URS & FS — спецификация пользователя и функциональная спецификация
Документ описывает контролируемый интерфейс и поведение утилиты ExosomeSampleQcChecker для сценария Exosome Sample 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.
- • Молекулярная идентификация: Наличие ≥2 позитивных маркеров экзосом (CD63, CD81, TSG101).
- ⚠️ ВАЖНО:
- SampleID,IsolationMethod,BiofluidSource,ParticleConcentration_per_mL,MinParticleConcentration,MeanDiameter_nm,MinDiameter_nm,MaxDiameter_nm,PDI,MaxPDI,ProteinConcentration_ug_mL,ParticlesPerUgProtein,MinParticlesPerUgProtein,PositiveMarker_CD63,PositiveMarker_CD81,PositiveMarker_TSG101,NegativeMarker_Calnexin,NegativeMarker_GM130,MembraneIntegrity_Percent,MinMembraneIntegrity
- ⚠️ КРИТИЧЕСКИ ВАЖНО:
- • Positive Markers ≥2/3: Обязательное требование MISEV2023 для идентификации.
- • Purity Ratio ≥1×10⁸: Низкое соотношение указывает на преобладание белка над везикулами.
- • PDI ≤0.3: Высокий PDI означает гетерогенную смесь, требующую дополнительной очистки.
- • Интеграция физических и молекулярных критериев
- Критические параметры:
- • PDI: ≤ 0.3
- • Purity Ratio: ≥ 1×10⁸ particles/µg protein
- • Positive Markers: ≥ 2 of 3 (CD63, CD81, TSG101)
- • Membrane Integrity: ≥ 70%
- ⚠️ Примечание: Данная утилита реализует минимальные требования MISEV2023. Для терапевтических применений могут потребоваться дополнительные тесты (стерильность, эндотоксины, функциональная активность).
URS — пользовательские требования
| ID | Требование | Критичность | Критерий приемки |
|---|
| URS-001 | Утилита должна принимать файл input.csv для Exosome Sample QC Checker с заголовками, определёнными в контракте данных. | High | Файл обрабатывается без ручного изменения заголовков. |
| URS-002 | Утилита должна выполнять детерминированную оценку QC/ОКК без машинного обучения и без вероятностного принятия решения о соответствии. | High | При одинаковых входных данных, версии правил и конфигурации результат полностью воспроизводим. |
| URS-003 | Утилита должна валидировать обязательные поля, типы данных, диапазоны, единицы измерения и предметную правдоподобность значений. | High | Ошибки схемы, преобразования и диапазона явно отражаются в результате. |
| URS-004 | Утилита должна применять предметные пределы и правила из описания, утверждённой спецификации, регистрационного досье и локальных SOP. | High | Каждая проверка имеет результат PASS/WARNING/FAIL и понятное сообщение. |
| URS-005 | Утилита должна формировать output.json с машинно-читаемыми результатами, исходными значениями, предупреждениями, отказами и критическими находками. | High | JSON пригоден для LIMS/ELN/MES-интеграции и QA/QC review. |
| URS-006 | Утилита должна сохранять трассируемость между серией/образцом, входным файлом, применёнными правилами и итоговым статусом. | High | Выход содержит идентификаторы, список параметров и audit metadata. |
| URS-007 | Документация должна поддерживать подготовку IQ/OQ/PQ, CSV/CSA и обсуждение с инспекторами или внутренним QA. | Medium | URS, FS, контракт input/output и тестовые сценарии поставляются вместе с утилитой. |
| URS-008 | Утилита должна использоваться как decision-support инструмент QC, а не как замена утверждённым спецификациям и выпускному решению Qualified Person/QA. | Medium | В документации указан контроль change control и необходимость сверки пределов. |
Контракт input.csv
| # | Поле | Тип | Пример | Назначение |
|---|
| 1 | SampleID | string / controlled vocabulary | EXO-2026-001 | Идентификатор образца или лабораторной пробы. |
| 2 | IsolationMethod | string / controlled vocabulary | SEC | Метод или технологический подход; контролируемое справочное значение. |
| 3 | BiofluidSource | string / controlled vocabulary | Plasma | Контролируемый входной параметр для детерминированных QC-правил. |
| 4 | ParticleConcentration_per_mL | decimal | 2.5E10 | Объём/доза; используется для расчёта нагрузки, предела или выпуска. |
| 5 | MinParticleConcentration | integer / decimal | 1E8 | Отношение компонентов; структурный или рецептурный CQA. |
| 6 | MeanDiameter_nm | decimal | 95 | Контролируемый входной параметр для детерминированных QC-правил. |
| 7 | MinDiameter_nm | decimal | 30 | Контролируемый входной параметр для детерминированных QC-правил. |
| 8 | MaxDiameter_nm | decimal | 150 | Контролируемый входной параметр для детерминированных QC-правил. |
| 9 | PDI | decimal | 0.18 | Контролируемый входной параметр для детерминированных QC-правил. |
| 10 | MaxPDI | decimal | 0.3 | Контролируемый входной параметр для детерминированных QC-правил. |
| 11 | ProteinConcentration_ug_mL | decimal | 120 | Объём/доза; используется для расчёта нагрузки, предела или выпуска. |
| 12 | ParticlesPerUgProtein | integer / decimal | 2.1E8 | Биологический/молекулярный компонент, контролируемый как CQA. |
| 13 | MinParticlesPerUgProtein | integer / decimal | 1E8 | Биологический/молекулярный компонент, контролируемый как CQA. |
| 14 | PositiveMarker_CD63 | string / controlled vocabulary | true | Контролируемый входной параметр для детерминированных QC-правил. |
| 15 | PositiveMarker_CD81 | string / controlled vocabulary | true | Контролируемый входной параметр для детерминированных QC-правил. |
| 16 | PositiveMarker_TSG101 | string / controlled vocabulary | true | Контролируемый входной параметр для детерминированных QC-правил. |
| 17 | NegativeMarker_Calnexin | string / controlled vocabulary | false | Контролируемый входной параметр для детерминированных QC-правил. |
| 18 | NegativeMarker_GM130 | string / controlled vocabulary | false | Контролируемый входной параметр для детерминированных QC-правил. |
| 19 | MembraneIntegrity_Percent | decimal | 92 | Контролируемый входной параметр для детерминированных QC-правил. |
| 20 | MinMembraneIntegrity | decimal | 70 | Контролируемый входной параметр для детерминированных QC-правил. |
SampleID,IsolationMethod,BiofluidSource,ParticleConcentration_per_mL,MinParticleConcentration,MeanDiameter_nm,MinDiameter_nm,MaxDiameter_nm,PDI,MaxPDI,ProteinConcentration_ug_mL,ParticlesPerUgProtein,MinParticlesPerUgProtein,PositiveMarker_CD63,PositiveMarker_CD81,PositiveMarker_TSG101,NegativeMarker_Calnexin,NegativeMarker_GM130,MembraneIntegrity_Percent,MinMembraneIntegrity
EXO-2026-001,SEC,Plasma,2.5E10,1E8,95,30,150,0.18,0.3,120,2.1E8,1E8,true,true,true,false,false,92,70
EXO-2026-002,Precipitation,Serum,5.0E9,1E8,185,30,150,0.45,0.3,850,5.9E6,1E8,true,false,true,true,false,65,70
EXO-2026-003,Immunoaffinity,Urine,1.2E9,1E8,110,30,150,0.22,0.3,45,2.7E7,1E8,true,true,false,false,false,88,70
Правила валидации входных данных
| ID | Поле | Правило | Критичность |
|---|
| VR-001 | SampleID | Поле должно соответствовать утверждённому справочнику/словарю или допустимой строковой форме. | High |
| VR-002 | IsolationMethod | Поле должно соответствовать утверждённому справочнику/словарю или допустимой строковой форме. | High |
| VR-003 | BiofluidSource | Поле должно соответствовать утверждённому справочнику/словарю или допустимой строковой форме. | High |
| VR-004 | ParticleConcentration_per_mL | Поле должно соответствовать утверждённому справочнику/словарю или допустимой строковой форме. | Medium |
| VR-005 | MinParticleConcentration | Поле должно соответствовать утверждённому справочнику/словарю или допустимой строковой форме. | Medium |
| VR-006 | MeanDiameter_nm | Поле должно соответствовать утверждённому справочнику/словарю или допустимой строковой форме. | Medium |
| VR-007 | MinDiameter_nm | Поле должно соответствовать утверждённому справочнику/словарю или допустимой строковой форме. | Medium |
| VR-008 | MaxDiameter_nm | Поле должно соответствовать утверждённому справочнику/словарю или допустимой строковой форме. | Medium |
| VR-009 | PDI | Поле должно соответствовать утверждённому справочнику/словарю или допустимой строковой форме. | Medium |
| VR-010 | MaxPDI | Поле должно соответствовать утверждённому справочнику/словарю или допустимой строковой форме. | Medium |
| VR-011 | ProteinConcentration_ug_mL | Поле должно соответствовать утверждённому справочнику/словарю или допустимой строковой форме. | Medium |
| VR-012 | ParticlesPerUgProtein | Поле должно соответствовать утверждённому справочнику/словарю или допустимой строковой форме. | Medium |
| VR-013 | MinParticlesPerUgProtein | Поле должно соответствовать утверждённому справочнику/словарю или допустимой строковой форме. | Medium |
| VR-014 | PositiveMarker_CD63 | Поле должно соответствовать утверждённому справочнику/словарю или допустимой строковой форме. | Medium |
| VR-015 | PositiveMarker_CD81 | Поле должно соответствовать утверждённому справочнику/словарю или допустимой строковой форме. | Medium |
| VR-016 | PositiveMarker_TSG101 | Поле должно соответствовать утверждённому справочнику/словарю или допустимой строковой форме. | Medium |
| VR-017 | NegativeMarker_Calnexin | Поле должно соответствовать утверждённому справочнику/словарю или допустимой строковой форме. | Medium |
| VR-018 | NegativeMarker_GM130 | Поле должно соответствовать утверждённому справочнику/словарю или допустимой строковой форме. | Medium |
| VR-019 | MembraneIntegrity_Percent | Поле должно соответствовать утверждённому справочнику/словарю или допустимой строковой форме. | Medium |
| VR-020 | MinMembraneIntegrity | Поле должно соответствовать утверждённому справочнику/словарю или допустимой строковой форме. | Medium |
FS — функциональная спецификация
| ID | Функция | Реализация |
|---|
| FS-001 | CLI execution | Поддержать режимы запуска: demo mode без аргументов и production mode input.csv output.json. |
| FS-002 | CSV import | Прочитать input.csv в UTF-8/CSV-совместимом формате, проверить наличие заголовка и ожидаемых колонок. |
| FS-003 | Schema validation | Проверить обязательные поля, количество колонок, неизвестные ключевые поля и пустые обязательные значения. |
| FS-004 | Type conversion | Преобразовать числовые, флаговые и текстовые значения; некорректный формат фиксировать как ошибку строки. |
| FS-005 | Domain rule engine | Применить правила для Exosome Sample QC Checker, включая критические пределы из описания и утверждённой спецификации. |
| FS-006 | Status aggregation | Сформировать итоговый статус: FAIL при критическом отказе, WARNING при некритическом отклонении, PASS при соответствии. |
| FS-007 | JSON export | Записать output.json с детализацией проверок, исходными значениями, предупреждениями, отказами и critical findings. |
| FS-008 | Audit support | Сохранять структуру результата пригодной для review, расследования отклонений и воспроизведения расчёта. |
| FS-009 | Integration contract | Поддержать сценарий LIMS/ELN/MES → input.csv → utility → output.json → portal/admin review. |
| FS-010 | Error handling | Возвращать явные сообщения для отсутствующего файла, пустого CSV, неверной схемы, ошибки записи output.json и некорректного формата. |
Пример output.json
{
"utilityId": "exosomesampleqcchecker",
"utilityFolder": "ExosomeSampleQcChecker",
"package": "LiquidBiopsy",
"overallStatus": "PASS|WARNING|FAIL",
"sourceFile": "input.csv",
"processedAtUtc": "2026-06-10T00:00:00Z",
"checks": [
{
"parameter": "SampleID",
"value": "EXO-2026-001",
"status": "PASS|WARNING|FAIL",
"message": "Deterministic rule-based check result",
"ruleReference": "FS-RULE-001"
},
{
"parameter": "IsolationMethod",
"value": "SEC",
"status": "PASS|WARNING|FAIL",
"message": "Deterministic rule-based check result",
"ruleReference": "FS-RULE-002"
},
{
"parameter": "BiofluidSource",
"value": "Plasma",
"status": "PASS|WARNING|FAIL",
"message": "Deterministic rule-based check result",
"ruleReference": "FS-RULE-003"
},
{
"parameter": "ParticleConcentration_per_mL",
"value": "2.5E10",
"status": "PASS|WARNING|FAIL",
"message": "Deterministic rule-based check result",
"ruleReference": "FS-RULE-004"
},
{
"parameter": "MinParticleConcentration",
"value": "1E8",
"status": "PASS|WARNING|FAIL",
"message": "Deterministic rule-based check result",
"ruleReference": "FS-RULE-005"
},
{
"parameter": "MeanDiameter_nm",
"value": "95",
"status": "PASS|WARNING|FAIL",
"message": "Deterministic rule-based check result",
"ruleReference": "FS-RULE-006"
},
{
"parameter": "MinDiameter_nm",
"value": "30",
"status": "PASS|WARNING|FAIL",
"message": "Deterministic rule-based check result",
"ruleReference": "FS-RULE-007"
},
{
"parameter": "MaxDiameter_nm",
"value": "150",
"status": "PASS|WARNING|FAIL",
"message": "Deterministic rule-based check result",
"ruleReference": "FS-RULE-008"
},
{
"parameter": "PDI",
"value": "0.18",
"status": "PASS|WARNING|FAIL",
"message": "Deterministic rule-based check result",
"ruleReference": "FS-RULE-009"
},
{
"parameter": "MaxPDI",
"value": "0.3",
"status": "PASS|WARNING|FAIL",
"message": "Deterministic rule-based check result",
"ruleReference": "FS-RULE-010"
},
{
"parameter": "ProteinConcentration_ug_mL",
"value": "120",
"status": "PASS|WARNING|FAIL",
"message": "Deterministic rule-based check result",
"ruleReference": "FS-RULE-011"
},
{
"parameter": "ParticlesPerUgProtein",
"value": "2.1E8",
"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": "ExosomeSampleQcChecker.documentation.html"
}
}
Матрица трассируемости
| URS | FS | Тест | Подтверждение |
|---|
| URS-001 | FS-001, FS-002 | OQ-001 | Проверить запуск и импорт валидного input.csv. |
| URS-002 | FS-005, FS-006 | OQ-004 | Повторить один и тот же набор данных и сравнить output.json. |
| URS-003 | FS-003, FS-004, FS-010 | OQ-002, OQ-003 | Проверить отсутствующие колонки и неверные типы. |
| URS-004 | FS-005, FS-006 | OQ-004, PQ-001 | Проверить критические отклонения по реальным/граничным данным. |
| URS-005 | FS-007, FS-009 | OQ-005 | Проверить JSON schema и пригодность для downstream-систем. |
| URS-006 | FS-008 | OQ-006 | Проверить наличие идентификаторов и audit metadata. |
| URS-007 | FS-008, FS-010 | IQ-001, OQ-007 | Проверить комплектность документации и control evidence. |
| URS-008 | FS-005, FS-008 | PQ-002 | Проверить review workflow и запрет автоматической замены QA-решения. |
IQ/OQ/PQ тестовые сценарии
| ID | Сценарий | Ожидаемый результат |
|---|
| IQ-001 | Проверить наличие executable, input.csv, документации и контрольной суммы. | Комплект поставки полон; версия зафиксирована. |
| OQ-001 | Валидная строка из примера input.csv. | PASS или допустимый WARNING согласно правилам. |
| OQ-002 | Удалить обязательную колонку из CSV. | Ошибка схемы или FAIL с указанием отсутствующей колонки. |
| OQ-003 | Внести нечисловое значение в числовое поле. | Ошибка преобразования типа с указанием строки/поля. |
| OQ-004 | Значение критического параметра вывести за предел. | FAIL и critical finding. |
| OQ-005 | Проверить структуру output.json. | Все обязательные секции присутствуют, JSON валиден. |
| OQ-006 | Проверить трассируемость серии/образца. | Идентификаторы входа и результатов совпадают. |
| PQ-001 | Проверить 3–5 реальных партий/образцов пользователя. | Результат подтверждён QC/QA review. |
| PQ-002 | Проверить 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.