spieles konnte im Vergleich zur herkömmlichen Prüfungsmethode sehr gut zwischen den unterschiedlichen Fähigkeiten der Studierenden unterschieden werden.

Die Kontaktbeschränkungen während der Corona-Pandemie haben es erforderlich gemacht, neue Wege im Rahmen des Wissensmanagements zu beschreiten. Innerhalb des Nationalen Pandemie Kohorten Netzes (NAPKON), einer deutschlandweiten Plattform zur Erforschung von Covid-19 unter Einbeziehung aller Universitätsklinika, bedeutete dies für den Bioprobenkern, dass essentielle Inhalte zur Bioprobengewinnung und ‑verarbeitung ausschließlich digital zur Verfügung gestellt werden konnten. Hierfür wurde ein Konzept zur Organisation und Durchführung von Online-Schulungen erarbeitet und erfolgreich umgesetzt, berichtete Dr. Maike Tauchert vom Helmholtz Zentrum München. Darüber hinaus wurden interne Audits, die aufgrund der pandemischen Lage ebenfalls als Remote-Audits durchgeführt werden mussten, von den Auditorinnen und Auditoren genutzt, um erforderliches Wissen an die am NAPKON beteiligten Mitarbeitenden zu vermitteln. Trotz gewisser Limitationen dieser digitalen Angebote aufgrund der eingeschränkten persönlichen Interaktion haben sich diese in der immer noch anhaltenden pandemischen Situation als äußerst effektiv, universell einsetzbar und kostengünstig erwiesen und können daher auch außerhalb von Pandemiezeiten sinnvoll weiter genutzt werden.

Studierende sind die Forscher der Zukunft und sollten daher die Grundprinzipien des Biobankings kennen. Als eine alternative Lehrmethode zu sonst üblichen Vorlesungen und Seminaren wurde vom German Biobank Node ein Brettspiel-Format entwickelt. Dr. Daniel P. Brucker vom Universitätsklinikum Frankfurt stellte dieses vor. Für das Spiel wurden die zu erlernenden Grundprinzipien des Biobankings und mögliche einfach zu erlernende Spiele analysiert. Die Wahl fiel auf “Der Mysteriöse Wald” von iello. Auf Basis derselben Spiele-Methodik wurde das Spiel auf das Biobanking adaptiert, unter den Spieleentwicklern testweise gespielt und weiter optimiert. Die nächsten Schritte sind die Entscheidungen zur Herstellung und dem finalen Design. Das Biobankenspiel stellt eine praktische Ergänzung des bereits existierenden German Biobank Node Onlinekurses “Biobanken – Theorie und Grundlagen” dar, welcher bereits erfolgreich in drei Masterstudiengänge in Leipzig, Göttingen und Hannover integriert werden konnte.

Qualitäts­sicherung im Bio­ban­king

Das Qualitätsmanagement im Biobanking ist von herausragender Bedeutung, um verlässliche und reproduzierbare wissenschaftliche Ergebnisse zu erzielen. Im Rahmen mehrerer Vorträge wurden Methoden und Prozesse der Qualitätssicherung in Biobanken diskutiert und vorgestellt.

Dr. Gunter Wolf vom Universitätsklinikum Carl Gustav Carus Dresden zeigte in seinem Vortrag das Potential und die Machbarkeit eines nationalen Qualitätssicherungsprogramms zur umfassenden Beurteilung der Leistungsfähigkeit des Biobankings von mononukleären Zellen aus peripherem Blut (PBMC) auf. Diese spielen eine wichtige Rolle im menschlichen Immunsystem. Das Biobanking von PBMC ist von immenser Bedeutung für die immunologische Forschung und klinische Studien. Deshalb wurde

im Jahr 2020 eine multi-zentrische Pilotstudie zum PBMC-Biobanking im Rahmen des German Biobank Node (GBN) durchgeführt. Es konnte eine deutliche Abhängigkeit der Ergebnisse von der Zeit bis zur Verarbeitung der Bioproben sowie von der Temperatur während des Transports gezeigt werden.

Dr. Diana Drettwan von der lifespin GmbH sprach über die externe Qualitätssicherung des Biobankings von mononukleären Zellen aus peripherem Blut im Rahmen des DiBiMeDx-Projektes. Ziel des Projektes DiBiMeDx war es, das Informationspotenzial von bereits vorliegendem Probenmaterial aus der Biobank des Blutspendedienstes (BSD) digital zu erfassen und qualitativ hochwertigen Metadaten zur Verfügung zu stellen.  Im Projekt wurden Blutproben analysiert, die bereits lange vor einer möglichen Diagnose entnommen und eingelagert wurden und somit eine Krankheitsentstehung und -manifestation metabolisch rekonstruierbar machen können.

Präzisionslungenschnitte (precision cut lung slices, PLCS) haben sich in den letzten Jahren zu einem vielgenutzten translationalen Modell zur Untersuchung der Biologie der Lunge entwickelt. Kryokonservierte Präzisionslungenschnitte stellen jedoch eine Herausforderung für das Gewebe-Biobanking dar. Dr. Clemens Ruppert von der Justus-Liebig-Universität Gießen zeigte mithilfe eines Pilotversuchs zum kontrollierten Einfrieren, dass eine Kryokonservierung von PCLS grundsätzlich möglich ist, und dass die Effizienz durch Zugabe von 0.3M Saccharose gesteigert werden kann.

Das 10. Nationale Biobanken-Symposium endete mit der Verleihung des Posterpreises an Dr. Carolin Kaufhold-Wedel vom Uniklinikum Heidelberg, und Julian Dörenberg, Uniklinikum Aachen, für ihre herausragenden Forschungsarbeiten.

Deutlich wurde, dass sich das Biobanking zunehmend „von einer reinen Dienstleistung in eine vielfältige Forschungsdisziplin verwandelt“, resümierte der Tagungspräsident PD Dr. Dr. Michael Kiehntopf. „Neben Fragen zur Ethik, IT, Datenschutz, Qualität und Weiterbildung fokussiert sich das Biobanking verstärkt auf die Bedeutung präanalytischer Einflussfaktoren für die Vielzahl neuer analytischer Entwicklungen, insbesondere im Feld der OMICS-Technologien.“