CtDnaSampleStabilityChecker

CtDna Sample Stability

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

Описание утилиты: CtDna Sample Stability

CtDna Sample Stability Checker — Оценка стабильности образцов ctDNA

ℹ️  Утилита выполняет комплексную оценку преаналитической стабильности образцов для жидкой биопсии согласно CLSI MM26 и рекомендациям производителей пробирок:
     • Время до обработки: Контроль интервала «забор → центрифугирование» с учётом типа стабилизационной пробирки.
     • Температурный режим: Проверка соблюдения условий хранения и транспортировки.
     • Циклы заморозки-разморозки: Учёт термического стресса, ведущего к фрагментации ДНК.
     • Гемолиз и фрагментация: Оценка маркеров лизиса лейкоцитов, загрязняющих образец геномной ДНК.

⚠️  ВАЖНО: 
     • В EDTA-пробирках лейкоциты начинают лизироваться уже через 2–4 часа при комнатной температуре, разбавляя ctDNA геномной ДНК.
     • Высокий уровень гемолиза коррелирует с ингибированием ПЦР и снижением чувствительности NGS.
     • Фрагментация (соотношение коротких/длинных фрагментов) является прямым индикатором деградации образца.

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

Формат input.csv:
SampleID,TubeType,CollectionTime,ProcessingTime,MaxTimeToProcessing_Hours,StorageTemp_C,MaxStorageTemp_C,FreezeThawCycles,MaxFreezeThawCycles,HemolysisIndex,MaxHemolysisIndex,CfDNA_Yield_ng_mL,ExpectedMinYield_ng_mL,FragmentationRatio,MaxFragmentationRatio

Пример:
  CTDNA-001,Streck,2026-06-08 08:00,2026-06-09 10:00,48,22,30,0,1,12,50,18.5,5.0,0.15,0.3

📍 Область применения (Usage Where):
     • Лаборатории жидкой биопсии: Входной контроль образцов перед экстракцией cfDNA.
     • Клинические исследования: Мониторинг соблюдения протокола сбора образцов в мультицентровых trials.
     • Биобанкинг: Ретроспективная оценка пригодности архивных образцов для молекулярного анализа.
     • Разработка тестов: Валидация преаналитических условий для новых панелей ctDNA.

— ЗАЧЕМ ЭТО НУЖНО?
Концентрация ctDNA в плазме составляет доли процента от общей cfDNA.
Любая преаналитическая ошибка (задержка обработки, перегрев, повторная заморозка) увеличивает фон геномной ДНК и маскирует опухолевый сигнал.
Автоматизированная проверка предотвращает дорогостоящее секвенирование непригодных образцов и снижает риск ложноотрицательных результатов.

⚠️  КРИТИЧЕСКИ ВАЖНО:
• Tube-Specific Limits: EDTA ≤2–4 ч, Streck ≤7 дней, PAXgene ≤3 дня при RT. Не применяйте лимиты одной пробирки к другой.
• Hemolysis Index: >50–100 единиц = высокий риск ингибирования и контаминации gDNA.
• Fragmentation Ratio: Повышенное соотношение указывает на лизис лейкоцитов даже при нормальном выходе cfDNA.
• Freeze-Thaw: Каждый цикл увеличивает фрагментацию; для ctDNA рекомендуется ≤1 цикла.

Ключевые особенности утилиты:
• Адаптивные лимиты по типу пробирки
• Пятипараметрическая оценка стабильности
• Интеграция физических и молекулярных маркеров деградации
• Трёхуровневая классификация (Stable / At Risk / Unstable)
• Соответствие CLSI MM26-A2

Критические параметры:
• Time to Processing: ≤ Tube-specific limit
• Storage Temperature: ≤ Max allowed
• Freeze-Thaw Cycles: ≤ Max allowed
• Hemolysis Index: ≤ Max threshold
• Fragmentation Ratio: ≤ Max ratio

💡 Советы по использованию:
1. Тип пробирки: Всегда указывайте корректный тип — от этого зависят все лимиты.
2. Двойное центрифугирование: Обязательно для полного удаления лейкоцитов; фиксируйте время обоих этапов.
3. Алиquotting: Разливайте плазму сразу после обработки для минимизации циклов заморозки.
4. Документирование: Записывайте точное время каждого преаналитического шага в LIS.
5. Тренды: Мониторьте % нестабильных образцов по сайтам для выявления системных проблем логистики.

⚠️ Примечание: Данная утилита оценивает преаналитическую стабильность. Она не заменяет пост-экстракционный QC cfDNA (выход, размерный профиль), но гарантирует, что исходный материал был собран и обработан корректно.

input.csv

SampleID,TubeType,CollectionTime,ProcessingTime,MaxTimeToProcessing_Hours,StorageTemp_C,MaxStorageTemp_C,FreezeThawCycles,MaxFreezeThawCycles,HemolysisIndex,MaxHemolysisIndex,CfDNA_Yield_ng_mL,ExpectedMinYield_ng_mL,FragmentationRatio,MaxFragmentationRatio
CTDNA-2026-001,Streck,2026-06-08 08:00:00,2026-06-09 10:00:00,48.0,22.0,30.0,0,1,12,50,18.5,5.0,0.15,0.3
CTDNA-2026-002,EDTA,2026-06-08 08:00:00,2026-06-08 14:00:00,2.0,22.0,25.0,2,1,85,50,45.0,5.0,0.55,0.3
CTDNA-2026-003,PAXgene,2026-06-08 09:00:00,2026-06-10 09:00:00,72.0,4.0,25.0,0,2,8,50,22.0,5.0,0.12,0.3

URS & FS — спецификация пользователя и функциональная спецификация

Документ описывает контролируемый интерфейс и поведение утилиты CtDnaSampleStabilityChecker для сценария CtDna Sample Stability 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.
  • ⚠️ ВАЖНО:
  • ⚠️ КРИТИЧЕСКИ ВАЖНО:
  • • Tube-Specific Limits: EDTA ≤2–4 ч, Streck ≤7 дней, PAXgene ≤3 дня при RT. Не применяйте лимиты одной пробирки к другой.
  • • Hemolysis Index: >50–100 единиц = высокий риск ингибирования и контаминации gDNA.
  • • Fragmentation Ratio: Повышенное соотношение указывает на лизис лейкоцитов даже при нормальном выходе cfDNA.
  • • Freeze-Thaw: Каждый цикл увеличивает фрагментацию; для ctDNA рекомендуется ≤1 цикла.
  • Критические параметры:
  • • Time to Processing: ≤ Tube-specific limit
  • • Storage Temperature: ≤ Max allowed
  • • Freeze-Thaw Cycles: ≤ Max allowed
  • • Hemolysis Index: ≤ Max threshold
  • • Fragmentation Ratio: ≤ Max ratio

URS — пользовательские требования

IDТребованиеКритичностьКритерий приемки
URS-001Утилита должна принимать файл input.csv для CtDna Sample Stability 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 vocabularyCTDNA-2026-001Идентификатор образца или лабораторной пробы.
2TubeTypestring / controlled vocabularyStreckКонтролируемый входной параметр для детерминированных QC-правил.
3CollectionTimestring / controlled vocabulary2026-06-08 08:00:00Временной параметр процесса, инкубации, хранения или анализа.
4ProcessingTimestring / controlled vocabulary2026-06-09 10:00:00Временной параметр процесса, инкубации, хранения или анализа.
5MaxTimeToProcessing_Hoursinteger / decimal48.0Временной параметр процесса, инкубации, хранения или анализа.
6StorageTemp_Cdecimal22.0Температурный профиль/MKT; параметр хранения, перевозки и стабильности.
7MaxStorageTemp_Cdecimal30.0Температурный профиль/MKT; параметр хранения, перевозки и стабильности.
8FreezeThawCyclesinteger / decimal0Контролируемый входной параметр для детерминированных QC-правил.
9MaxFreezeThawCyclesinteger / decimal1Контролируемый входной параметр для детерминированных QC-правил.
10HemolysisIndexdecimal12Контролируемый входной параметр для детерминированных QC-правил.
11MaxHemolysisIndexdecimal50Контролируемый входной параметр для детерминированных QC-правил.
12CfDNA_Yield_ng_mLdecimal18.5Объём/доза; используется для расчёта нагрузки, предела или выпуска.
13ExpectedMinYield_ng_mLdecimal5.0Объём/доза; используется для расчёта нагрузки, предела или выпуска.
14FragmentationRatiodecimal0.15Отношение компонентов; структурный или рецептурный CQA.
15MaxFragmentationRatiodecimal0.3Отношение компонентов; структурный или рецептурный CQA.
SampleID,TubeType,CollectionTime,ProcessingTime,MaxTimeToProcessing_Hours,StorageTemp_C,MaxStorageTemp_C,FreezeThawCycles,MaxFreezeThawCycles,HemolysisIndex,MaxHemolysisIndex,CfDNA_Yield_ng_mL,ExpectedMinYield_ng_mL,FragmentationRatio,MaxFragmentationRatio
CTDNA-2026-001,Streck,2026-06-08 08:00:00,2026-06-09 10:00:00,48.0,22.0,30.0,0,1,12,50,18.5,5.0,0.15,0.3
CTDNA-2026-002,EDTA,2026-06-08 08:00:00,2026-06-08 14:00:00,2.0,22.0,25.0,2,1,85,50,45.0,5.0,0.55,0.3
CTDNA-2026-003,PAXgene,2026-06-08 09:00:00,2026-06-10 09:00:00,72.0,4.0,25.0,0,2,8,50,22.0,5.0,0.12,0.3

Правила валидации входных данных

IDПолеПравилоКритичность
VR-001SampleIDПоле должно соответствовать утверждённому справочнику/словарю или допустимой строковой форме.High
VR-002TubeTypeПоле должно соответствовать утверждённому справочнику/словарю или допустимой строковой форме.High
VR-003CollectionTimeПоле должно соответствовать утверждённому справочнику/словарю или допустимой строковой форме.High
VR-004ProcessingTimeПоле должно соответствовать утверждённому справочнику/словарю или допустимой строковой форме.Medium
VR-005MaxTimeToProcessing_HoursПоле должно соответствовать утверждённому справочнику/словарю или допустимой строковой форме.Medium
VR-006StorageTemp_CПоле должно соответствовать утверждённому справочнику/словарю или допустимой строковой форме.Medium
VR-007MaxStorageTemp_CПоле должно соответствовать утверждённому справочнику/словарю или допустимой строковой форме.Medium
VR-008FreezeThawCyclesПоле должно соответствовать утверждённому справочнику/словарю или допустимой строковой форме.Medium
VR-009MaxFreezeThawCyclesПоле должно соответствовать утверждённому справочнику/словарю или допустимой строковой форме.Medium
VR-010HemolysisIndexПоле должно соответствовать утверждённому справочнику/словарю или допустимой строковой форме.Medium
VR-011MaxHemolysisIndexПоле должно соответствовать утверждённому справочнику/словарю или допустимой строковой форме.Medium
VR-012CfDNA_Yield_ng_mLПоле должно соответствовать утверждённому справочнику/словарю или допустимой строковой форме.Medium
VR-013ExpectedMinYield_ng_mLПоле должно соответствовать утверждённому справочнику/словарю или допустимой строковой форме.Medium
VR-014FragmentationRatioПоле должно соответствовать утверждённому справочнику/словарю или допустимой строковой форме.Medium
VR-015MaxFragmentationRatioПоле 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 CtDna Sample Stability 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": "ctdnasamplestabilitychecker",
  "utilityFolder": "CtDnaSampleStabilityChecker",
  "package": "LiquidBiopsy",
  "overallStatus": "PASS|WARNING|FAIL",
  "sourceFile": "input.csv",
  "processedAtUtc": "2026-06-10T00:00:00Z",
  "checks": [
    {
      "parameter": "SampleID",
      "value": "CTDNA-2026-001",
      "status": "PASS|WARNING|FAIL",
      "message": "Deterministic rule-based check result",
      "ruleReference": "FS-RULE-001"
    },
    {
      "parameter": "TubeType",
      "value": "Streck",
      "status": "PASS|WARNING|FAIL",
      "message": "Deterministic rule-based check result",
      "ruleReference": "FS-RULE-002"
    },
    {
      "parameter": "CollectionTime",
      "value": "2026-06-08 08:00:00",
      "status": "PASS|WARNING|FAIL",
      "message": "Deterministic rule-based check result",
      "ruleReference": "FS-RULE-003"
    },
    {
      "parameter": "ProcessingTime",
      "value": "2026-06-09 10:00:00",
      "status": "PASS|WARNING|FAIL",
      "message": "Deterministic rule-based check result",
      "ruleReference": "FS-RULE-004"
    },
    {
      "parameter": "MaxTimeToProcessing_Hours",
      "value": "48.0",
      "status": "PASS|WARNING|FAIL",
      "message": "Deterministic rule-based check result",
      "ruleReference": "FS-RULE-005"
    },
    {
      "parameter": "StorageTemp_C",
      "value": "22.0",
      "status": "PASS|WARNING|FAIL",
      "message": "Deterministic rule-based check result",
      "ruleReference": "FS-RULE-006"
    },
    {
      "parameter": "MaxStorageTemp_C",
      "value": "30.0",
      "status": "PASS|WARNING|FAIL",
      "message": "Deterministic rule-based check result",
      "ruleReference": "FS-RULE-007"
    },
    {
      "parameter": "FreezeThawCycles",
      "value": "0",
      "status": "PASS|WARNING|FAIL",
      "message": "Deterministic rule-based check result",
      "ruleReference": "FS-RULE-008"
    },
    {
      "parameter": "MaxFreezeThawCycles",
      "value": "1",
      "status": "PASS|WARNING|FAIL",
      "message": "Deterministic rule-based check result",
      "ruleReference": "FS-RULE-009"
    },
    {
      "parameter": "HemolysisIndex",
      "value": "12",
      "status": "PASS|WARNING|FAIL",
      "message": "Deterministic rule-based check result",
      "ruleReference": "FS-RULE-010"
    },
    {
      "parameter": "MaxHemolysisIndex",
      "value": "50",
      "status": "PASS|WARNING|FAIL",
      "message": "Deterministic rule-based check result",
      "ruleReference": "FS-RULE-011"
    },
    {
      "parameter": "CfDNA_Yield_ng_mL",
      "value": "18.5",
      "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": "CtDnaSampleStabilityChecker.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