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Die CentraXX Biobank Software: Grundkonzepte und erste Erfahrungen aus der Einführung und Nutzung am UCT Frankfurt

Viele behandelnde und diagnostische Einrichtungen nutzen die Möglichkeit, einmal entnommenes Gewebe zu asservieren und auf diese Weise für Forschungszwecke nutzbar zu machen. Der Wissensgewinn und der Vorsprung gegenüber anderen Forschungseinrichtungen steigt mit der Anzahl und Varianz der Proben und mit der Speicherung qualifizierter Information zu einer bestimmten Probe. In der Regel werden die wichtigsten Informationen zum Krankheitsverlauf abgelegt, mitunter die ersten Schritte einer pathologischen Untersuchung der Proben dokumentiert und Entnahmeort, -organ und -zeitpunkt festgehalten. Die Dokumentation der Probe ist eine Momentaufnahme und stellt ausschließlich die Informationslage zum Zeitpunkt der Entnahme dar. Eine nachträgliche weitere Detaillierung der Daten wird aufgrund fehlender Zusammenhänge zur klinischen Dokumentation meist nicht durchgeführt.
Die Verbindung von klinischen Daten, die im Behandlungsverlauf erhoben werden, und Proben-Daten ist unstrittig besonders geeignet, neue Sinnzusammenhänge zu finden und die Forschungsbedeutung einer Probensammlung signifikant zu steigern. Darüber hinaus ist es sinnvoll, einmal gewonnene Erkenntnisse über bestimmte Proben wieder in die bestehende Datenstruktur zurück zu übermitteln. Wird beispielsweise eine Probe für ein bestimmtes Analyseverfahren genutzt, so sind die hierbei gewonnenen Informationen wiederum von großer Bedeutung für die Verwendbarkeit der verbliebenen Probenstücke. Mit jeder Nutzung und mit jeder Auswertung von Proben vergrößert sich so der Datenbestand, auf dem die Nutzer der Biobank forschen können. Der Forscher, der den Datenbestand einsetzt, kann sich einen schnellen Überblick verschaffen, welche Probe wie verarbeitet wurde und welches Ergebnis die Analyse hatte. Nicht zu unterschätzender Vorteil ist neben einer weiteren qualitativen Aufwertung der Proben der Zeitgewinn durch eine nun mögliche schnellere Recherche. Auch das Wissen, dass wichtige Verfahren schon von anderen Forschungsgruppen durchgeführt wurden, beschleunigt das eigene Forschungsvorhaben, da je nach Vereinbarung der Biobank Geschäftsordnung auch auf Ergebnisse anderer Forschergruppen zurückgegriffen werden kann.

Vor diesem Hintergrund wurde CentraXX Biobank als integriertes Biobank-Verwaltungssystem entwickelt. CentraXX speichert Daten zu Gewebeproben ab und stellt diese mit Hilfe einer onkologischen Fallakte in einen Zusammenhang mit patientenbezogenen, klinischen Verlaufsdaten. Analysen der Proben können per Formular mit Hilfe eines pseudonymisierten Zugriffs, in Bezug auf organisatorische Informationen und konkrete Befunde, dokumentiert werden und vergrößern so den Datenbestand. 

Zusammenfassend standen bei der Entwicklung von CentraXX folgende Leitmotive im Vordergrund:

  • Patienten-zentrierte Aggregation von Informationen
  • Longitudinale Sammlung von klinischen Patientendaten
  • Zusammenführung und Speicherung von Probendaten mit
  • Verlaufsinformationen und Behandlungsdaten
  • Organisatorische Unterstützung durch Informationsspeicherung zu erfolgten Analyseschritten
  • Befundungs- und Dokumentationsmöglichkeit bei Analysen auf Teilen von pseudonymisierten Proben
  • Transparenz für alle Beteiligten der Biobank bei vollem Schutz für den Probenspender

Die Datenebenen des Systems werden aufgespannt durch die Dimensions-Achsen aus Analyseergebnissen, Probeneigenschaftsdaten und Verlaufsdaten der Erkrankung. Das IT-System ist dazu in der Lage, alle Informationen aus den genannten Kategorien aufzunehmen und miteinander in Beziehung zu setzen. Einem anfragenden Forscher werden dann diese Informationsachsen angeboten, um geeignetes Probenmaterial zu identifizieren und Rückschlüsse für Auswertungen zu ziehen. Einer konventionellen Datenhaltung ohne Bezug zum aktuellen Krankheitsbild des Patienten und ohne Befundung der Proben ist ein derartiges Biobanksystem deutlich überlegen. Jede weitere Befundung an einer Probe kann in das System zurückgespeist werden und erweitert die chronologische Dimension der Daten. Die Informationstiefe wird demnach von der eindimensionalen Verwaltung reiner Proben-Daten, über die zweidimensionale Verschneidung mit Verarbeitungsinformationen hin zur drei-dimensionalen longitudinalen Strukturierung mit chronologisch aufeinander aufbauenden Befunddaten erweitert (siehe Abbildung).