ImmuneRepertoireMrdQcChecker

Immune Repertoire MRD QC

Liquid Biopsy жидкостная биопсия cfDNA ctDNA CTC exosomes NGS qPCR
Открыть подборку

Описание утилиты: Immune Repertoire MRD QC

Immune Repertoire MRD QC Checker — Контроль качества MRD по данным иммунного репертуара

ℹ️  Утилита выполняет комплексную проверку качества TCR/BCR-seq данных для MRD-мониторинга согласно стандартам EuroClonality-NGS, AIRR Community и рекомендациям по NGS-MRD:
     • Sequencing Depth & UMI: Общая глубина и количество уникальных молекул — основа чувствительности MRD.
     • PCR Duplication Control: Уровень дедупликации как индикатор сложности библиотеки.
     • Background Noise: Частота шума в негативных контролях — определяет предел обнаружения.
     • Replicate Reproducibility: Корреляция между техническими репликами — мера надежности.
     • Sensitivity Verification: Сравнение достигнутой чувствительности с требуемой по протоколу.
     • MRD Call Reliability: Минимальное число ридов для надежного вызова MRD-позитивности.

⚠️  ВАЖНО: 
     • MRD-негативный результат при чувствительности хуже требуемой = ЛОЖНАЯ РЕМИССИЯ.
     • MRD-позитивный вызов на <10 ридах = вероятный ЛОЖНОПОЛОЖИТЕЛЬНЫЙ результат.
     • Высокий фоновый шум (>10⁻⁵) делает невозможным надежное определение MRD на уровне 10⁻⁶.
     • Отсутствие внутреннего контроля чувствительности не позволяет верифицировать работу ассая.

Использование:
  ImmuneRepertoireMrdQcChecker.exe                            → демо-режим (вывод в консоль)
  ImmuneRepertoireMrdQcChecker.exe input.csv output.json      → оценка ваших данных

Формат input.csv:
SampleID,PatientID,ReceptorType,Timepoint,TotalReads,MinTotalReads,UniqueMolecules_UMI,MinUniqueMolecules,UMI_Deduplication_Rate,MaxUMI_DedupRate,BackgroundNoise_Frequency,MaxBackgroundNoise,ClonotypeCount_PostDedup,ReplicateCorrelation_R,MinReplicateCorrelation,ControlClonotype_Detected,Sensitivity_Achieved,RequiredSensitivity,MRD_Positive,MRD_CloneFrequency,MRD_CloneReads,MinMRD_CloneReads

Пример:
  MRD-001,PAT-001,IGH,Post-ind,5200000,1000000,480000,100000,0.65,0.80,2E-6,1E-5,35000,0.96,0.90,true,5E-6,1E-5,false,0,0,10

📍 Область применения (Usage Where):
     • Гематологическая онкология: MRD-мониторинг при ALL, CLL, множественной миеломе.
     • Клинические исследования: Стандартизация MRD-данных в мультицентровых trials.
     • Регуляторные подачи: Подтверждение аналитической валидности NGS-MRD assays.
     • Трансплантология: Оценка эффективности алло-ТКМ по динамике клонотипов.

— ЗАЧЕМ ЭТО НУЖНО?
MRD-статус является сильнейшим прогностическим фактором в гематологии.
Ложно-негативный MRD ведет к преждевременному прекращению терапии и рецидиву.
Ложно-позитивный MRD ведет к ненужной токсичной консолидации.
Автоматизированный QC гарантирует, что каждый MRD-результат основан на данных достаточного качества.

⚠️  КРИТИЧЕСКИ ВАЖНО:
• Total Reads ≥ 1M: Базовый порог для MRD на уровне 10⁻⁵.
• Unique Molecules ≥ 100K: Определяет реальную чувствительность после дедупликации.
• Background Noise ≤ 10⁻⁵: Превышение делает MRD-вызовы ненадежными.
• Sensitivity Achieved ≤ Required: ОБЯЗАТЕЛЬНО для MRD-негативных заключений.
• MRD Clone Reads ≥ 10: Ниже этого порога позитивный вызов недостоверен.
• Control Clonotype: Отсутствие = unverifiable assay performance.

Ключевые особенности утилиты:
• Восьмипараметрическая оценка MRD-QC
• Интеграция физических и статистических метрик
• Автоматическая верификация надежности MRD-вызовов
• Классификация PASS / WARNING / FAIL
• Соответствие EuroClonality-NGS и AIRR standards

Критические параметры:
• Total Reads: ≥ 1,000,000
• Unique Molecules: ≥ 100,000
• UMI Dedup Rate: ≤ 80%
• Background Noise: ≤ 1×10⁻⁵
• Replicate Correlation: ≥ 0.90
• Sensitivity Achieved: ≤ Required
• MRD Clone Reads: ≥ 10 (if positive)
• Control Clonotype: Detected

💡 Советы по использованию:
1. UMI Design: Используйте UMI длиной ≥8 nt для минимизации коллизий при высокой глубине.
2. NTC Controls: Включайте минимум 3 NTC на пластину для точной оценки фона.
3. Spike-in Controls: Добавляйте известные клонотипы для верификации чувствительности.
4. Реплики: Выполняйте минимум 2 технические реплики для каждого MRD-образца.
5. Пороги: Настраивайте MinMRD_CloneReads под глубину и уровень шума конкретной панели.

⚠️ Примечание: Данная утилита оценивает ТЕХНИЧЕСКОЕ КАЧЕСТВО MRD-данных. Клиническая интерпретация MRD-статуса должна учитывать тип заболевания, фазу лечения и предыдущую динамику. Утилита не заменяет экспертизу гематолога.

input.csv

SampleID,PatientID,ReceptorType,Timepoint,TotalReads,MinTotalReads,UniqueMolecules_UMI,MinUniqueMolecules,UMI_Deduplication_Rate,MaxUMI_DedupRate,BackgroundNoise_Frequency,MaxBackgroundNoise,ClonotypeCount_PostDedup,ReplicateCorrelation_R,MinReplicateCorrelation,ControlClonotype_Detected,Sensitivity_Achieved,RequiredSensitivity,MRD_Positive,MRD_CloneFrequency,MRD_CloneReads,MinMRD_CloneReads
MRD-2026-001,ALL-PAT-001,IGH,Post-induction,5200000,1000000,480000,100000,0.65,0.80,2E-6,1E-5,35000,0.96,0.90,true,5E-6,1E-5,false,0,0,10
MRD-2026-002,ALL-PAT-002,TRB,Follow-up,350000,1000000,42000,100000,0.88,0.80,5E-5,1E-5,8500,0.72,0.90,false,2E-4,1E-5,true,3E-5,5,10
MRD-2026-003,MM-PAT-003,IGK,Post-ASCT,2800000,1000000,250000,100000,0.70,0.80,8E-6,1E-5,28000,0.93,0.90,false,8E-6,1E-5,false,0,0,10

URS & FS — спецификация пользователя и функциональная спецификация

Документ описывает контролируемый интерфейс и поведение утилиты ImmuneRepertoireMrdQcChecker для сценария Immune Repertoire MRD QC Checker.

Предметные ограничения и критические параметры

Ниже приведены ключевые фрагменты исходного описания. Перед продуктивным применением пределы должны быть сверены с утверждённой спецификацией, регистрационным досье и локальными SOP.
  • • Background Noise: Частота шума в негативных контролях — определяет предел обнаружения.
  • ⚠️ ВАЖНО:
  • • MRD-позитивный вызов на <10 ридах = вероятный ЛОЖНОПОЛОЖИТЕЛЬНЫЙ результат.
  • • Высокий фоновый шум (>10⁻⁵) делает невозможным надежное определение MRD на уровне 10⁻⁶.
  • ⚠️ КРИТИЧЕСКИ ВАЖНО:
  • • Total Reads ≥ 1M: Базовый порог для MRD на уровне 10⁻⁵.
  • • Unique Molecules ≥ 100K: Определяет реальную чувствительность после дедупликации.
  • • Background Noise ≤ 10⁻⁵: Превышение делает MRD-вызовы ненадежными.
  • • Sensitivity Achieved ≤ Required: ОБЯЗАТЕЛЬНО для MRD-негативных заключений.
  • • MRD Clone Reads ≥ 10: Ниже этого порога позитивный вызов недостоверен.
  • Критические параметры:
  • • Total Reads: ≥ 1,000,000
  • • Unique Molecules: ≥ 100,000
  • • UMI Dedup Rate: ≤ 80%
  • • Background Noise: ≤ 1×10⁻⁵
  • • Replicate Correlation: ≥ 0.90
  • • Sensitivity Achieved: ≤ Required
  • • MRD Clone Reads: ≥ 10 (if positive)

URS — пользовательские требования

IDТребованиеКритичностьКритерий приемки
URS-001Утилита должна принимать файл input.csv для Immune Repertoire MRD QC Checker с заголовками, определёнными в контракте данных.HighФайл обрабатывается без ручного изменения заголовков.
URS-002Утилита должна выполнять детерминированную оценку QC/ОКК без машинного обучения и без вероятностного принятия решения о соответствии.HighПри одинаковых входных данных, версии правил и конфигурации результат полностью воспроизводим.
URS-003Утилита должна валидировать обязательные поля, типы данных, диапазоны, единицы измерения и предметную правдоподобность значений.HighОшибки схемы, преобразования и диапазона явно отражаются в результате.
URS-004Утилита должна применять предметные пределы и правила из описания, утверждённой спецификации, регистрационного досье и локальных SOP.HighКаждая проверка имеет результат PASS/WARNING/FAIL и понятное сообщение.
URS-005Утилита должна формировать output.json с машинно-читаемыми результатами, исходными значениями, предупреждениями, отказами и критическими находками.HighJSON пригоден для LIMS/ELN/MES-интеграции и QA/QC review.
URS-006Утилита должна сохранять трассируемость между серией/образцом, входным файлом, применёнными правилами и итоговым статусом.HighВыход содержит идентификаторы, список параметров и audit metadata.
URS-007Документация должна поддерживать подготовку IQ/OQ/PQ, CSV/CSA и обсуждение с инспекторами или внутренним QA.MediumURS, FS, контракт input/output и тестовые сценарии поставляются вместе с утилитой.
URS-008Утилита должна использоваться как decision-support инструмент QC, а не как замена утверждённым спецификациям и выпускному решению Qualified Person/QA.MediumВ документации указан контроль change control и необходимость сверки пределов.

Контракт input.csv

#ПолеТипПримерНазначение
1SampleIDstring / controlled vocabularyMRD-2026-001Идентификатор образца или лабораторной пробы.
2PatientIDstring / controlled vocabularyALL-PAT-001Контролируемый входной параметр для детерминированных QC-правил.
3ReceptorTypestring / controlled vocabularyIGHКонтролируемый входной параметр для детерминированных QC-правил.
4Timepointstring / controlled vocabularyPost-inductionВременной параметр процесса, инкубации, хранения или анализа.
5TotalReadsdecimal5200000Контролируемый входной параметр для детерминированных QC-правил.
6MinTotalReadsdecimal1000000Контролируемый входной параметр для детерминированных QC-правил.
7UniqueMolecules_UMIdecimal480000Контролируемый входной параметр для детерминированных QC-правил.
8MinUniqueMoleculesdecimal100000Контролируемый входной параметр для детерминированных QC-правил.
9UMI_Deduplication_Ratedecimal0.65Контролируемый входной параметр для детерминированных QC-правил.
10MaxUMI_DedupRatedecimal0.80Контролируемый входной параметр для детерминированных QC-правил.
11BackgroundNoise_Frequencydecimal2E-6Контролируемый входной параметр для детерминированных QC-правил.
12MaxBackgroundNoisedecimal1E-5Контролируемый входной параметр для детерминированных QC-правил.
13ClonotypeCount_PostDedupinteger / decimal35000Счётный показатель; используется для микробиологического, частичного или клеточного контроля.
14ReplicateCorrelation_Rdecimal0.96Контролируемый входной параметр для детерминированных QC-правил.
15MinReplicateCorrelationinteger / decimal0.90Контролируемый входной параметр для детерминированных QC-правил.
16ControlClonotype_Detectedstring / controlled vocabularytrueКонтрольная точка/контрольный образец для валидности серии анализа.
17Sensitivity_Achieveddecimal5E-6Контролируемый входной параметр для детерминированных QC-правил.
18RequiredSensitivitydecimal1E-5Контролируемый входной параметр для детерминированных QC-правил.
19MRD_Positivestring / controlled vocabularyfalseКонтролируемый входной параметр для детерминированных QC-правил.
20MRD_CloneFrequencydecimal0Контролируемый входной параметр для детерминированных QC-правил.
21MRD_CloneReadsdecimal0Контролируемый входной параметр для детерминированных QC-правил.
22MinMRD_CloneReadsdecimal10Контролируемый входной параметр для детерминированных QC-правил.
SampleID,PatientID,ReceptorType,Timepoint,TotalReads,MinTotalReads,UniqueMolecules_UMI,MinUniqueMolecules,UMI_Deduplication_Rate,MaxUMI_DedupRate,BackgroundNoise_Frequency,MaxBackgroundNoise,ClonotypeCount_PostDedup,ReplicateCorrelation_R,MinReplicateCorrelation,ControlClonotype_Detected,Sensitivity_Achieved,RequiredSensitivity,MRD_Positive,MRD_CloneFrequency,MRD_CloneReads,MinMRD_CloneReads
MRD-2026-001,ALL-PAT-001,IGH,Post-induction,5200000,1000000,480000,100000,0.65,0.80,2E-6,1E-5,35000,0.96,0.90,true,5E-6,1E-5,false,0,0,10
MRD-2026-002,ALL-PAT-002,TRB,Follow-up,350000,1000000,42000,100000,0.88,0.80,5E-5,1E-5,8500,0.72,0.90,false,2E-4,1E-5,true,3E-5,5,10
MRD-2026-003,MM-PAT-003,IGK,Post-ASCT,2800000,1000000,250000,100000,0.70,0.80,8E-6,1E-5,28000,0.93,0.90,false,8E-6,1E-5,false,0,0,10

Правила валидации входных данных

IDПолеПравилоКритичность
VR-001SampleIDПоле должно соответствовать утверждённому справочнику/словарю или допустимой строковой форме.High
VR-002PatientIDПоле должно соответствовать утверждённому справочнику/словарю или допустимой строковой форме.High
VR-003ReceptorTypeПоле должно соответствовать утверждённому справочнику/словарю или допустимой строковой форме.High
VR-004TimepointПоле должно соответствовать утверждённому справочнику/словарю или допустимой строковой форме.Medium
VR-005TotalReadsПоле должно соответствовать утверждённому справочнику/словарю или допустимой строковой форме.Medium
VR-006MinTotalReadsПоле должно соответствовать утверждённому справочнику/словарю или допустимой строковой форме.Medium
VR-007UniqueMolecules_UMIПоле должно соответствовать утверждённому справочнику/словарю или допустимой строковой форме.Medium
VR-008MinUniqueMoleculesПоле должно соответствовать утверждённому справочнику/словарю или допустимой строковой форме.Medium
VR-009UMI_Deduplication_RateПоле должно соответствовать утверждённому справочнику/словарю или допустимой строковой форме.Medium
VR-010MaxUMI_DedupRateПоле должно соответствовать утверждённому справочнику/словарю или допустимой строковой форме.Medium
VR-011BackgroundNoise_FrequencyПоле должно соответствовать утверждённому справочнику/словарю или допустимой строковой форме.Medium
VR-012MaxBackgroundNoiseПоле должно соответствовать утверждённому справочнику/словарю или допустимой строковой форме.Medium
VR-013ClonotypeCount_PostDedupПоле должно соответствовать утверждённому справочнику/словарю или допустимой строковой форме.Medium
VR-014ReplicateCorrelation_RПоле должно соответствовать утверждённому справочнику/словарю или допустимой строковой форме.Medium
VR-015MinReplicateCorrelationПоле должно соответствовать утверждённому справочнику/словарю или допустимой строковой форме.Medium
VR-016ControlClonotype_DetectedПоле должно соответствовать утверждённому справочнику/словарю или допустимой строковой форме.Medium
VR-017Sensitivity_AchievedПоле должно соответствовать утверждённому справочнику/словарю или допустимой строковой форме.Medium
VR-018RequiredSensitivityПоле должно соответствовать утверждённому справочнику/словарю или допустимой строковой форме.Medium
VR-019MRD_PositiveПоле должно соответствовать утверждённому справочнику/словарю или допустимой строковой форме.Medium
VR-020MRD_CloneFrequencyПоле должно соответствовать утверждённому справочнику/словарю или допустимой строковой форме.Medium
VR-021MRD_CloneReadsПоле должно соответствовать утверждённому справочнику/словарю или допустимой строковой форме.Medium
VR-022MinMRD_CloneReadsПоле должно соответствовать утверждённому справочнику/словарю или допустимой строковой форме.Medium

FS — функциональная спецификация

IDФункцияРеализация
FS-001CLI executionПоддержать режимы запуска: demo mode без аргументов и production mode input.csv output.json.
FS-002CSV importПрочитать input.csv в UTF-8/CSV-совместимом формате, проверить наличие заголовка и ожидаемых колонок.
FS-003Schema validationПроверить обязательные поля, количество колонок, неизвестные ключевые поля и пустые обязательные значения.
FS-004Type conversionПреобразовать числовые, флаговые и текстовые значения; некорректный формат фиксировать как ошибку строки.
FS-005Domain rule engineПрименить правила для Immune Repertoire MRD QC Checker, включая критические пределы из описания и утверждённой спецификации.
FS-006Status aggregationСформировать итоговый статус: FAIL при критическом отказе, WARNING при некритическом отклонении, PASS при соответствии.
FS-007JSON exportЗаписать output.json с детализацией проверок, исходными значениями, предупреждениями, отказами и critical findings.
FS-008Audit supportСохранять структуру результата пригодной для review, расследования отклонений и воспроизведения расчёта.
FS-009Integration contractПоддержать сценарий LIMS/ELN/MES → input.csv → utility → output.json → portal/admin review.
FS-010Error handlingВозвращать явные сообщения для отсутствующего файла, пустого CSV, неверной схемы, ошибки записи output.json и некорректного формата.

Пример output.json

{
  "utilityId": "immunerepertoiremrdqcchecker",
  "utilityFolder": "ImmuneRepertoireMrdQcChecker",
  "package": "LiquidBiopsy",
  "overallStatus": "PASS|WARNING|FAIL",
  "sourceFile": "input.csv",
  "processedAtUtc": "2026-06-10T00:00:00Z",
  "checks": [
    {
      "parameter": "SampleID",
      "value": "MRD-2026-001",
      "status": "PASS|WARNING|FAIL",
      "message": "Deterministic rule-based check result",
      "ruleReference": "FS-RULE-001"
    },
    {
      "parameter": "PatientID",
      "value": "ALL-PAT-001",
      "status": "PASS|WARNING|FAIL",
      "message": "Deterministic rule-based check result",
      "ruleReference": "FS-RULE-002"
    },
    {
      "parameter": "ReceptorType",
      "value": "IGH",
      "status": "PASS|WARNING|FAIL",
      "message": "Deterministic rule-based check result",
      "ruleReference": "FS-RULE-003"
    },
    {
      "parameter": "Timepoint",
      "value": "Post-induction",
      "status": "PASS|WARNING|FAIL",
      "message": "Deterministic rule-based check result",
      "ruleReference": "FS-RULE-004"
    },
    {
      "parameter": "TotalReads",
      "value": "5200000",
      "status": "PASS|WARNING|FAIL",
      "message": "Deterministic rule-based check result",
      "ruleReference": "FS-RULE-005"
    },
    {
      "parameter": "MinTotalReads",
      "value": "1000000",
      "status": "PASS|WARNING|FAIL",
      "message": "Deterministic rule-based check result",
      "ruleReference": "FS-RULE-006"
    },
    {
      "parameter": "UniqueMolecules_UMI",
      "value": "480000",
      "status": "PASS|WARNING|FAIL",
      "message": "Deterministic rule-based check result",
      "ruleReference": "FS-RULE-007"
    },
    {
      "parameter": "MinUniqueMolecules",
      "value": "100000",
      "status": "PASS|WARNING|FAIL",
      "message": "Deterministic rule-based check result",
      "ruleReference": "FS-RULE-008"
    },
    {
      "parameter": "UMI_Deduplication_Rate",
      "value": "0.65",
      "status": "PASS|WARNING|FAIL",
      "message": "Deterministic rule-based check result",
      "ruleReference": "FS-RULE-009"
    },
    {
      "parameter": "MaxUMI_DedupRate",
      "value": "0.80",
      "status": "PASS|WARNING|FAIL",
      "message": "Deterministic rule-based check result",
      "ruleReference": "FS-RULE-010"
    },
    {
      "parameter": "BackgroundNoise_Frequency",
      "value": "2E-6",
      "status": "PASS|WARNING|FAIL",
      "message": "Deterministic rule-based check result",
      "ruleReference": "FS-RULE-011"
    },
    {
      "parameter": "MaxBackgroundNoise",
      "value": "1E-5",
      "status": "PASS|WARNING|FAIL",
      "message": "Deterministic rule-based check result",
      "ruleReference": "FS-RULE-012"
    }
  ],
  "criticalFindings": [],
  "warnings": [],
  "audit": {
    "inputHash": "sha256:<calculated at runtime>",
    "rulesVersion": "<utility executable version>",
    "documentation": "ImmuneRepertoireMrdQcChecker.documentation.html"
  }
}

Матрица трассируемости

URSFSТестПодтверждение
URS-001FS-001, FS-002OQ-001Проверить запуск и импорт валидного input.csv.
URS-002FS-005, FS-006OQ-004Повторить один и тот же набор данных и сравнить output.json.
URS-003FS-003, FS-004, FS-010OQ-002, OQ-003Проверить отсутствующие колонки и неверные типы.
URS-004FS-005, FS-006OQ-004, PQ-001Проверить критические отклонения по реальным/граничным данным.
URS-005FS-007, FS-009OQ-005Проверить JSON schema и пригодность для downstream-систем.
URS-006FS-008OQ-006Проверить наличие идентификаторов и audit metadata.
URS-007FS-008, FS-010IQ-001, OQ-007Проверить комплектность документации и control evidence.
URS-008FS-005, FS-008PQ-002Проверить review workflow и запрет автоматической замены QA-решения.

IQ/OQ/PQ тестовые сценарии

IDСценарийОжидаемый результат
IQ-001Проверить наличие executable, input.csv, документации и контрольной суммы.Комплект поставки полон; версия зафиксирована.
OQ-001Валидная строка из примера input.csv.PASS или допустимый WARNING согласно правилам.
OQ-002Удалить обязательную колонку из CSV.Ошибка схемы или FAIL с указанием отсутствующей колонки.
OQ-003Внести нечисловое значение в числовое поле.Ошибка преобразования типа с указанием строки/поля.
OQ-004Значение критического параметра вывести за предел.FAIL и critical finding.
OQ-005Проверить структуру output.json.Все обязательные секции присутствуют, JSON валиден.
OQ-006Проверить трассируемость серии/образца.Идентификаторы входа и результатов совпадают.
PQ-001Проверить 3–5 реальных партий/образцов пользователя.Результат подтверждён QC/QA review.
PQ-002Проверить workflow отклонения и ручного QA-решения.Утилита поддерживает review, но не заменяет утверждённое решение.

QA/QC и change control

  • Не менять имена колонок без обновления валидатора, документации и тестового набора.
  • Хранить input.csv, output.json, версию исполняемого файла и контрольную сумму.
  • Перед продуктивным использованием провести IQ/OQ/PQ или эквивалентную CSV/CSA-проверку.
  • Критические пределы должны быть сверены с утверждённой спецификацией, регистрационным досье и локальными SOP.
  • Утилита предоставляет формализованный QC decision support, но окончательное решение выпуска остаётся за QA/QP и утверждёнными процедурами.

Входит в пакеты

Иммунология

Пакет QC-утилит для иммунологии: моноклональные антитела, биоаналоги, иммуномодуляторы, иммуносупрессанты, ELISA/SPR, HCP, белковая характеристика, стерильность и pyrogen/release checks.

Открыть

Жидкостная биопсия

Пакет для QC и преданалитического контроля жидкостной биопсии: cfDNA/ctDNA, CTC, EV/exosomes, метилирование, NGS/qPCR/ddPCR, контроль образцов, контаминации, чувствительности и отчётности.

Открыть