GermlineSomaticResultGateChecker

Germline/Somatic Result Gate

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

Описание утилиты: Germline/Somatic Result Gate

Germline/Somatic Result Gate Checker — Валидация классификации соматических и герминальных вариантов

ℹ️  Утилита выполняет комплексную проверку корректности разграничения вариантов в парных tumor-normal анализах согласно AMP/ASCO/CAP, ACMG/AMP и FDA NGS guidance:
     • Paired Normal Verification: Подтверждение наличия и использования парного нормального образца для соматических вызовов.
     • VAF Differential: Проверка статистической значимости разницы VAF между опухолью и нормой.
     • Population Frequency Filter: Исключение вариантов с высокой частотой в gnomAD из соматических вызовов.
     • Dual Annotation Check: Гарантия наличия соответствующей аннотации (AMP/ASCO/CAP для соматических, ACMG/AMP для герминальных).
     • Artifact Detection: Выявление LOH, clonal hematopoiesis и дискордантных классификаций.

⚠️  ВАЖНО: 
     • Соматический вариант без парной нормы имеет неприемлемо высокий уровень ложноположительных результатов.
     • Вариант с gnomAD AF >1% практически никогда не является соматическим драйвером.
     • Герминальный патогенный вариант, пропущенный как соматический, лишает пациента возможности профилактики и семейного скрининга.
     • LOH в опухоли может маскировать герминальный вариант как соматический при низкой VAF в норме.

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

Формат input.csv:
PatientID,TumorSampleID,NormalSampleID,PairedNormalAvailable,VariantClassification,TumorVAF_Percent,NormalVAF_Percent,MinSomaticVAF_Diff,GnomAD_AF,MaxGermline_GnomAD_AF,HasLOH_Flag,HasClonalHematopoiesis_Flag,SomaticSignificance_Annotated,GermlinePathogenicity_Annotated,DiscordantClassification,ReviewerNotes

Пример:
  PAT-001,T-001,N-001,true,Somatic,32.5,0.0,5.0,0.00001,0.01,false,false,true,false,false,

📍 Область применения (Usage Where):
     • Клиническая онкогеномика: Финальная проверка перед выдачей интегрированного tumor-normal отчета.
     • Наследственная онкология: Выявление герминальных мутаций в опухолевых панелях.
     • Разработчики NGS-пайплайнов: Валидация алгоритмов соматического вызова.
     • Молекулярные консилиумы: Объективная основа для обсуждения сложных вариантов.

— ЗАЧЕМ ЭТО НУЖНО?
Смешение соматических и герминальных результатов — одна из самых опасных ошибок в молекулярной онкологии.
Ложно-соматический вызов ведет к назначению неэффективной таргетной терапии.
Пропущенный герминальный вариант лишает пациента и семью превентивных мер.
Автоматизированный gate исключает систематические ошибки классификации до достижения клинициста.

⚠️  КРИТИЧЕСКИ ВАЖНО:
• Paired Normal: ОБЯЗАТЕЛЬНО для всех соматических вызовов. Tumor-only = RESEARCH ONLY.
• VAF Diff ≥5%: Меньшая разница требует ручной проверки на LOH/subclonality.
• gnomAD AF <0.01: Для соматических вызовов. Превышение = вероятный герминальный вариант.
• Dual Annotation: Соматический без Tier ИЛИ герминальный без ACMG = неполный отчет.
• Discordance: Любое противоречие между авто- и ручной классификацией = блокировка до разрешения.

Ключевые особенности утилиты:
• Шестипараметрическая проверка классификации
• Адаптивная логика для соматических и герминальных вариантов
• Интеграция VAF, gnomAD и аннотационных метрик
• Детекция специфических артефактов (LOH, CHIP)
• Соответствие AMP/ASCO/CAP + ACMG/AMP guidelines

Критические параметры:
• Paired Normal Available: True (for somatic)
• VAF Differential: ≥ Min Threshold
• gnomAD AF: < Max Threshold (for somatic)
• Somatic Annotation: Present (if somatic)
• Germline Annotation: Present (if germline)
• Classification Discordance: False

💡 Советы по использованию:
1. Парные образцы: Всегда собирайте нормальную ткань/кровь одновременно с опухолью.
2. Пороги VAF: Настраивайте MinSomaticVAF_Diff под глубину секвенирования и тип образца (FFPE vs fresh).
3. gnomAD версия: Используйте актуальную версию базы; указывайте версию в отчете.
4. LOH анализ: При LOH + низкая normal VAF обязательно проверяйте герминальный статус независимым методом.
5. CHIP: Для вариантов в генах DNMT3A, TET2, ASXL1 всегда проверяйте происхождение из крови.

⚠️ Примечание: Данная утилита проверяет КЛАССИФИКАЦИЮ вариантов, а не их первичный вызов. Она предполагает, что variant calling выполнен корректно, и фокусируется на правильном разграничении соматического и герминального контекстов.

input.csv

PatientID,TumorSampleID,NormalSampleID,PairedNormalAvailable,VariantClassification,TumorVAF_Percent,NormalVAF_Percent,MinSomaticVAF_Diff,GnomAD_AF,MaxGermline_GnomAD_AF,HasLOH_Flag,HasClonalHematopoiesis_Flag,SomaticSignificance_Annotated,GermlinePathogenicity_Annotated,DiscordantClassification,ReviewerNotes
PAT-2026-001,T-001,N-001,true,Somatic,32.5,0.0,5.0,0.00001,0.01,false,false,true,false,false,
PAT-2026-001,T-001,N-001,true,Germline,48.0,50.2,5.0,0.0003,0.01,false,false,false,true,false,
PAT-2026-002,T-002,,false,Somatic,12.0,0.0,5.0,0.005,0.01,false,false,false,false,true,No normal available
PAT-2026-003,T-003,N-003,true,Somatic,45.0,2.0,5.0,0.035,0.01,true,false,true,false,false,Verify germline with LOH

URS & FS — спецификация пользователя и функциональная спецификация

Документ описывает контролируемый интерфейс и поведение утилиты GermlineSomaticResultGateChecker для сценария Germline/Somatic Result Gate 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.
  • • Paired Normal Verification: Подтверждение наличия и использования парного нормального образца для соматических вызовов.
  • ⚠️ ВАЖНО:
  • • Вариант с gnomAD AF >1% практически никогда не является соматическим драйвером.
  • ⚠️ КРИТИЧЕСКИ ВАЖНО:
  • • VAF Diff ≥5%: Меньшая разница требует ручной проверки на LOH/subclonality.
  • • gnomAD AF <0.01: Для соматических вызовов. Превышение = вероятный герминальный вариант.
  • Критические параметры:
  • • VAF Differential: ≥ Min Threshold
  • • gnomAD AF: < Max Threshold (for somatic)
  • 1. Парные образцы: Всегда собирайте нормальную ткань/кровь одновременно с опухолью.

URS — пользовательские требования

IDТребованиеКритичностьКритерий приемки
URS-001Утилита должна принимать файл input.csv для Germline/Somatic Result Gate 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
1PatientIDstring / controlled vocabularyPAT-2026-001Контролируемый входной параметр для детерминированных QC-правил.
2TumorSampleIDstring / controlled vocabularyT-001Идентификатор образца или лабораторной пробы.
3NormalSampleIDstring / controlled vocabularyN-001Идентификатор образца или лабораторной пробы.
4PairedNormalAvailablestring / controlled vocabularytrueКонтролируемый входной параметр для детерминированных QC-правил.
5VariantClassificationstring / controlled vocabularySomaticКонтролируемый входной параметр для детерминированных QC-правил.
6TumorVAF_Percentdecimal32.5Контролируемый входной параметр для детерминированных QC-правил.
7NormalVAF_Percentdecimal0.0Контролируемый входной параметр для детерминированных QC-правил.
8MinSomaticVAF_Diffdecimal5.0Контролируемый входной параметр для детерминированных QC-правил.
9GnomAD_AFdecimal0.00001Контролируемый входной параметр для детерминированных QC-правил.
10MaxGermline_GnomAD_AFdecimal0.01Контролируемый входной параметр для детерминированных QC-правил.
11HasLOH_Flagstring / controlled vocabularyfalseКонтролируемый входной параметр для детерминированных QC-правил.
12HasClonalHematopoiesis_Flagstring / controlled vocabularyfalseКонтролируемый входной параметр для детерминированных QC-правил.
13SomaticSignificance_Annotatedstring / controlled vocabularytrueКонтролируемый входной параметр для детерминированных QC-правил.
14GermlinePathogenicity_Annotatedstring / controlled vocabularyfalseКонтролируемый входной параметр для детерминированных QC-правил.
15DiscordantClassificationstring / controlled vocabularyfalseКонтролируемый входной параметр для детерминированных QC-правил.
16ReviewerNotesstring / controlled vocabularyКонтролируемый входной параметр для детерминированных QC-правил.
PatientID,TumorSampleID,NormalSampleID,PairedNormalAvailable,VariantClassification,TumorVAF_Percent,NormalVAF_Percent,MinSomaticVAF_Diff,GnomAD_AF,MaxGermline_GnomAD_AF,HasLOH_Flag,HasClonalHematopoiesis_Flag,SomaticSignificance_Annotated,GermlinePathogenicity_Annotated,DiscordantClassification,ReviewerNotes
PAT-2026-001,T-001,N-001,true,Somatic,32.5,0.0,5.0,0.00001,0.01,false,false,true,false,false,
PAT-2026-001,T-001,N-001,true,Germline,48.0,50.2,5.0,0.0003,0.01,false,false,false,true,false,
PAT-2026-002,T-002,,false,Somatic,12.0,0.0,5.0,0.005,0.01,false,false,false,false,true,No normal available

Правила валидации входных данных

IDПолеПравилоКритичность
VR-001PatientIDПоле должно соответствовать утверждённому справочнику/словарю или допустимой строковой форме.High
VR-002TumorSampleIDПоле должно соответствовать утверждённому справочнику/словарю или допустимой строковой форме.High
VR-003NormalSampleIDПоле должно соответствовать утверждённому справочнику/словарю или допустимой строковой форме.High
VR-004PairedNormalAvailableПоле должно соответствовать утверждённому справочнику/словарю или допустимой строковой форме.Medium
VR-005VariantClassificationПоле должно соответствовать утверждённому справочнику/словарю или допустимой строковой форме.Medium
VR-006TumorVAF_PercentПоле должно соответствовать утверждённому справочнику/словарю или допустимой строковой форме.Medium
VR-007NormalVAF_PercentПоле должно соответствовать утверждённому справочнику/словарю или допустимой строковой форме.Medium
VR-008MinSomaticVAF_DiffПоле должно соответствовать утверждённому справочнику/словарю или допустимой строковой форме.Medium
VR-009GnomAD_AFПоле должно соответствовать утверждённому справочнику/словарю или допустимой строковой форме.Medium
VR-010MaxGermline_GnomAD_AFПоле должно соответствовать утверждённому справочнику/словарю или допустимой строковой форме.Medium
VR-011HasLOH_FlagПоле должно соответствовать утверждённому справочнику/словарю или допустимой строковой форме.Medium
VR-012HasClonalHematopoiesis_FlagПоле должно соответствовать утверждённому справочнику/словарю или допустимой строковой форме.Medium
VR-013SomaticSignificance_AnnotatedПоле должно соответствовать утверждённому справочнику/словарю или допустимой строковой форме.Medium
VR-014GermlinePathogenicity_AnnotatedПоле должно соответствовать утверждённому справочнику/словарю или допустимой строковой форме.Medium
VR-015DiscordantClassificationПоле должно соответствовать утверждённому справочнику/словарю или допустимой строковой форме.Medium
VR-016ReviewerNotesПоле 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 Germline/Somatic Result Gate 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": "germlinesomaticresultgatechecker",
  "utilityFolder": "GermlineSomaticResultGateChecker",
  "package": "LiquidBiopsy",
  "overallStatus": "PASS|WARNING|FAIL",
  "sourceFile": "input.csv",
  "processedAtUtc": "2026-06-10T00:00:00Z",
  "checks": [
    {
      "parameter": "PatientID",
      "value": "PAT-2026-001",
      "status": "PASS|WARNING|FAIL",
      "message": "Deterministic rule-based check result",
      "ruleReference": "FS-RULE-001"
    },
    {
      "parameter": "TumorSampleID",
      "value": "T-001",
      "status": "PASS|WARNING|FAIL",
      "message": "Deterministic rule-based check result",
      "ruleReference": "FS-RULE-002"
    },
    {
      "parameter": "NormalSampleID",
      "value": "N-001",
      "status": "PASS|WARNING|FAIL",
      "message": "Deterministic rule-based check result",
      "ruleReference": "FS-RULE-003"
    },
    {
      "parameter": "PairedNormalAvailable",
      "value": "true",
      "status": "PASS|WARNING|FAIL",
      "message": "Deterministic rule-based check result",
      "ruleReference": "FS-RULE-004"
    },
    {
      "parameter": "VariantClassification",
      "value": "Somatic",
      "status": "PASS|WARNING|FAIL",
      "message": "Deterministic rule-based check result",
      "ruleReference": "FS-RULE-005"
    },
    {
      "parameter": "TumorVAF_Percent",
      "value": "32.5",
      "status": "PASS|WARNING|FAIL",
      "message": "Deterministic rule-based check result",
      "ruleReference": "FS-RULE-006"
    },
    {
      "parameter": "NormalVAF_Percent",
      "value": "0.0",
      "status": "PASS|WARNING|FAIL",
      "message": "Deterministic rule-based check result",
      "ruleReference": "FS-RULE-007"
    },
    {
      "parameter": "MinSomaticVAF_Diff",
      "value": "5.0",
      "status": "PASS|WARNING|FAIL",
      "message": "Deterministic rule-based check result",
      "ruleReference": "FS-RULE-008"
    },
    {
      "parameter": "GnomAD_AF",
      "value": "0.00001",
      "status": "PASS|WARNING|FAIL",
      "message": "Deterministic rule-based check result",
      "ruleReference": "FS-RULE-009"
    },
    {
      "parameter": "MaxGermline_GnomAD_AF",
      "value": "0.01",
      "status": "PASS|WARNING|FAIL",
      "message": "Deterministic rule-based check result",
      "ruleReference": "FS-RULE-010"
    },
    {
      "parameter": "HasLOH_Flag",
      "value": "false",
      "status": "PASS|WARNING|FAIL",
      "message": "Deterministic rule-based check result",
      "ruleReference": "FS-RULE-011"
    },
    {
      "parameter": "HasClonalHematopoiesis_Flag",
      "value": "false",
      "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": "GermlineSomaticResultGateChecker.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