与传统的流行病学不同，分子流行病学研究能否获得实质性进展取决于一个最基本的问题，即收集的生物样本的质量和数量，包括符合临床诊治规范的临床研究队列人群，严格按照相关标准操作流程收集的生物样本和详细的肿瘤病理、临床治疗与随访等资料。以美国为例，美国国立癌症研究（NCI）每年都投入约5000多万美金的专项基金以保证高质量标本的采集和完整数据库的建立。因此，在分子流行病学研究中，生物标本的采集、运送、处理及存储对于其能否能成功检测及其结果的可靠性和合理性至关重要，相关数据资料和信息对于结果的解读也是必不可少。

通常将储存有一种类型或多种类型生物标本，并能保持它们的生物活性以供研究之用的系统称为生物标本库如DNA样本库、血清库、组织库等。常用的生物标本有：病原生物标本、血液（血清、血浆、白细胞、红细胞）标本、组织标本、其他生物标本（如唾液、胃液、尿液、精液、头发、媒介生物等），其采集和储存要保证标本内各种生物大分子、细胞结构等不被破坏。其中，血液、尿液和肿瘤组织是最常用的生物标本。生物标本的储存方法视生物标本的性质而定，一般应低温保存（-20℃短期或-80℃、液氮长期储存）。

血液中可以分离出多种成分，包括白细胞、红细胞、血小板及血清/血浆等，并可以检测多种不同的生物标志物。如白细胞可用于基因组DNA的提取并进行遗传多态性的研究；血清/血浆可用于检测营养素、激素、血脂以及其他生物标志的循环水平。此外，血液中获取的淋巴细胞还可以用于分子流行病学表型的检测（如DNA修复能力，DRC）。虽然血液样本有着不可替代的优势，但大型的流行病学研究主要通过静脉穿刺采集血液，花费相对较高，并且在某些人群中接受度较低。对于流行病学研究而言，通常需要花费少，并且不适反应低的样本收集方法，以提高参与率。因而，有研究者建议可以进行指尖采血，并将血滴于试纸上，用于提取少量的DNA，其优点在于：花费少，运输及存储均比较方便，但其局限性也是显而易见的。

此外，当血液样本无法获取时，来自于唾液或者漱口水中的口腔黏膜脱落细胞可替代血液用于提取基因组DNA，且标本来源容易、无创伤、简便快速。但口腔脱细胞中可提取的DNA量较低，并不适用于一些对DNA量要求较高的检测。

尿液可用于检测多种肿瘤相关的暴露和代谢生物标志。例如，通过检测尿液中羟基多环芳烃（OH-PAHs）的水平来评价多环芳烃（PAHs）在人体内的暴露状况 ^［36］。一般情况下，尿液的采集和储存较为简单。尿液标本易受细菌和真菌污染，使其有机成分易被分解。如尿液收集后，不能够立即检测，应采取临时性的保存措施，最好的方法是冷藏或添加防腐剂以保持检测物的稳定性和避免细菌过度生长。

恶性肿瘤细胞常伴染色体异常及正常细胞所没有的基因突变，因此分子流行病学研究常采用免疫组化、原位核酸杂交等方法检测组织标本中某些特异蛋白的表达；采用RT-PCR技术检测肿瘤及癌旁组织中目标基因的mRNA表达水平。在样本制备时，需要收集相关的信息以提高其使用的价值，包括采集的时间，处理方式以及储存方法等。

检测不同类型的肿瘤标志物需要采集不同的生物样品，而样本采集、贮存和处理的程序会影响肿瘤标志物检测的准确性，因此要注重程序的标准化。如外周血检测受采血时间、抗凝剂的类型、采血到储存的时间、储存温度等因素影响。由于分子流行病学研究的花费较高，因此应采用最优化的标本采集和存储方法。而保证待比较组样本间采集和存储的可比性、合理性将对于结果的准确获取至关重要。

外周静脉血是分子流行病学研究中最常见的生物样本来源。通常情况下，血液样本采集后先置于4℃冰箱内保存，尽量在3～5小时内离心，分离血清、血浆和白细胞，最长不宜超过12小时。制备血浆样品时，可将采取的血样置含有抗凝剂的试管中，缓缓转动试管使其充分混合。常用的抗凝剂有肝素、柠檬酸、草酸盐、EDTA等。抗凝血离心后所得上清液即为血浆，剩余成分可进一步分离出白细胞和红细胞。制备血清样品时，将采取的血样在室温下至少放置30～60分钟，待血液凝固后，以3000～4000r/min离心10分钟，分取上层澄清的血清。分离获得的血清、血浆则需储存于-40℃甚至于更低温的环境中。

在所有体液样品中，尿样最容易获得，并且样品量大。尿液的主要成分是水、尿素及盐类。它是一种良好的细菌培养基，因而需立即冷藏或防腐处理，否则细菌会很快繁殖而引起尿素分解，产生氨气。冷藏条件一般可置0℃以下冰箱内。若欲在室温下保存，应在收集尿样后，立即加入防腐剂。常用的防腐剂有甲苯、氯仿或改变尿液的酸碱性，以抑制细菌的繁殖。

组织样本主要包括新鲜的手术或活检组织、石蜡包埋组织块以及石蜡组织切片等。手术中采集肿瘤组织时，患者需临床诊断明确，且未经放疗和化疗等治疗处理。对于新鲜组织而言，要求病变组织从手术离体到冷冻保存的时间间隔不应超过30分钟，这对于保持生物大分子DNA、RNA和蛋白质的完整性及研究激素受体等十分重要。同时，切取的组织最好先放入液氮罐内，然后转入深低温冰箱内储存。理论上，组织储存温度越低越好。研究表明，将组织样本存放于-196℃的液氮中可储存多年，但若置于-80℃，其生物大分子活性的保持时间会明显缩短。

众多研究显示，长期冻存对于DNA大分子的稳定性影响不大。但RNA分子则易被广泛存在于细胞内、皮肤、唾液、汗液及周围环境中的RNA酶所降解。使用液氮保存是保存RNA活性的最理想方法，当温度降至液氮温度时，细胞组织中所有的生物化学、生物物理过程均处于停止状态。但限于空间及经费等原因，大型液氮储藏罐或液氮冰箱目前尚难以推广普及。

唾液样品采集时无伤害、无痛苦，取样不受时间、地点的限制，因而容易获得。采集前应漱口，除去口腔中的食物残渣，唾液自然分泌流入收集管中，采集后离心，分取上清液作为检测的样品。采集口腔脱落细胞时，用灭菌压舌板轻轻刮颊黏膜，将压舌板在生理盐水中搅动洗下细胞，同时收集唾液，离心分离口腔脱落细胞。唾液中的黏蛋白决定了唾液的黏度，它是在唾液分泌后受唾液中的酶催化而生成的。为阻止黏蛋白的生成，应将唾液在4℃以下保存。如果分析时没有影响，则可用碱处理唾液，使黏蛋白溶解而降低黏度。

其他生物样本如粪便、毛发、胃液、精液等，在肿瘤分子流行病研究中应用相对较少，其采集和处理均需符合相应的技术规范，此处不作详细介绍。

肿瘤分子流行病学研究主要是测量作为暴露或效应的生物标志—信息大分子：DNA、RNA和蛋白质等。因此，这些物质的提取和制备对于研究结果起着关键性的作用。

DNA可以来源于多种组织，例如血液、脱落的上皮细胞、肿瘤组织以及石蜡包埋切片等。提取DNA的方法很多，根据不同类型标本或不同实验目的，提取方法不尽相同。通常采用在EDTA以及SDS等试剂存在下用蛋白酶K消化细胞，随后用酚抽提而实现的。这一方法获得的DNA不仅经酶切后可用于Southern分析，还可用于PCR的模板、文库构建等实验。此外，近年来还有一些新的方法可用于DNA提取，如快速盐析法和商业试剂盒提取法等。如果需要大批量的提取DNA，一些自动化的系统设备可以适用，如美国Gentra公司有一种系统可以处理0. 05～10ml的全血样本，并且在30分钟至1小时内提取出长度为50kb 的DNA。DNA提取后需要进行浓度和纯度的检测，以适应不同实验的要求。

细胞中的RNA可分为信使RNA、转运RNA和核糖体RNA三大类，不同组织总RNA提取实质就是将细胞裂解，释放出RNA，并通过不同方式去除蛋白、DNA等杂质，最终获得高纯RNA产物的过程。由于RNA样品易受环境因素特别是RNA酶的影响而降解，提取高质量的RNA样品具有一定的挑战性。RNA提取对样品的新鲜性要求非常高，获取样品后最好立即提取RNA，若无条件立即实验，应于-80℃或液氮中保存样品，提取时取出样品后立即在低温下研磨裂解细胞，以防RNA降解。目前普遍使用的RNA提取法有两种：基于异硫氰酸胍/苯酚混合试剂的液相提取法（即Trizol类试剂）和基于硅胶膜特异性吸附的离心柱提取法。

蛋白质提取的操作将影响蛋白质的产量、生物学活性以及特定靶蛋白结构的完整性。蛋白的提取主要分为组织蛋白和体外培养的细胞蛋白。其中，组织蛋白的提取需考虑蛋白所分布的靶组织、组织内蛋白的含量、是否容易获得、组织的成本以及各种技术问题等。一般建议选择新鲜的组织。如果是冰冻组织，建议保存在-80℃，以防止蛋白的降解。体外细胞蛋白的提取，一般选择有效成分含量丰富的细胞为原材料，因常用的细胞材料的特点各异，所以处理的要求也不相同。蛋白质提取的关键步骤在于采用适当的方法使细胞破碎，并能保证蛋白的完整性，常采用的方法包括匀浆法、超声法、液氮研磨、去垢剂溶解法等。

有关生物标志检测技术的详细介绍见第三章。

采集的主要影响因素有采集部位、时间和方法；储存的影响因素有储存温度、时间和标本介质等。

同一测定指标最好使用同一批次的试剂材料，确需使用二批以上试剂材料，则不同批次要进行对比分析和标准化。

原则上使用前对仪器进行统一调校，不要随意更换，特别是有量度的仪器设备。

一项研究中，同一种生物标志的测量方法要统一；设立对照和重复实验也是进行实验室质量控制的重要原则。

每一步骤都要制订操作规范，要保证操作者内（即同一操作者）和操作者间（即不同操作者）的可重复性。