ISO 8472-2-2026《生物技术-干细胞数据互操作性-第2部分：干细胞数据的关键特征》标准立项发展报告

ISO8472-2-2026《生物技术——干细胞数据互操作性——第2部分：干细胞数据的关键特征》标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:Biotechnology—Datainteroperabilityforstemcelldata—Part2:Keycharacteristicsofstemcelldata摘要随着再生医学和细胞治疗技术的飞速发展，干细胞研究正从实验室基础研究加速向临床转化与产业应用推进。然而，干细胞数据的多源性、异质性以及描述标准的不统一，导致数据孤岛现象严重，跨机构、跨平台的数据共享与整合面临巨大挑战，这不仅制约了科研效率，也为监管机构的审评审批带来困难。为解决这一核心痛点，国际标准化组织ISO/TC276《生物技术》技术委员会于2026年正式发布了ISO8472-2-2026《生物技术——干细胞数据互操作性——第2部分：干细胞数据的关键特征》（第一版）。该标准作为ISO8472系列标准的重要组成部分，系统规定了干细胞数据在采集、描述、存储与交换过程中必须明确的关键特征，旨在建立统一的干细胞数据描述框架，为实现全球范围内的干细胞数据互操作性奠定技术基础。本报告全面回顾了该标准的立项背景、研制历程、核心技术内容和行业应用价值，并深入剖析了其主要参与单位——中国食品药品检定研究院（国家药品监督管理局医疗器械技术审评中心）在标准制定中的关键作用与贡献。本报告指出，该标准的发布填补了干细胞数据互操作性关键特征国际标准的空白，对于推动全球干细胞数据规范化、提升数据质量、加速细胞治疗产品研发与监管科学化具有重要意义。关键词：干细胞数据；数据互操作性；关键特征；ISO8472；标准研制；数据质量；细胞治疗；标准化Keywords:Stemcelldata;Datainteroperability;Keycharacteristics;ISO8472;Standarddevelopment;Dataquality;Celltherapy;Standardization一、引言21世纪被誉为生命科学的世纪，以干细胞为核心的再生医学研究正以前所未有的速度蓬勃发展。干细胞因其独特的自我更新能力和多向分化潜能，在疾病治疗、药物筛选、组织工程等众多领域展现出巨大的应用前景。全球范围内，干细胞基础研究论文数量呈指数级增长，干细胞相关的临床试验注册数量逐年攀升，多个干细胞治疗产品已获得美国食品药品监督管理局（FDA）、欧盟药品管理局（EMA）、日本医药品医疗器械综合机构（PMDA）以及中国国家药品监督管理局（NMPA）等监管机构的上市批准。然而，在干细胞研究及其临床转化迅猛发展的背后，一个关键的基础性瓶颈日益凸显——数据问题。干细胞数据具有高度的复杂性和多样性。这种复杂性不仅体现在干细胞本身的细胞生物学特性上，如细胞来源（胚胎干细胞、诱导多能干细胞、成体干细胞等）、细胞状态（未分化态、向特定谱系分化中、终末分化态）、培养条件（二维/三维培养、支架材料、氧浓度、培养基组分）；还体现在数据产生与采集的技术环节，如测序平台（Illumina、华大智造等）、流式细胞仪配置、单细胞测序技术（10xGenomics、Drop-seq等）的差异；同时也体现在数据描述、注释和存储的方式上，不同的研究机构、不同的数据生产者往往按照各自的习惯和标准来描述和记录数据，导致数据格式、元数据要素、术语定义、质量控制指标等均存在较大差异。这种数据层面的高度异质性带来了严重的“数据孤岛”问题。在许多情况下，要整合来自不同研究组、不同数据库、不同国家或地区的干细胞数据，进行跨队列、跨平台的比较分析，需要耗费研究人员大量的时间和精力来进行数据的清洗、映射和标准化，甚至经常出现由于原始数据缺少必要的关键信息，如细胞鉴定标记（SSEA-4、TRA-1-60等）、核型分析结果、支原体检测记录等，导致数据无法被有效复用或进行数据层面的质量评估。国际标准化组织充分认识到这一问题的严重性和紧迫性。ISO/TC276（生物技术技术委员会）于2018年启动干细胞数据互操作性相关标准的预研工作，经过多轮国际专家讨论、工作组会议和草案编制，最终形成了ISO8472《生物技术——干细胞数据互操作性》系列标准。该系列标准旨在从不同维度为干细胞数据的共享与整合提供标准化的技术支撑。而本次发布的ISO8472-2-2026正是该系列标准中的关键组成部分，聚焦于“干细胞数据的关键特征”。本报告将系统阐述ISO8472-2-2026标准研制的技术背景、核心内容及其深远影响，并结合我国在干细胞数据标准化领域的实践，对该标准的落地实施与未来发展方向进行展望。二、标准立项背景与研制历程2.1宏观政策与产业需求驱动近年来，全球主要经济体纷纷将干细胞及其转化应用列入国家战略规划。中国在“十四五”规划纲要中将干细胞研究纳入前沿领域，科技部持续通过国家重点研发计划“干细胞研究与器官修复”专项投入大量经费支持。2023年，国家药监局药审中心正式发布《人源干细胞产品药学研究与评价技术指导原则（试行）》和《人源性干细胞及其衍生细胞治疗产品临床试验技术指导原则（试行）》，标志着我国干细胞监管体系日趋完善。然而，政策与资金的支持也使得数据管理的标准化需求变得空前迫切。干细胞产品的药学研究和非临床研究涉及海量数据的采集、整理、分析和申报。这些数据若缺乏统一的描述标准，将直接影响申报的效率与质量评估的科学性。在药品监管科学的大背景下，数据互操作性是实施“良好数据管理规范”（GxP）与实现基于“真实世界数据”监管决策的基础设施之一。2.2技术发展与数据挑战单细胞测序技术、空间转录组学、高内涵筛选、类器官培养等新技术的不断迭代，使得干细胞数据的维度急速扩展。一个典型的干细胞表征实验可能同时产生基因组数据、表观组数据、转录组数据、蛋白质组数据、代谢组数据以及大量的细胞显微图像数据。上述多组学数据与传统的细胞生物学功能数据（如增殖曲线、集落形成能力、分化效率）以及安全性数据（如致瘤性检测结果）之间存在着复杂的相互关联。面对如此庞大且相互关联的数据集，如果没有一个清晰定义的“关键特征”清单作为数据描述的共同框架，数据提供者很可能遗漏某些重要的元数据信息，而数据消费者则可能因背景信息的缺失而无法正确解读数据。例如，若一个RNA-seq数据集在共享时没有说明所使用的细胞培养传代次数（Pnumber）和培养基成分，不同实验室的数据实际上是不具备可比性的。这种数据可比性的缺失极大地降低了数据潜在的科研价值。2.3ISO/TC276工作框架ISO/TC276成立于2013年，其工作范围涵盖人类、动物、植物和微生物生物技术的标准化，包括过程和数据的定义、质量指标、数据互操作性等。TC276下设多个工作组（WG），其中WG3负责生物数据与信息学相关标准的制定。ISO8472系列标准即由WG3负责推进，该工作组汇聚了来自中国、德国、美国、日本、韩国、英国等多国的数据标准专家和干细胞领域权威科学家。ISO8472系列标准目前规划了多个部分，包括：-ISO8472-1：总体框架与概念模型，规定了干细胞数据互操作性的顶层架构；-ISO8472-2：关键特征（本报告所涉标准）；-ISO8472-3：与其他生物医学数据集的互操作性指南；-其他更多部分（如质量控制数据、计算分析等）仍在讨论与起草过程中。2.4标准研制关键里程碑该标准从最初的“工作草案”（WD）到委员会草案（CD）、国际标准草案（DIS）、最终国际标准草案（FDIS），直至最终出版（IS），历经了多次线上/线下会议讨论和大量的意见征求。特别值得关注的是，中国专家深度参与了ISO8472-2文本核心章节的起草工作。在研制过程中，各国专家围绕“关键特征”的具体内涵和边界进行了充分而激烈的讨论。例如，是仅包括细胞本身的生物学特征，还是也应包括数据产生的过程特征（如仪器校准记录）？是面向整个干细胞全生命周期，还是仅关注特定的应用场景？最终，专家们形成的共识是：关键特征必须覆盖数据生产、数据内容、数据质量三个维度，以确保数据在无人值守的情况下自解释和被正确复用，并强调特征的描述应与既有国际术语体系（如CellOntology,CL；ExperimentalFactorOntology,EFO等）保持映射关系。三、标准主要内容解析3.1标准定位与适用范围ISO8472-2-2026在ISO8472系列标准中承担着“核心数据字典”的功能。它规定了无论采用何种干细胞类型（胚胎干细胞、诱导多能干细胞、成体干细胞等）、应用何种技术平台（测序、流式、成像等）、面向何种应用场景（基础研究、转化医学、监管申报），均需要描述和记录的干细胞数据关键特征。标准明确指出，其适用于在人类干细胞数据的采集、记录、结构化存档、共享与交换过程中，对数据特征的确定与描述。尽管其重点涉及人类干细胞，但文中明确提示附录中考虑了对非人灵长类等模式生物干细胞数据的适用性，并提供了相应的调整原则。3.2关键特征分类体系该标准将干细胞数据的关键特征系统性地划分为若干核心类别，每一类别下又规定了具体的数据元素（DataElements）和数据项（DataItems）。主要的技术内容框架如下：（1）干细胞来源与建立特征该类别旨在规范干细胞系的基本身份信息，是区分不同细胞系的基本依据。具体数据项包括：细胞系唯一的国际标准名称或注册号（如hPSCreg名称）、组织来源（如外周血、皮肤成纤维细胞、脐带血等）、供体特征（年龄、性别、民族、健康状态，需注意伦理与隐私的合规性）、重编程方法（对于iPSC，需明确是逆转录病毒、仙台病毒还是非整合型质粒方法）、建立的机构与日期等。（2）细胞培养与扩增特征培养条件直接决定了干细胞的命运与质量，是数据互操作中至关重要的“过程元数据”。具体数据项包括：培养基商品名与配方（如mTeSR1、StemFlex）、基质或饲养层信息（如Matrigel、玻连蛋白、小鼠胚胎成纤维细胞）、传代操作细则（传代方法、传代比例、使用的酶解试剂）、培养环境（O2浓度、CO2浓度、温湿度）、代数（P数）记录、支原体及常见病原体检测结果、细胞活率等。（3）干性维持与多向分化潜能特征该类别侧重于反映干细胞身份维持状态的生物学指标，是对细胞系“质量属性”的核心描述。具体数据项包括：多能性标志物表达情况（如Oct4、Sox2、Nanog，通常包含qPCR表达量及免疫荧光/流式检测阳性率）、体外分化潜能检测（如拟胚体形成能力、三胚层分化标志物检测）、核型分析（G显带核型、单核苷酸多态性SNP芯片或基因组拷贝数变异CNV检测结果）、克隆形成能力等。（4）遗传稳定性与基因组完整性特征遗传稳定性是决定干细胞能否用于临床级细胞产品开发的关键安全属性。该类别下的关键数据项包括：核型描述（ISCN格式）、染色体畸变异常克隆描述、全外显子/全基因组测序检出的关键基因突变信息、表观遗传学状态（如X染色体失活状态、印记基因甲基化状态）、端粒长度动态等。（5）功能特征功能特征旨在描述干细胞或其衍生细胞在特定应用场景下所展示的生物学功能。这些特征通常与具体的下游应用密切相关，因此标准鼓励数据提供者结合场景进行描述，例如：造血干细胞的多系移植重建能力、间充质干细胞的免疫调控能力（抑制T细胞增殖的能力检测）及旁分泌活性、神经干细胞向特定神经元亚型分化的效率等。（6）数据质量与溯源特征该类别是保障数据可信和可复用的基础，具体包括：数据产生机构、数据产生日期与批次、实验操作人员资质认证、使用仪器型号与校准维护记录、分析软件及版本号、原始数据存储路径与访问权限、数据变更历史（审计追踪）等。3.3数据互操作机制的规范除了明确上述关键特征信息元素之外，ISO8472-2-2026还规范了实现互操作性的具体技术机制。标准推荐使用JSON、XML或ResourceDescriptionFramework（RDF）等通用的机器可读格式来封装上述关键特征信息。此外，标准还推荐了一种基于标识符（如ResearchResourceIdentifier,RRID或InternationalStemCellRegistry,hPSCreg编号）的数据索引方法，确保干细胞系信息在整个生物医学数据生态系统中具有唯一性和可追溯性。该标准还重点讨论了与现有国际数据标准体系的兼容性问题。例如，对于细胞类型注释，标准推荐使用CellOntology；对于疾病特征，推荐映射至DiseaseOntology（DOID）；对于实验试剂及仪器信息，推荐遵循ResearchDataAlliance（RDA）或类似元数据组织规范。这种兼容性设计为标准的顺利落地扫清了集成障碍。四、标准核心价值与行业影响分析4.1为数据共享与二次利用提供基础设施与传统的基于“全文/数据集打包”的数据共享模式不同，ISO8472-2-2026要求以结构化、标准化的“关键特征”元数据作为数据共享的前提。例如，一个研究团队在向公共组学数据库（如GEO或ArrayExpress）提交干细胞转录组数据时，若同时提交符合ISO8472-2标准格式的干细胞关键特征描述文件，则数据的可发现性（Findability）和可重用性（Reusability）将得到大幅提升。这种结构化特征元数据也是对FAIR数据管理原则（Findable,Accessible,Interoperable,Reusable）的积极践行。4.2推动人工智能与大数据技术在干细胞领域的深度应用机器学习和人工智能技术，尤其是在预测细胞分化命运、优化培养条件等领域，高度依赖高质量、结构化的大规模训练数据集。传统的数据呈现方式（如论文附件中的Excel散表或PDF补充材料）严重阻碍了数据挖掘技术的应用。ISO8472-2-2026所规定的统一特征描述，将使分散在文献中的宝贵干细胞实验数据能够被标准化地抽取和汇总，为进一步构建干细胞知识图谱和预训练大模型提供高质量语料，加速“干细细胞数字化”的进程。4.3强化监管科学基础，支持IND申报与评审质效在药品监管领域，数据的一致性和完整性直接影响审评结论的确定性。从干细胞产品的IND申报（新药临床研究申请）阶段开始，申办方就需要递交大量关于种子细胞库（MCB、WCB）和生产过程中间品的细胞学质量数据。ISO8472-2-2026所定义的“关键特征”与药监部门所关注的“质量属性”（CQA）在本质上高度一致。采用该标准作为数据格式指导，不仅可提高申报资料的规范性和完整性，还可为监管机构的电子化审评、远程核查以及跨审查机构的信息互换提供极大便利。未来，若监管机构能对使用该标准格式提交的申报资料予以一定优先或形式审查豁免，将极大激发企业的采标积极性。4.4促进国际科技合作与跨境数据交换干细胞研究具有高度国际化的特征，跨境多中心合作研究是常态。在数据跨境流动规则日益复杂化的今天，统一数据描述标准成为消除非关税技术壁垒的核心手段。ISO8472-2-2026为不同国家实验室之间提供了相互理解的数据“通用语言”，有助于在遵守伦理和隐私法律（如中国的《个人信息保护法》《人类遗传资源管理条例》、欧洲的《通用数据保护条例》GDPR）的前提下，实现更为高效的科研评价与协作。五、主要参编单位介绍——中国食品药品检定研究院中国食品药品检定研究院（以下简称“中检院”）是国家药品监督管理局直属的法定药品和生物制品质量检验与标准研究的最高技术仲裁机构。其前身可以追溯到1950年成立的卫生部药物食品检验所，历经七十余年的发展，中检院已成为集检定、标准化研究、质量控制技术研发与人才培养于一体的综合性国家级研究机构。在干细胞相关领域，中检院拥有包括细胞技术产品检定实验室、生物制品检定所等在内的多个核心技术单元。其长期承担着国家干细胞相关产品检验和质量复核工作，对于我国首个获批上市的间充质干细胞治疗药物以及多款进入临床试验阶段的iPSC衍生细胞产品的质量审评提供了有力的技术支撑。在干细胞标准体系建设方面，中检院积极推动并参与了《干细胞通用要求》《人源干细胞产品药学研究与评价技术指导原则》等一系列重要的国家、行业和团体标准的制修订工作。在ISO8472-2-2026标准的研制过程中，中检院作为ISO/TC276国内技术对口单位的重要支撑机构，全面深度参与相关工作。中检院专家基于在干细胞质量控制和产