Назначение

Определить пользовательские требования к автономной FUZKK-утилите, которая принимает CSV-файл лабораторных данных, выполняет проверку по зашитым в код правилам и формирует LabWare-compatible JSON.

Область применения

Утилита предназначена для предварительной QC/QA-оценки, интеграционного тестирования, LIMS/LabWare flow и подготовки evidence trail. Окончательное решение остаётся за валидированной процедурой лаборатории и ответственным персоналом.

Пользователи

QC analyst, QA reviewer, CSV/validation engineer, LIMS/LabWare integration engineer, responsible laboratory specialist.

Пользовательские требования

1. Утилита должна запускаться без параметров и выводить самоописание, пример input.csv из GetDemoData() и demo evaluation для встроенного набора данных.
2. Утилита должна запускаться с двумя параметрами: input.csv output.json.
3. Утилита не должна читать input.csv и не должна писать output.json при запуске без параметров.
4. CSV должен читаться с CultureInfo.InvariantCulture для числовых значений.
5. Результат должен формироваться в LabWare-compatible JSON с Header, Samples, Results, Status, StatusCode, ErrorMessage, Description и DescriptionEN.
6. При PASS поле ErrorMessage должно быть пустой строкой.
7. Зашитые лимиты должны следовать приоритету: Ph. Eur. → British Pharmacopoeia / UK implementation → ЕАЭС / региональные требования → EMA/ICH/EU guidance → USP fallback.
8. Если точная монография неизвестна, применяются строгие стандартные API-лимиты: Assay 98–102%, total impurities ≤1.0%, individual impurity ≤0.5%, если это применимо к типу утилиты.
9. Для биопрепаратов и mAb-like продуктов должны учитываться агрегаты, стерильность и эндотоксины, если такие параметры релевантны назначению утилиты.
10. Если параметр может приходить в разных единицах, единица должна быть отдельным входным полем или явно отражаться в имени поля input.csv.

Входной CSV

BatchNumber,ProductName,Uncapped_Percent,Cap0_Percent,Cap1_Percent,Hypercap_Percent,Avg_PolyA_Length,PolyA_Homogeneity_Index,Full_Length_Transcript_Percent,Truncated_Transcript_Percent
MRNA-CAP-2026-001,SARS-CoV-2 Spike mRNA,1.0,2.0,96.0,1.0,120,0.9,85.0,5.0
MRNA-CAP-2026-002,Flu HA mRNA,1.5,2.5,95.0,1.0,110,0.85,82.0,6.0
MRNA-CAP-2026-003,Therapeutic Enzyme mRNA,0.5,1.0,97.5,1.0,130,0.95,90.0,3.0

Поля input.csv

Описание утилиты

mRNA Cap & Poly(A) Integrity Checker — Анализатор целостности кэпа и Poly(A) мРНК

mRNA Cap & Poly(A) Integrity Checker — Анализатор целостности кэпа и Poly(A) мРНК

ℹ️ Утилита проверяет критические структурные элементы мРНК:
• Эффективность Cap1 (≥95%)
• Уровень некэпированной РНК (≤2%)
• Длина Poly(A) хвоста (100-150 нт)
• Процент полноразмерных транскриптов (≥80%)

⚠️ КРИТИЧНО: Отсутствие Cap1 резко снижает трансляцию белка!
Некэпированная мРНК активирует врожденный иммунитет.

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

Формат input.csv:
BatchNumber,ProductName,Uncapped_Percent,Cap0_Percent,Cap1_Percent,Hypercap_Percent,Avg_PolyA_Length,PolyA_Homogeneity_Index,Full_Length_Transcript_Percent,Truncated_Transcript_Percent

Пример:
MRNA-CAP-2026-001,SARS-CoV-2 Spike mRNA,1.0,2.0,96.0,1.0,120,0.9,85.0,5.0

— ЗАЧЕМ ЭТО НУЖНО?
Контроль структуры мРНК критичен для эффективности терапии (Moderna, BioNTech, CureVac):
• 5' Cap (Cap 1) необходим для распознавания рибосомой и защиты от экзонуклеаз
• Poly(A) хвост стабилизирует мРНК и способствует круговой циркуляции рибосом
• Некэпированная мРНК воспринимается клеткой как вирусная угроза (RIG-I путь)
• Усеченные транскрипты могут кодировать неполноценные белки

⚠️ КРИТИЧЕСКИ ВАЖНО:
• Cap1 ≥95% — стандарт высокой чистоты ко-транскрипционного кэпирования
• Uncapped ≤2% — минимизация иммунного ответа и деградации
• Poly(A) 100-150 нт — оптимальная длина для стабильности и трансляции
• Полноразмерные транскрипты ≥80% — гарантия производства целевого белка
• Гомогенность Poly(A) — важна для воспроизводимости экспрессии

Ключевые особенности утилиты:
• Раздельный учет типов кэпов (Cap 0, Cap 1, Uncapped)
• Оценка длины и гомогенности поли(А)-хвоста
• Контроль целостности транскрипта (Full Length vs Truncated)
• Поддержка данных LC-MS и капиллярного электрофореза

Критические параметры:
• Cap1 Efficiency: ≥95%
• Uncapped RNA: ≤2%
• Poly(A) Length: 100–150 nt
• Full-Length Transcript: ≥80%
• Truncated Transcript: ≤10%

💡 Советы по использованию:
1. Используйте ферментативное расщепление для точного анализа концов мРНК
2. Cap 1 предпочтительнее Cap 0 из-за меньшей иммуногенности
3. Слишком короткий Poly(A) (<100 нт) ведет к быстрой деградации в цитоплазме
4. Сравнивайте профили с эталонным стандартом каждой серии синтеза
5. Для терапевтических мРНК требования к чистоте могут быть еще строже

⚠️ Особенность: В отличие от ДНК, мРНК является одноцепочечной и нестабильной молекулой. Качество кэпирования и полиаденилирования напрямую определяет срок жизни молекулы в клетке и количество синтезированного белка. Утилита помогает выявить дефекты ферментативных реакций на этапе IVT (in vitro transcription).

Трассируемость и ограничения

• URS используется как исходный документ для functional specification, CSV review и последующей CSV/validation работы.
• Документ не является заменой утверждённой фармакопейной монографии, валидированного метода или внутренней спецификации продукта.
• Для product-specific лимитов приоритет имеет утверждённая спецификация заказчика.

Функциональная спецификация описывает поведение автономной консольной утилиты FUZKK, формат входных данных, алгоритм оценки и структуру выходного JSON.

Функциональный поток

1. Main() проверяет количество аргументов.
2. Если аргументов нет: PrintHello() выводит описание и встроенный пример input.csv, затем RunDemoEvaluation() выполняет Evaluate() по GetDemoData() и печатает demo JSON.
3. Если передано два аргумента: RunWithFiles(input.csv, output.json) читает CSV, выполняет Evaluate() по каждой строке и записывает LabWare-compatible JSON.
4. LoadData() использует CultureInfo.InvariantCulture и не должен вызываться в no-args режиме.
5. Evaluate() возвращает именованный кортеж с BatchNumber, ProductName, Parameters, CriticalFailCount, WarningCount, Recommendation и RecommendationEN.
6. GetIssues() формирует сообщения для ErrorMessage при WARNING/FAIL.

Правила оценки

• PASS: CriticalFailCount = 0 и WarningCount = 0.
• WARNING: CriticalFailCount = 0 и WarningCount > 0.
• FAIL: CriticalFailCount > 0.
• ERROR: исключение при чтении или обработке данных.
• ErrorMessage остаётся пустым при PASS.
• Лимиты зашиты в Program.cs; внешняя конфигурация лимитов не требуется.

Ввод и поля

BatchNumber,ProductName,Uncapped_Percent,Cap0_Percent,Cap1_Percent,Hypercap_Percent,Avg_PolyA_Length,PolyA_Homogeneity_Index,Full_Length_Transcript_Percent,Truncated_Transcript_Percent
MRNA-CAP-2026-001,SARS-CoV-2 Spike mRNA,1.0,2.0,96.0,1.0,120,0.9,85.0,5.0
MRNA-CAP-2026-002,Flu HA mRNA,1.5,2.5,95.0,1.0,110,0.85,82.0,6.0
MRNA-CAP-2026-003,Therapeutic Enzyme mRNA,0.5,1.0,97.5,1.0,130,0.95,90.0,3.0

Выходной JSON

{
  "Header": {
    "UtilityName": "mRNA_Cap_PolyA_Integrity_Checker",
    "Version": "1.0.0",
    "Timestamp": "UTC",
    "InstrumentID": "FUZKK-QC-WORKSTATION",
    "OperatorID": "Admin"
  },
  "Samples": [
    {
      "SampleID": "from BatchNumber",
      "BatchNumber": "from CSV",
      "ProductName": "from CSV",
      "TestName": "utility-specific test",
      "AnalysisCode": "utility-specific code",
      "Status": "PASS | WARNING | FAIL | ERROR",
      "StatusCode": "1 | 2 | 0 | -1",
      "ErrorMessage": "",
      "Description": "Russian recommendation",
      "DescriptionEN": "English recommendation",
      "Results": [
        {
          "ParameterName": "parameter",
          "ResultValue": 0.0,
          "UnitOfMeasure": "unit",
          "SpecificationLimit": "limit",
          "IsWithinSpec": true
        }
      ]
    }
  ]
}