MrdPersonalizedPanelQcChecker

MRD Personalized Panel QC

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

Описание утилиты: MRD Personalized Panel QC

MRD Personalized Panel QC Checker — Контроль качества персонализированных MRD-панелей (tumor-informed)

ℹ️  Утилита выполняет специализированную проверку качества персонализированных MRD-панелей согласно CAP/CLIA, FDA tumor-informed assay guidance и стандартам MRD-консорциума:

     ДИЗАЙН ПАНЕЛИ:
     • Variant Count: Число вариантов в допустимом диапазоне (обычно 16–48).
     • Tumor Match Rate: 100% вариантов должны совпадать с данными первичного опухолевого секвенирования.
     • Germline Variants = 0: КРИТИЧЕСКИЙ параметр. Любой герминальный вариант = ложноположительный MRD.
     • Clonal Fraction ≥ 50%: Панель должна быть обогащена клональными (доминантными) вариантами.
     • Somatic Origin Confirmed: Все варианты подтверждены как соматические (matched normal).

     АНАЛИТИЧЕСКАЯ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ:
     • Panel LOD ≤ 0.01% VAF: Чувствительность для конкретной конфигурации панели.
     • Mean Amplicon Depth ≥ 5000×: Достаточная глубина для детекции редких аллелей.
     • Amplicon Uniformity ≥ 80%: Равномерность покрытия всех мишеней.
     • Failed Amplicons = 0: Каждый провалившийся ампликон снижает эффективный размер панели.

     СПЕЦИФИЧНОСТЬ:
     • Off-Target Amplification: Нецелевая амплификация повышает фон.
     • Primer Dimers: Снижают эффективную емкость секвенирования.
     • Background Noise ≤ 0.001% VAF: Фоновый шум не должен превышать целевой LOD.

     КОНТРОЛИ:
     • Positive Control: Подтверждение чувствительности.
     • Negative Control: Подтверждение отсутствия контаминации.
     • No Template Control: Подтверждение чистоты реагентов.

⚠️  ВАЖНО:
     • Герминальный вариант в MRD-панели = ГАРАНТИРОВАННЫЙ ЛОЖНОПОЛОЖИТЕЛЬНЫЙ РЕЗУЛЬТАТ при каждом тесте.
     • Субклонально-обогащенная панель может пропустить доминантный клон при рецидиве.
     • Без matched normal невозможно надежно отличить соматические от герминальных вариантов.
     • Failed amplicons необратимо снижают чувствительность; панель требует редизайна.
     • LOD рассчитывается для КАЖДОЙ персонализированной панели индивидуально.

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

📍 Область применения:
     • Лаборатории персонализированной MRD: QC каждой новой панели перед клиническим использованием.
     • Разработчики tumor-informed assays: Валидация pipeline дизайна панелей.
     • Клинические испытания: Стандартизация качества MRD-панелей между сайтами.
     • Регуляторные инспекции: Документирование QC для tumor-informed MRD-тестов.

💡 Советы:
1. Matched Normal: ВСЕГДА используйте парную нормаль для фильтрации герминальных вариантов.
2. Clonal Selection: Приоритизируйте варианты с VAF >10% в опухоли (клональные драйверы).
3. Panel Redesign: При >2 failed amplicons пересоздайте панель с альтернативными праймерами.
4. LOD Calculation: Рассчитывайте LOD на основе числа вариантов, глубины и фона для каждой панели.
5. Version Control: Ведите строгий версионинг панелей; каждая версия требует отдельного QC.

⚠️ Примечание: Утилита проверяет КАЧЕСТВО ДИЗАЙНА И ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ персонализированной MRD-панели. Она не заменяет QC самого MRD-теста (MrdLongitudinalTrendChecker) и не оценивает клиническую значимость выбранных вариантов. Интерпретация MRD-результатов требует интеграции с клиническим контекстом.

input.csv

PatientID,PanelID,TumorSequencingID,VariantsInPanel,MinVariantsInPanel,MaxVariantsInPanel,VariantsMatchedToTumor,GermlineVariantsInPanel,ClonalVariants_Count,SubclonalVariants_Count,MinClonalFraction_InPanel,PanelLOD_Percent,MaxAcceptableLOD_Percent,MeanAmpliconDepth_X,MinMeanAmpliconDepth_X,AmpliconUniformity_Percent,MinAmpliconUniformity_Percent,FailedAmplicons_Count,TotalAmplicons_Count,OffTargetAmplification_Detected,PrimerDimer_Detected,BackgroundNoise_VAF,MaxBackgroundNoise_VAF,PositiveControl_Pass,NegativeControl_Pass,NoTemplateControl_Pass,MatchedNormal_Available,SomaticOrigin_Confirmed,TumorVAF_Mean_InPanel
PAT-LUNG-042,MRD-PNL-042-v1,WES-LUNG-042,32,16,48,32,0,24,8,0.5,0.003,0.01,15000,5000,92.0,80,0,32,false,false,0.0002,0.001,true,true,true,true,true,18.5
PAT-CRC-018,MRD-PNL-018-v1,WES-CRC-018,20,16,48,18,3,5,15,0.5,0.015,0.01,3200,5000,65.0,80,4,20,true,true,0.002,0.001,true,true,true,false,false,6.2

URS & FS — спецификация пользователя и функциональная спецификация

Документ описывает контролируемый интерфейс и поведение утилиты MrdPersonalizedPanelQcChecker для сценария MRD Personalized Panel 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.
  • • Germline Variants = 0: КРИТИЧЕСКИЙ параметр. Любой герминальный вариант = ложноположительный MRD.
  • • Clonal Fraction ≥ 50%: Панель должна быть обогащена клональными (доминантными) вариантами.
  • • Panel LOD ≤ 0.01% VAF: Чувствительность для конкретной конфигурации панели.
  • • Mean Amplicon Depth ≥ 5000×: Достаточная глубина для детекции редких аллелей.
  • • Amplicon Uniformity ≥ 80%: Равномерность покрытия всех мишеней.
  • • Background Noise ≤ 0.001% VAF: Фоновый шум не должен превышать целевой LOD.
  • ⚠️ ВАЖНО:
  • 1. Matched Normal: ВСЕГДА используйте парную нормаль для фильтрации герминальных вариантов.
  • 2. Clonal Selection: Приоритизируйте варианты с VAF >10% в опухоли (клональные драйверы).
  • 3. Panel Redesign: При >2 failed amplicons пересоздайте панель с альтернативными праймерами.

URS — пользовательские требования

IDТребованиеКритичностьКритерий приемки
URS-001Утилита должна принимать файл input.csv для MRD Personalized Panel QC 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-LUNG-042Контролируемый входной параметр для детерминированных QC-правил.
2PanelIDstring / controlled vocabularyMRD-PNL-042-v1Контролируемый входной параметр для детерминированных QC-правил.
3TumorSequencingIDstring / controlled vocabularyWES-LUNG-042Контролируемый входной параметр для детерминированных QC-правил.
4VariantsInPaneldecimal32Контролируемый входной параметр для детерминированных QC-правил.
5MinVariantsInPaneldecimal16Контролируемый входной параметр для детерминированных QC-правил.
6MaxVariantsInPaneldecimal48Контролируемый входной параметр для детерминированных QC-правил.
7VariantsMatchedToTumordecimal32Контролируемый входной параметр для детерминированных QC-правил.
8GermlineVariantsInPaneldecimal0Контролируемый входной параметр для детерминированных QC-правил.
9ClonalVariants_Countinteger / decimal24Счётный показатель; используется для микробиологического, частичного или клеточного контроля.
10SubclonalVariants_Countinteger / decimal8Счётный показатель; используется для микробиологического, частичного или клеточного контроля.
11MinClonalFraction_InPaneldecimal0.5Контролируемый входной параметр для детерминированных QC-правил.
12PanelLOD_Percentdecimal0.003Контролируемый входной параметр для детерминированных QC-правил.
13MaxAcceptableLOD_Percentdecimal0.01Контролируемый входной параметр для детерминированных QC-правил.
14MeanAmpliconDepth_Xdecimal15000Контролируемый входной параметр для детерминированных QC-правил.
15MinMeanAmpliconDepth_Xdecimal5000Контролируемый входной параметр для детерминированных QC-правил.
16AmpliconUniformity_Percentdecimal92.0Контролируемый входной параметр для детерминированных QC-правил.
17MinAmpliconUniformity_Percentdecimal80Контролируемый входной параметр для детерминированных QC-правил.
18FailedAmplicons_Countinteger / decimal0Счётный показатель; используется для микробиологического, частичного или клеточного контроля.
19TotalAmplicons_Countinteger / decimal32Счётный показатель; используется для микробиологического, частичного или клеточного контроля.
20OffTargetAmplification_Detectedstring / controlled vocabularyfalseКонтролируемый входной параметр для детерминированных QC-правил.
21PrimerDimer_Detectedstring / controlled vocabularyfalseКонтролируемый входной параметр для детерминированных QC-правил.
22BackgroundNoise_VAFdecimal0.0002Контролируемый входной параметр для детерминированных QC-правил.
23MaxBackgroundNoise_VAFdecimal0.001Контролируемый входной параметр для детерминированных QC-правил.
24PositiveControl_Passstring / controlled vocabularytrueКонтрольная точка/контрольный образец для валидности серии анализа.
25NegativeControl_Passstring / controlled vocabularytrueКонтрольная точка/контрольный образец для валидности серии анализа.
26NoTemplateControl_Passstring / controlled vocabularytrueТемпературный профиль/MKT; параметр хранения, перевозки и стабильности.
27MatchedNormal_Availablestring / controlled vocabularytrueКонтролируемый входной параметр для детерминированных QC-правил.
28SomaticOrigin_Confirmedstring / controlled vocabularytrueКонтролируемый входной параметр для детерминированных QC-правил.
29TumorVAF_Mean_InPaneldecimal18.5Контролируемый входной параметр для детерминированных QC-правил.
PatientID,PanelID,TumorSequencingID,VariantsInPanel,MinVariantsInPanel,MaxVariantsInPanel,VariantsMatchedToTumor,GermlineVariantsInPanel,ClonalVariants_Count,SubclonalVariants_Count,MinClonalFraction_InPanel,PanelLOD_Percent,MaxAcceptableLOD_Percent,MeanAmpliconDepth_X,MinMeanAmpliconDepth_X,AmpliconUniformity_Percent,MinAmpliconUniformity_Percent,FailedAmplicons_Count,TotalAmplicons_Count,OffTargetAmplification_Detected,PrimerDimer_Detected,BackgroundNoise_VAF,MaxBackgroundNoise_VAF,PositiveControl_Pass,NegativeControl_Pass,NoTemplateControl_Pass,MatchedNormal_Available,SomaticOrigin_Confirmed,TumorVAF_Mean_InPanel
PAT-LUNG-042,MRD-PNL-042-v1,WES-LUNG-042,32,16,48,32,0,24,8,0.5,0.003,0.01,15000,5000,92.0,80,0,32,false,false,0.0002,0.001,true,true,true,true,true,18.5
PAT-CRC-018,MRD-PNL-018-v1,WES-CRC-018,20,16,48,18,3,5,15,0.5,0.015,0.01,3200,5000,65.0,80,4,20,true,true,0.002,0.001,true,true,true,false,false,6.2

Правила валидации входных данных

IDПолеПравилоКритичность
VR-001PatientIDПоле должно соответствовать утверждённому справочнику/словарю или допустимой строковой форме.High
VR-002PanelIDПоле должно соответствовать утверждённому справочнику/словарю или допустимой строковой форме.High
VR-003TumorSequencingIDПоле должно соответствовать утверждённому справочнику/словарю или допустимой строковой форме.High
VR-004VariantsInPanelПоле должно соответствовать утверждённому справочнику/словарю или допустимой строковой форме.Medium
VR-005MinVariantsInPanelПоле должно соответствовать утверждённому справочнику/словарю или допустимой строковой форме.Medium
VR-006MaxVariantsInPanelПоле должно соответствовать утверждённому справочнику/словарю или допустимой строковой форме.Medium
VR-007VariantsMatchedToTumorПоле должно соответствовать утверждённому справочнику/словарю или допустимой строковой форме.Medium
VR-008GermlineVariantsInPanelПоле должно соответствовать утверждённому справочнику/словарю или допустимой строковой форме.Medium
VR-009ClonalVariants_CountПоле должно соответствовать утверждённому справочнику/словарю или допустимой строковой форме.Medium
VR-010SubclonalVariants_CountПоле должно соответствовать утверждённому справочнику/словарю или допустимой строковой форме.Medium
VR-011MinClonalFraction_InPanelПоле должно соответствовать утверждённому справочнику/словарю или допустимой строковой форме.Medium
VR-012PanelLOD_PercentПоле должно соответствовать утверждённому справочнику/словарю или допустимой строковой форме.Medium
VR-013MaxAcceptableLOD_PercentПоле должно соответствовать утверждённому справочнику/словарю или допустимой строковой форме.Medium
VR-014MeanAmpliconDepth_XПоле должно соответствовать утверждённому справочнику/словарю или допустимой строковой форме.Medium
VR-015MinMeanAmpliconDepth_XПоле должно соответствовать утверждённому справочнику/словарю или допустимой строковой форме.Medium
VR-016AmpliconUniformity_PercentПоле должно соответствовать утверждённому справочнику/словарю или допустимой строковой форме.Medium
VR-017MinAmpliconUniformity_PercentПоле должно соответствовать утверждённому справочнику/словарю или допустимой строковой форме.Medium
VR-018FailedAmplicons_CountПоле должно соответствовать утверждённому справочнику/словарю или допустимой строковой форме.Medium
VR-019TotalAmplicons_CountПоле должно соответствовать утверждённому справочнику/словарю или допустимой строковой форме.Medium
VR-020OffTargetAmplification_DetectedПоле должно соответствовать утверждённому справочнику/словарю или допустимой строковой форме.Medium
VR-021PrimerDimer_DetectedПоле должно соответствовать утверждённому справочнику/словарю или допустимой строковой форме.Medium
VR-022BackgroundNoise_VAFПоле должно соответствовать утверждённому справочнику/словарю или допустимой строковой форме.Medium
VR-023MaxBackgroundNoise_VAFПоле должно соответствовать утверждённому справочнику/словарю или допустимой строковой форме.Medium
VR-024PositiveControl_PassПоле должно соответствовать утверждённому справочнику/словарю или допустимой строковой форме.Medium
VR-025NegativeControl_PassПоле должно соответствовать утверждённому справочнику/словарю или допустимой строковой форме.Medium
VR-026NoTemplateControl_PassПоле должно соответствовать утверждённому справочнику/словарю или допустимой строковой форме.Medium
VR-027MatchedNormal_AvailableПоле должно соответствовать утверждённому справочнику/словарю или допустимой строковой форме.Medium
VR-028SomaticOrigin_ConfirmedПоле должно соответствовать утверждённому справочнику/словарю или допустимой строковой форме.Medium
VR-029TumorVAF_Mean_InPanelПоле 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 MRD Personalized Panel QC 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": "mrdpersonalizedpanelqcchecker",
  "utilityFolder": "MrdPersonalizedPanelQcChecker",
  "package": "LiquidBiopsy",
  "overallStatus": "PASS|WARNING|FAIL",
  "sourceFile": "input.csv",
  "processedAtUtc": "2026-06-10T00:00:00Z",
  "checks": [
    {
      "parameter": "PatientID",
      "value": "PAT-LUNG-042",
      "status": "PASS|WARNING|FAIL",
      "message": "Deterministic rule-based check result",
      "ruleReference": "FS-RULE-001"
    },
    {
      "parameter": "PanelID",
      "value": "MRD-PNL-042-v1",
      "status": "PASS|WARNING|FAIL",
      "message": "Deterministic rule-based check result",
      "ruleReference": "FS-RULE-002"
    },
    {
      "parameter": "TumorSequencingID",
      "value": "WES-LUNG-042",
      "status": "PASS|WARNING|FAIL",
      "message": "Deterministic rule-based check result",
      "ruleReference": "FS-RULE-003"
    },
    {
      "parameter": "VariantsInPanel",
      "value": "32",
      "status": "PASS|WARNING|FAIL",
      "message": "Deterministic rule-based check result",
      "ruleReference": "FS-RULE-004"
    },
    {
      "parameter": "MinVariantsInPanel",
      "value": "16",
      "status": "PASS|WARNING|FAIL",
      "message": "Deterministic rule-based check result",
      "ruleReference": "FS-RULE-005"
    },
    {
      "parameter": "MaxVariantsInPanel",
      "value": "48",
      "status": "PASS|WARNING|FAIL",
      "message": "Deterministic rule-based check result",
      "ruleReference": "FS-RULE-006"
    },
    {
      "parameter": "VariantsMatchedToTumor",
      "value": "32",
      "status": "PASS|WARNING|FAIL",
      "message": "Deterministic rule-based check result",
      "ruleReference": "FS-RULE-007"
    },
    {
      "parameter": "GermlineVariantsInPanel",
      "value": "0",
      "status": "PASS|WARNING|FAIL",
      "message": "Deterministic rule-based check result",
      "ruleReference": "FS-RULE-008"
    },
    {
      "parameter": "ClonalVariants_Count",
      "value": "24",
      "status": "PASS|WARNING|FAIL",
      "message": "Deterministic rule-based check result",
      "ruleReference": "FS-RULE-009"
    },
    {
      "parameter": "SubclonalVariants_Count",
      "value": "8",
      "status": "PASS|WARNING|FAIL",
      "message": "Deterministic rule-based check result",
      "ruleReference": "FS-RULE-010"
    },
    {
      "parameter": "MinClonalFraction_InPanel",
      "value": "0.5",
      "status": "PASS|WARNING|FAIL",
      "message": "Deterministic rule-based check result",
      "ruleReference": "FS-RULE-011"
    },
    {
      "parameter": "PanelLOD_Percent",
      "value": "0.003",
      "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": "MrdPersonalizedPanelQcChecker.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