Clarity LIMS: 構築するよりも購入する方が良い理由

はじめに

研究および臨床ゲノミクスラボにおけるデータの複雑さは、ラボ情報管理システム（LIMS）が必須であることを意味します。LIMSは、サンプル結果の再現性を高め、ワークフローに導入されるエラーを最小限に抑え、ユーザーの生産性を向上させます。問題はLIMSが必要かどうかではなく、LIMSを構築するか購入するかということです。

フル機能のLIMSは、サンプルが取得された時点から結果が報告された時点までのラボデータを管理します。しかし、前例のないスループット、実験の複雑さ、ゲノミクスや次世代シーケンス（NGS）に関連する急速な変化により、LIMSには特有の課題が生まれています。迅速なタイムスケールと拡張されたワークフローには、ラボが選択した特定の装置に合わせて迅速かつ簡単に構成できるLIMSが必要です。サイエンティフィックプログラマーやバイオインフォマティシャンは、変化するテクノロジーやプロトコルを容易にサポートするためにシステムを適応させることができなければなりません。LIMSは、関与するさまざまなタイプのサイエンティストが行う反復的で協力的な作業もサポートできなければなりません。

これらのサイエンティストのほとんどがLIMSの必要性に同意していますが、多くのラボは、LIMSを構築するか、または資格のあるLIS/LIMSベンダーからLIMSを購入するかの決定に悩んでいます。多くの業界では自家製システムが増えていますが1、ライフサイエンスに関連する複雑さから、LIMSの開発は信頼できるベンダーに任せるのが最善です。

このアプリケーションノートでは、LIMSの購入または構築について検討した複数のラボの経験を取り上げ、その決定の指針となった4つの主な理由を示します。

購入のほうがリソースを有効活用できた

バイオインフォマティシャンができることと同じことをできる人はほとんどいません。彼らは、多くの分野にわたる専門知識と専門性を活用して、他者が生物学的データを理解するのを助けます。同様に、研究室でよく雇用されているサイエンティフィックプログラマーも、特殊なスキルを持っています。バイオインフォマティシャンやプログラマーは多くの役割を担うのが得意で、LIMSの構築という課題を楽しんでいるかもしれませんが、サンプルを追跡するよりも、他のことに時間を使う方がよいでしょう。

運用開始から最初の2年間に、主要なエピゲノミクスセンターでは、継続的な試薬とソフトウェアの改善の結果、Illuminaのシーケンスシステムが15倍に増加しました。NGSプロジェクトの増加と相まって、バイオインフォマティクスチームは、ゲノミクスとNGS研究を一元化するためにLIMSが必要であることを明確に認識しました。

彼らは当初、センターが使用する予定だったカスタマイズされた下流解析ツールとの互換性を確保するために、LIMSをゼロから構築することを検討していました。実際に、社内のLIMSを構築する主な利点の1つは、各ラボの特定の要件を満たすための究極のカスタマイズを提供することです。しかし、LIMSの開発には、時間、資金、および人材に多大な投資が必要です。バイオインフォマティクスチームは、自作ソリューションには数十人年と数十万ドルが必要になる可能性があると計算しました。専任の社内LIMSサポートとメンテナンスにかかる継続的な費用も、総所有コストの一因となります。彼らは、カスタマイズされたシステムは現在のラボには適応できる一方で、ラボのニーズが変わった場合に柔軟性に欠ける可能性があると考えました。

よく知られた基礎研究室も同様のジレンマに直面しました。LIMSの必要性に気付いたとき、彼らは独自のシステムを構築すると、開発とメンテナンスのために多くのリソースを消費すると見積もりました。どちらのラボも最終的にLIMSを購入し、購入してよかったと感じています。どちらの場合も、バイオインフォマティシャンは、特に適切なLIMSを見つけた場合、サンプル追跡ではなく解析の科学関連の側面に取り組むことを好むと述べました。また、バイオインフォマティクスのスタッフが解析に集中できると、データや結果が患者や顧客により迅速に届くようになります。

ノルウェーのRadium病院は少し異なる道を歩みましたが、同様の理由でLIMSの購入に至りました。彼らは当初、利用可能なフリーウェアアプリケーションの多くを調査し、その上に構築できると考えていました。しかし最終的に、その作業には新しい人材を雇う必要があることに気づきました。

リソースの効率的な使用は、LIMSの取得を超えて広がる概念です。適切なLIMSを購入すると、ラボのリソースを保護することにつながります。サンプル追跡に費やす時間が減り、エラーが減少し、また優れたLIMSの多くには、装置性能を監視し、高価な試薬を最大限に活用する機能が含まれています。

適切なLIMSで柔軟性を実現

ある主要なエピゲノムセンターは、もともとベンダー製のLIMSという考え方に抵抗していました。結局のところ、彼らは、現在そして今後何年にもわたって、特定のニーズを満たすのに十分な柔軟性を備えたLIMSを必要としていました。IlluminaのシーケンスシステムとIllumina Infiniumジェノタイピングプラットフォームの統合機能と組み込みサポートを必要としていました。彼らは、PERL、Java、Rなどのさまざまなプログラムで書かれたカスタム解析ツールに接続する能力を必要としていました。さらに彼らは、NGSスループットの将来的な増加やラボおよび解析ワークフローの頻繁な変更に合わせて拡張できる長期的なソリューションが必要でした。彼らは、市販のLIMSがこれらすべてを実行するのかどうか疑問に思っていました。

同センターは、ゲノミクスおよびNGS研究向けに特別に設計された商用LIMSを購入することを選択しました。彼らは、Illuminaなどの業界リーダーのNGSプラットフォームにシームレスに統合できるLIMSを選択しました。数か月以内に、3台のシーケンサーからのデータが、アプリケーションプログラミングインターフェース（API）を介してLIMSから既存のデータ解析パイプラインにシームレスに渡されました。これは、独自のLIMSを構築するにはおそらく2年かかったであろうこととは対照的です。LIMSは、現在のレベルにスループットを拡張できるベースを提供し、これにはイルミナの5つのシーケンスシステムからのランと、1週間あたり2000のイルミナInfiniumジェノタイピングサンプルが含まれます。

カスタマイズが必要なため、多くのラボが独自のLIMSの構築に乗り出すのです。しかし、包括的なアプリケーションプログラミングインターフェース（API）とすぐに使える装置統合のおかげで、この議論は今や無意味になっています。堅牢なAPIは、上流または下流のツールとの統合から、リキッドハンドリングロボットやパイプラインプロトコールステップの開始などのルーチンタスクの自動化まで、あらゆることを行うことができます。多くのAPIユーザーが日常的にスクリプトを投稿して共有し、APIの価値と有用性を高めるライブラリーを作成するにつれて、アプリケーションは拡大し続けています。多くのラボでは、優れたAPIは両方の長所を兼ね備えています。つまり、カスタマイズと社内システムとの統合を可能にするだけでなく、開発者やバイオインフォマティクススタッフが共通のプラットフォームから構築する必要性も満たしています。これらすべてをリソースの負担を抑えつつ実現できます。

同様に、Illuminaなどの装置ベンダーとの事前準備なしの統合は、ベンダーのLIMSが、各ラボが既に設置している装置やツールに適合できないという考えを否定します。例えば、BaseSpace Clarity LIMSには、40種類近くのワークフローが標準装備されています。プログラマーでなくてもユーザーインターフェースで追加のワークフローを作成することができます。機器ベンダーと密接に連携するLIMSベンダーは、最高の統合を開発しているため、これらの関係を持たないベンダーよりも有利です。

拡張性とはテクノロジーと人材に関するものです

ワシントン大学Northwest Genomics Centerは、市販のソフトウェアがその特殊なニーズをサポートしていなかったため、独自のLIMSを最初に開発しました。しかし、イルミナのシーケンスシステムを3台から20台近くに拡張するにあたり、このセンターには拡張されたスループットに対応できるシステムの開発に必要な時間がありませんでした。「当時は構築するのが理にかなっていましたが、開発コストがかさんでいくことがすぐに分かりました」と、LIMSの導入を管理していたMark J. Rieder博士（Ph.D.）は説明しました。「これには、開発者の給与の支払いや、人々が腰を据えて問題全体について考える時間も含まれます。」 「LIMSに関連する間接費は、現在行われている科学を過度に損なうものであってはなりません。」 ラボが構築するにせよ購入するにせよ、LIMSは最終的に増大するスループットに合わせて拡張でき、迅速なターンアラウンドと効率性でラボをサポートできるべきです。

ユーザーエクスペリエンスは非常に重視されています

Harvard Business Reviewによると、ITプロジェクトは、実装や採用が不十分なため、驚くべき割合で失敗しています。2「LIMSは、これらのシステムには硬直的で使いにくく、柔軟性がないという長い歴史があるため、間違いなくこのカテゴリーに当てはまります」と、Atrium Research and Consultingの創設者、CEO、およびチーフアナリストであるMichael Elliottは述べています。3したがって、LIMSを構築するか購入するかにかかわらず、使いやすさとユーザーエクスペリエンスに注意を払うことは理にかなっています。

「私たちは自家製システムをFrankenLIMSと呼びました」と、あるラボマネージャーは述べました。彼は、勤務していたバイオテクノロジー企業が構築したLIMSについて説明していました。このようなシステムの構築とメンテナンスがどれほど難しいかがわからず、その結果、サイエンティストがフィールドを再設計し、コンポーネントを再使用し、相互参照を作成するにつれて、システムは姿を変えながら変化していきました。最終的には、LIMSが作り出していた問題を解決するために、LIMSを回避して作業していました。

「商用システムもFrankenLIMSに似てしまう可能性があります」とElliott氏は述べました。「しかし、より多くのLIMSベンダーがユーザーの観点からLIMS設計を再考するにつれて、それは変化しています。」

Fred Davisが提唱する情報システムの理論であるテクノロジーアクセプタンスモデル（TAM）によると、新しいテクノロジーの採用を妨げる2つの要因は、知覚された有用性と実際の使いやすさです。一般的に、直感的であればあるほど、ユーザーは学習に費やす時間が少なく、それに対して否定的な態度をとらないため、採用される可能性が高くなります。4これらのすべては、構築または購入の両方のソフトウェアに当てはまりますが、ベンダーソフトウェアは、内部で構築されたソフトウェアよりも有利である可能性があります。

ユーザーエクスペリエンスは、特にテクノロジーにおいて、一般的な言葉として重要になってきています。ソフトウェアベンダーは現在、ユーザーエクスペリエンス（UX）エンジニアまたはデザイナーを採用しています。これらの役職に就く人々は、ユーザーを深く理解し、ユーザーを惹きつけ、ユーザータスクを簡素化するエクスペリエンスを設計するために、使用状況データを評価します。イルミナなどのベンダーは、優れたユーザー体験を提供することに関心があり、ユーザー体験テストを定期的に実施して、サイエンティストのワークフローを反映した新しい直感的な機能を設計しています。

ユーザーエクスペリエンスを念頭に置いて開発されたソフトウェアは、より直感的で学習しやすいため、導入が成功する可能性が高くなります。LIMSを構築する開発者やバイオインフォマティシャンを擁するラボは、ユーザーエクスペリエンスの概念を知っている可能性がありますが、包括的なUX調査に割く時間やリソースがありません。

ベンダーに有利なもう1つの点は、ソフトウェア開発に重点を置くことです。より多くのプロセス、より多くのテストリソース、多様な顧客からのフィードバック、他のベンダーとの競争にアクセスできます。Agileなどのソフトウェア開発ライフサイクルプロセスは、ベンダーが新しい機能を迅速に開発し、プロセスを微調整してバグのない状態に保つのに役立ちます。また、他のベンダーとの競争は、新機能の開発において、最善かつ最も迅速に行うよう圧力をかけています。

結論

最近、メディアでLIMSを構築する決定が増えていると報じられていますが、それでも依然として購入のほうに軍配が上がっています。イルミナなどの定評あるLIMSベンダーは、機器ベンダーと密接な関係を築くことで、科学と技術の進歩を先取りできる能力があります。多様な顧客と連携することは、顧客のニーズを理解し、予測することにつながりました。適切なベンダーのLIMSは、リソースを保護し、現在および将来のラボ固有の環境に適応し、ラボスタッフがまた利用したいと思う体験を提供するのに役立ちます。