AbsoluteQuantificationChecker

Absolute Quantification

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

Описание утилиты: Absolute Quantification

Absolute Quantification Checker — Абсолютная квантификация в жидкой биопсии

ℹ️  Утилита выполняет обработку и валидацию данных абсолютного количественного анализа (ddPCR/qPCR) для образцов жидкой биопсии согласно руководствам MIQE:
     • Точный расчет концентрации: Пересчет сырых данных прибора в копии/мл с учетом всех разведений.
     • Контроль качества реакции: Проверка количества успешных партиций (дроплетов) для статистической достоверности.
     • Пороговые значения: Разграничение результатов на Количественно определенные (Quantified), Обнаруженные ниже LoQ (Detected < LoQ) и Не обнаруженные (Not Detected).
     • Мониторинг MRD: Поддержка низких пределов обнаружения, критичных для выявления минимальной остаточной болезни.

⚠️  ВАЖНО: 
     • В цифровой ПЦР результат зависит от правильного гейтинга дроплетов.
     • Результаты ниже LoQ имеют высокую погрешность и не рекомендуются для расчета кинетики ответа на терапию.

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

Формат input.csv:
SampleID,TargetGene,PositiveDroplets,TotalDroplets,Concentration_Copies_Per_uL,DilutionFactor,InputVolume_uL,LoQ_Copies_Per_mL

Пример:
  LB-001,EGFR,45,18500,2.5,1,20,100

📍 Область применения (Usage Where):
     • Онкология: Мониторинг мутаций (EGFR, KRAS, BRAF) в циркулирующей опухолевой ДНК (ctDNA).
     • Вирусология: Точный подсчет вирусной нагрузки (HBV, HCV, HIV).
     • Генная терапия: Контроль копийности вектора.
     • НИОКР: Валидация новых биомаркеров.

— ЗАЧЕМ ЭТО НУЖНО?
Относительные методы (qPCR Cq) зависят от эффективности амплификации и стандартов.
Абсолютная квантификация (ddPCR) не требует калибровочной кривой и обеспечивает высочайшую точность при низких концентрациях.
Это критически важно для принятия клинических решений о смене терапии при прогрессировании заболевания.

⚠️  КРИТИЧЕСКИ ВАЖНО:
• Droplet Count: Менее 10,000 дроплетов снижают чувствительность и точность метода Пуассона.
• Rain: Наличие "дождя" (промежуточных дроплетов) может исказить результаты гейтинга.
• LoD vs LoQ: LoD — это факт наличия, LoQ — это точное количество. Не путайте их.
• Inhibitors: Ингибиторы ПЦР в плазме могут ложно занизить количество положительных дроплетов.

Ключевые особенности утилиты:
• Автоматический пересчет единиц измерения (copies/uL -> copies/mL)
• Строгая проверка статистической значимости (число дроплетов)
• Градуированная система статусов (Quantified/Detected/Not Detected)
• Поддержка сложных схем разведения
• Соответствие стандартам MIQE для публикации данных

Критические параметры:
• Total Droplets: ≥ 10,000
• Final Concentration: Сравнение с LoQ/LoD
• Positive Fraction: Доля положительных событий

💡 Советы по использованию:
1. Гейтинг: Тщательно настраивайте пороги амплитуды для разделения позитивных и негативных дроплетов.
2. Контроли: Всегда включайте No Template Control (NTC) для оценки фона.
3. Объем ввода: Используйте максимальный возможный объем плазмы для повышения чувствительности.
4. Документирование: Сохраняйте 2D-plot распределения дроплетов как часть первичных данных.
5. Валидация: Регулярно проверяйте LoD и LoQ для каждой новой панели праймеров.

⚠️ Примечание: Данная утилита является инструментом биоинформатической обработки сырых данных ПЦР. Она не заменяет клиническую интерпретацию врача-онколога, но предоставляет точные количественные данные для принятия решений.

input.csv

SampleID,TargetGene,PositiveDroplets,TotalDroplets,Concentration_Copies_Per_uL,DilutionFactor,InputVolume_uL,LoQ_Copies_Per_mL
LB-2026-PT-001,EGFR L858R,45,18500,2.5,1,20,100
LB-2026-PT-002,KRAS G12D,2,19000,0.1,1,20,100
LB-2026-PT-003,BRAF V600E,120,17800,6.8,2,10,50

URS & FS — спецификация пользователя и функциональная спецификация

Документ описывает контролируемый интерфейс и поведение утилиты AbsoluteQuantificationChecker для сценария Absolute Quantification 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.
  • • Пороговые значения: Разграничение результатов на Количественно определенные (Quantified), Обнаруженные ниже LoQ (Detected < LoQ) и Не обнаруженные (Not Detected).
  • • Мониторинг MRD: Поддержка низких пределов обнаружения, критичных для выявления минимальной остаточной болезни.
  • ⚠️ ВАЖНО:
  • Это критически важно для принятия клинических решений о смене терапии при прогрессировании заболевания.
  • ⚠️ КРИТИЧЕСКИ ВАЖНО:
  • • Автоматический пересчет единиц измерения (copies/uL -> copies/mL)
  • Критические параметры:
  • • Total Droplets: ≥ 10,000
  • 4. Документирование: Сохраняйте 2D-plot распределения дроплетов как часть первичных данных.

URS — пользовательские требования

IDТребованиеКритичностьКритерий приемки
URS-001Утилита должна принимать файл input.csv для Absolute Quantification 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 vocabularyLB-2026-PT-001Идентификатор образца или лабораторной пробы.
2TargetGenestring / controlled vocabularyEGFR L858RКонтролируемый входной параметр для детерминированных QC-правил.
3PositiveDropletsdecimal45Контролируемый входной параметр для детерминированных QC-правил.
4TotalDropletsdecimal18500Контролируемый входной параметр для детерминированных QC-правил.
5Concentration_Copies_Per_uLdecimal2.5Отношение компонентов; структурный или рецептурный CQA.
6DilutionFactordecimal1Контролируемый входной параметр для детерминированных QC-правил.
7InputVolume_uLdecimal20Объём/доза; используется для расчёта нагрузки, предела или выпуска.
8LoQ_Copies_Per_mLdecimal100Объём/доза; используется для расчёта нагрузки, предела или выпуска.
SampleID,TargetGene,PositiveDroplets,TotalDroplets,Concentration_Copies_Per_uL,DilutionFactor,InputVolume_uL,LoQ_Copies_Per_mL
LB-2026-PT-001,EGFR L858R,45,18500,2.5,1,20,100
LB-2026-PT-002,KRAS G12D,2,19000,0.1,1,20,100
LB-2026-PT-003,BRAF V600E,120,17800,6.8,2,10,50

Правила валидации входных данных

IDПолеПравилоКритичность
VR-001SampleIDПоле должно соответствовать утверждённому справочнику/словарю или допустимой строковой форме.High
VR-002TargetGeneПоле должно соответствовать утверждённому справочнику/словарю или допустимой строковой форме.High
VR-003PositiveDropletsПоле должно соответствовать утверждённому справочнику/словарю или допустимой строковой форме.High
VR-004TotalDropletsПоле должно соответствовать утверждённому справочнику/словарю или допустимой строковой форме.Medium
VR-005Concentration_Copies_Per_uLПоле должно соответствовать утверждённому справочнику/словарю или допустимой строковой форме.Medium
VR-006DilutionFactorПоле должно соответствовать утверждённому справочнику/словарю или допустимой строковой форме.Medium
VR-007InputVolume_uLПоле должно соответствовать утверждённому справочнику/словарю или допустимой строковой форме.Medium
VR-008LoQ_Copies_Per_mLПоле 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 Absolute Quantification 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": "absolutequantificationchecker",
  "utilityFolder": "AbsoluteQuantificationChecker",
  "package": "LiquidBiopsy",
  "overallStatus": "PASS|WARNING|FAIL",
  "sourceFile": "input.csv",
  "processedAtUtc": "2026-06-10T00:00:00Z",
  "checks": [
    {
      "parameter": "SampleID",
      "value": "LB-2026-PT-001",
      "status": "PASS|WARNING|FAIL",
      "message": "Deterministic rule-based check result",
      "ruleReference": "FS-RULE-001"
    },
    {
      "parameter": "TargetGene",
      "value": "EGFR L858R",
      "status": "PASS|WARNING|FAIL",
      "message": "Deterministic rule-based check result",
      "ruleReference": "FS-RULE-002"
    },
    {
      "parameter": "PositiveDroplets",
      "value": "45",
      "status": "PASS|WARNING|FAIL",
      "message": "Deterministic rule-based check result",
      "ruleReference": "FS-RULE-003"
    },
    {
      "parameter": "TotalDroplets",
      "value": "18500",
      "status": "PASS|WARNING|FAIL",
      "message": "Deterministic rule-based check result",
      "ruleReference": "FS-RULE-004"
    },
    {
      "parameter": "Concentration_Copies_Per_uL",
      "value": "2.5",
      "status": "PASS|WARNING|FAIL",
      "message": "Deterministic rule-based check result",
      "ruleReference": "FS-RULE-005"
    },
    {
      "parameter": "DilutionFactor",
      "value": "1",
      "status": "PASS|WARNING|FAIL",
      "message": "Deterministic rule-based check result",
      "ruleReference": "FS-RULE-006"
    },
    {
      "parameter": "InputVolume_uL",
      "value": "20",
      "status": "PASS|WARNING|FAIL",
      "message": "Deterministic rule-based check result",
      "ruleReference": "FS-RULE-007"
    },
    {
      "parameter": "LoQ_Copies_Per_mL",
      "value": "100",
      "status": "PASS|WARNING|FAIL",
      "message": "Deterministic rule-based check result",
      "ruleReference": "FS-RULE-008"
    }
  ],
  "criticalFindings": [],
  "warnings": [],
  "audit": {
    "inputHash": "sha256:<calculated at runtime>",
    "rulesVersion": "<utility executable version>",
    "documentation": "AbsoluteQuantificationChecker.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

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