Publikation über IT-Infrastruktur in PLoS ONE

Der German Biobank Node (GBN) und die German Biobank Alliance (GBA) haben eine IT-Infrastruktur aufgebaut, die Biobanken verbindet und eine übergreifende Suche nach Proben und zugehörigen Daten ermöglicht. Mit „The journey to establishing an IT-infrastructure within the German Biobank Alliance“ veröffentlichten Vertreter*innen des IT-Teams von GBN und GBA nun eine Beschreibung dieses Prozesses im renommierten Journal PLoS ONE. Sie gehen darin auf die Herausforderungen des Projektes, „lessons learned“ und besondere Erfolge ein. „Wir haben wertvolle Erkenntnisse gewonnen, die für ähnliche Projekte von großem Nutzen sein können“, erklären Erstautorin Christina Schüttler und Kolleg*innen in ihrer Publikation.

Ein föderiertes Netzwerk für zentrale Suchanfragen

Die IT-Infrastruktur von GBN/GBA wurde durch ein Entwickler*innen-Team an elf Standorten zwischen 2017 und 2020 aufgebaut. Die Leitung des Projektes übernahmen zwei Entwicklungszentren – angesiedelt am Deutschen Krebsforschungszentrum (DKFZ) in Heidelberg sowie an der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg. Die Koordination verantwortete GBN.

Die Infrastruktur besteht aus einem föderierten Netzwerk von sogenannten Brückenköpfen – Datenintegrations-Server, die von jeder Biobank etabliert und mit Daten befüllt werden. Diese Infrastruktur bildet die Grundlage für den „Sample Locator“, über den Forscher*innen Biobank-übergreifend nach Proben und zugehörigen Daten suchen können. Eine detaillierte Beschreibung der IT-Infrastruktur, ihrer Komponenten und der zugrundeliegenden Technologie ist Gegenstand einer weiteren Publikation, die unter Federführung des DKFZ Heidelberg zurzeit vorbereitet wird.

Anforderungen von Stakeholdern berücksichtigen

In „The journey to establishing an IT-infrastructure within the German Biobank Alliance“ betonen die Autor*innen die Bedeutung des Stakeholder Engagement für ihre Arbeit. Die Anforderungen verschiedener Interessensgruppen zu berücksichtigen, insbesondere der potenziellen Nutzer*innen, sowie realistische Anwendungsfälle mit beispielhaften Suchanfragen zu testen, seien für die Entwicklung der IT-Tools unverzichtbar. „Ein weiterer wichtiger Aspekt ist die Nutzerfreundlichkeit. Ein Suchtool wie der Sample Locator sollte so intuitiv zu handlen sein wie möglich – das erhöht seine Akzeptanz. Deshalb haben wir mehrere Evaluationen durchgeführt und die Oberfläche entsprechend angepasst“, sagt Dr. Björn Kroll, einer der zwei Senior-Autor*innen.

Auf Entwicklungen aufbauen, flexibel bleiben

Für das Design lokaler Komponenten konnten die Entwickler*innen auf bereits bestehende IT-Lösungen aufbauen. So wurde die „Brückenkopf“-Architektur des Deutschen Konsortiums für Translationale Krebsforschung (DKTK) als zentrales Element übernommen. Zur Harmonisierung der heterogenen Daten konnten die Entwickler*innen ebenfalls auf existierende Terminologien und Standards zurückgreifen, wie MIABIS (Minimum Information About Biobank data Sharing) und SPREC (Standard PREanalytical Code). Darauf basierend stimmten sie einen Kerndatensatz für Spender*innendaten, Probendaten und krankheitsspezifische Daten ab.

Neben dem Nutzen vorhandener Ressourcen spielte Flexibilität für den Erfolg der IT-Entwicklungen eine Rolle. Entgegen der ursprünglichen Planung entschied sich das Team für eine Anpassung an HL7®FHIR®, da sich dieser als Transferstandard für Daten aus der Krankenversorgung zu dieser Zeit immer mehr durchsetzte. So haben sich innerhalb der Medizininformatik-Initiative (MII) sämtliche Universitätsklinika auf die Nutzung dieses Standards verständigt. Im Sinne der Interoperabilität fiel die Wahl deshalb auch bei GBN/GBA auf HL7®FHIR®.

Mit weiteren Netzwerken abstimmen

Von besonderer Bedeutung war die Zusammenarbeit mit verwandten Initiativen auf nationaler und internationaler Ebene, um Interoperabilität herzustellen und Parallelstrukturen zu vermeiden. Sowohl mit der europäischen Biobanken-Organisation BBMRI-ERIC als auch mit der deutschen MII bestand ein Austausch. Aus Letzterem ist 2021 das Folgeprojekt ABIDE_MI (Aligning Biobanking and DIC Efficiently) hervorgegangen, für das die Entwicklungen von GBN/GBA erfolgreich genutzt werden.

Open Source veröffentlichen, Installation erleichtern

„Um unsere Entwicklungen nachhaltig zu machen, stellen wir sie Open Source zur Verfügung“, sagt Dr. Cecilia Engels, zweite Senior-Autorin der Publikation. „Interessierte können unsere IT-Komponenten damit weiterverwenden.“ Neben diesem einfachen Zugriff für Entwickler*innen optimierte das IT-Team auch den Installationsprozess für beteiligte Biobanken. „Nicht alle Biobanken verfügen über eigenes IT-Personal. Deshalb stellen wir unsere Tools in einer schlanken ‚Container-Version‘ bereit inklusive eines detaillierten Leitfadens für die Implementierung“, so Christina Schüttler. Binnen kurzer Zeit konnten auf diese Weise bereits 14 Biobanken an den Sample Locator angeschlossen werden.

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