(高清版)GBT 42580-2023 智能實驗室 微生物質譜鑒定平臺

智能實驗室微生物質譜鑒定平臺GB/T42580—2023 I 2規(guī)范性引用文件 3術語和定義 4縮略語 5通用要求 5.1總則 5.2工作流程 35.3圖譜庫通用要求 35.4圖譜建庫規(guī)則及要求 5.5用戶私有庫要求 6運營保障及管理要求 96.1運營保障要求 6.2管理要求 附錄A(資料性)匹配鑒定結果示例 A.1可信度 A.2鑒定結果名稱 A.3鑒定結果對比 附錄B(規(guī)范性)樣本文件格式 B.1樣本文件格式 B.2樣本文件的內容 B.3樣本文件格式示例 參考文獻 I本文件按照GB/T1.1—2020《標準化工作導則第1部分：標準化文件的結構和起草規(guī)則》的規(guī)定起草。請注意本文件的某些內容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機構不承擔識別專利的責任。本文件由中國機械工業(yè)聯(lián)合會提出。本文件由全國實驗室儀器及設備標準化技術委員會(SAC/TC526)歸口。本文件起草單位：北京鑫匯普瑞科技發(fā)展有限公司、機械工業(yè)儀器儀表綜合技術經濟研究所、秦皇島海關技術中心、廣州萊伯世開科技有限公司、北京鑫匯邁科生物科技有限公司、北京毅新博創(chuàng)生物科技有限公司、北京理工大學、廣州禾信儀器股份有限公司、浙江泰林生命科學有限公司、之江實驗室、北京奧特美克科技股份有限公司、北京工業(yè)大學、北京東西分析儀器有限公司、廈門金諾花生物技術有限公司、融智生物科技(青島)有限公司、山東英盛生物技術有限公司。1智能實驗室微生物質譜鑒定平臺本文件規(guī)定了智能實驗室中微生物質譜鑒定平臺的通用要求、運營保障及管理要求。本文件適用于智能實驗室中微生物質譜鑒定平臺的設計、建設、運營與維護。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內容通過文中的規(guī)范性引用而構成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對應的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。GB4789.28—2013食品安全國家標準食品微生物學檢驗培養(yǎng)基和試劑的質量要求GB/T22239—2019信息安全技術網(wǎng)絡安全等級保護基本要求GB/T32400—2015信息技術云計算概覽與詞匯GB/T33682—2017基質輔助激光解析電離飛行時間質譜鑒別微生物方法通則3術語和定義GB/T32400—2015和GB/T33682—2017界定的以及下列術語和定義適用于本文件。樣本通過與數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)進行比對后，得出的包含了樣本所在的種屬名稱、圖譜比對情況等信息的數(shù)據(jù)或文件。質控菌株qualitycontrolstrain用于校準飛行時間質譜儀的菌株。智能實驗室intelligentlaboratory應用信息和通信技術，通過信息管理系統(tǒng)等系統(tǒng)對實驗室活動進行智能化管理的實驗室。微生物質譜鑒定平臺microbialidentificationplatformwithmassspectrometry通過網(wǎng)絡傳輸?shù)姆绞綄㈦馁|量指紋圖譜樣本文件中的數(shù)據(jù)進行比對鑒定，再將鑒定得到的生物學分類結論回傳實驗室信息管理系統(tǒng)(3.5)或出具鑒定報告(3.1)的軟件平臺。注：肽質量指紋圖譜樣本文件來自于基質輔助激光解析電離飛行時間質譜儀(MALDI-TOFMS)采集。實驗室信息管理系統(tǒng)laboratoryinformationmanagementsystem注：本文件中用數(shù)據(jù)表示實驗室內的所有結構化和非結構化數(shù)據(jù)和信息，而非僅指試驗數(shù)據(jù)。24縮略語下列縮略語適用于本文件。API:應用程序編程接口(ApplicationProgrammingApp:應用程序(Application)LIMS:實驗室信息管理系統(tǒng)(LaboratoryInformationWeb:全球廣域網(wǎng)(WorldWideWeb)Interface)ManagementSystem)5通用要求5.1總則5.1.1平臺組成結構微生物質譜鑒定平臺組成結構通常分為三層，見圖1。其中應用層通過客戶端分為運行在本地的MALDI-TOFMS鑒定系統(tǒng)、Web線上鑒定系統(tǒng)及App查詢分析系統(tǒng)，實現(xiàn)用戶與平臺間的交互與結果展示。服務層實現(xiàn)平臺鑒定服務及數(shù)據(jù)分析處理功能，通過API為應用層提供結果數(shù)據(jù)，分為用戶管理中心及平臺管理中心兩部分。數(shù)據(jù)層實現(xiàn)對標準圖譜庫和用戶私有庫的圖譜建庫功能，通過接口方式與服務層實現(xiàn)數(shù)據(jù)交互。MALMAL.DI-1OFMS鑒定系統(tǒng)API樣本管理模塊：樣本上傳、樣本識別、樣本預處理用戶信息管理權限管理用戶管理中心平臺管理中心用戶私有庫Web線上鑒定系統(tǒng)充詢分析鑒定服務數(shù)拼分析模塊標準圖譜庫登錄注冊數(shù)據(jù)層應用層服務層App圖1微生物質譜鑒定平臺組成結構微生物質譜鑒定平臺根據(jù)目的分類，可包含：a)標準圖譜數(shù)據(jù)庫及用戶私有庫管理功能；b)用戶終端或系統(tǒng)上傳樣品圖譜，建立比對業(yè)務流程；c)平臺通過Web應用系統(tǒng)將比對報告反饋給使用者；d)用戶下載比對結果數(shù)據(jù)，通過自有報告發(fā)布系統(tǒng)將比對報告反饋給使用者。35.2工作流程5.2.1微生物質譜鑒定平臺與LIMS應按統(tǒng)一的數(shù)據(jù)格式和接口進行通信。5.2.2微生物質譜鑒定平臺應設置接收報告和警告信息的接口地址，用于微生物質譜鑒定平臺與其他系統(tǒng)或設備間進行通信。用戶通過在微生物質譜鑒定平臺上輸入樣品的唯一編號，平臺將編號、圖譜文件名稱、鑒定結果、鑒定時間等信息發(fā)送至配置的接口地址便于其他系統(tǒng)調用。通過登陸認證LIMS,可實現(xiàn)鑒定樣本文件/數(shù)據(jù)的上傳，微生物質譜鑒定平臺完成鑒定匹配，通過認證數(shù)據(jù)流及會話口令，將結果報告/數(shù)據(jù)回傳LIMS或智能實驗室其他信息系統(tǒng)。微生物質譜鑒定平臺可按用戶需求選取合適的樣本文件/數(shù)據(jù)獲取方式，MALDI-TOFMS、LIMS與微生物質譜鑒定平臺間的工作流程參見圖2。微生物質譜鑒定平臺匹配結果示例見附錄A。MALDIMALDI-TOFMSLIMS微生物質譜鑒定平臺獲取樣本文件/數(shù)據(jù)登錄認證認證數(shù)據(jù)流及會話口令狀取樣本文件/數(shù)據(jù)采集的樣木文件/數(shù)據(jù)鑒定樣本文件/數(shù)據(jù)結果報告/數(shù)據(jù)圖2微生物質譜鑒定平臺的工作流程圖5.3圖譜庫通用要求微生物質譜鑒定平臺中的標準圖譜庫主要包含兩類數(shù)據(jù)庫，分別為微生物肽質量指紋圖譜數(shù)據(jù)庫和比對用樣品圖譜數(shù)據(jù)庫，具體如下。a)微生物肽質量指紋圖譜數(shù)據(jù)庫存于微生物質譜平臺內，是微生物質譜鑒定平臺為鑒定使用的基礎數(shù)據(jù)庫。b)比對用樣品圖譜數(shù)據(jù)庫是為智能實驗室或LIMS等系統(tǒng)使用的數(shù)據(jù)庫，該數(shù)據(jù)庫是在樣品圖譜上傳微生物質譜鑒定平臺請求鑒定服務時生成的。微生物質譜鑒定平臺圖譜數(shù)據(jù)庫采用統(tǒng)一的數(shù)據(jù)結構與表結構，通過規(guī)范化的唯一標識便于圖譜數(shù)據(jù)庫進行功能構建與數(shù)據(jù)調用。微生物質譜鑒定平臺的數(shù)據(jù)庫關系及表結構，見圖3。4GB/T42580—2023CCS_Type「圖譜分類信息表PKid[圖譜分類標識]name[分類名稱]Sample_CCS[樣本圖譜關聯(lián)表]PKFK2sample_id[樣本標識]FK1ccs_id[圖譜標識]CCS[指紋圖譜信息表]id[圖譜標識name[圖譜命名code「圖譜編碼]FK1typc_id[圖譜分類標識]peak_data[圖譜峰數(shù)據(jù).Sample[樣木信息表]PKid[樣本標識1PKid[用戶圖譜標識]peak_data[圖譜峰數(shù)據(jù)]Sample_User_CCS[用戶圖譜樣本關聯(lián)表]FK1sampleid[樣本標識]FK2user_ccs_id[用戶圖譜標識]sample_name[樣本名稱]device[采集設備]file_type[樣本文件類型]Identify_Report[鑒定報告表]Identify_Kesult[鑒定結果表]PKid[結果標識]FK1sample_id[樣本標識]PKid[報告標識]FK1sampleid[樣本標識]sample_namc[樣本名稱]enname[結果菌種拉丁命名_cnname[結果菌種中文命名5.3.2微生物肽質量指紋圖譜數(shù)據(jù)庫微生物肽質量指紋圖譜數(shù)據(jù)庫包含指紋圖譜信息表和圖譜分類信息表，具體見表1和表2。表1指紋圖譜信息表字段名稱字段類型字段長度字段作用uniqueidentifier自動生成圖譜標識varchar圖譜命名varchar圖譜編碼type_iduniqueidentifier自動生成圖譜分類標識peak_datavarcharmax圖譜峰數(shù)據(jù)peak_count峰總個數(shù)5表2圖譜分類信息表字段名稱字段類型字段長度字段作用uniqueidentifier自動生成圖譜分類標識varchar分類名稱5.3.3比對用樣品數(shù)據(jù)庫平臺提供的鑒定服務基于肽質量指紋圖譜數(shù)據(jù)庫，微生物質譜鑒定平臺與智能實驗室設備終端或LIMS系統(tǒng)之間數(shù)據(jù)交互流程包括：接收比對圖譜、回傳比對結果和用戶私有庫數(shù)據(jù)上傳。由智能實驗室設備終端或LIMS系統(tǒng)接收需比對的樣品圖譜，應先在鑒定平臺創(chuàng)建比對樣品記錄，通過比對平臺圖譜數(shù)據(jù)庫或用戶私有庫得出比對結論，該流程的樣本信息見表3。表3樣本信息表字段名稱字段類型字段長度字段作用uniqueidentifier自動生成樣本標識sample_namevarchar樣本名稱devicevarchar采集設備file_typevarchar樣本文件類型微生物質譜鑒定平臺完成比對任務后會生成兩種數(shù)據(jù)，包括圖譜匹配比對結果與圖譜鑒定報告。在與LIMS或智能實驗室其他信息管理系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)交互時，微生物質譜鑒定平臺應根據(jù)交互需求完成數(shù)據(jù)回傳，回傳的圖譜比對鑒定結果數(shù)據(jù)見表4。表4鑒定結果表字段名稱字段類型字段長度字段作用uniqueidentifier自動生成結果標識sample_iduniqueidentifier自動生成樣本標識en_namevarchar結果菌種拉丁命名varcha結果菌種中文命名圖譜鑒定報告回傳數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)內容見表5。6GB/T42580—2023表5鑒定報告表字段名稱字段類型字段長度字段作用uniqueidentifier自動生成報告標識uniqueidentifier自動生成樣本標識sample_namevarchar樣本名稱devicevarchar采集設備varchar結果菌種拉丁命名cn_namevarchar結果菌種中文命名5.3.3.4用戶私有庫數(shù)據(jù)上傳微生物質譜鑒定平臺的用戶私有庫在參與比對、數(shù)據(jù)分析與運算等功能時，與標準圖譜數(shù)據(jù)庫功能一致。用戶在上傳私有庫圖譜時應符合平臺的圖譜數(shù)據(jù)庫的結構，其數(shù)據(jù)內容見表6。表6用戶私有圖譜表字段名稱字段類型字段長度字段作用uniqueidentifier自動生成用戶圖譜標識varchar圖譜命名“varchar圖譜編碼type_iduniqueidentifier自動生成圖譜分類標識peak_count峰總個數(shù)peakdatavarcharmax圖譜峰數(shù)據(jù)user_iduniqueidentifier自動生成所屬用戶標識圖譜命名中的標識符可使用“_”“空格”或“,”;具體規(guī)則：圖譜所屬菌種名稱十標識符十用戶單位標識十標識符十序號，如：“Escherichiacoli_XHPR_001”,其中Escherichiacoli為圖譜所屬菌種名稱，XHPR為用戶單位標5.3.4圖譜編碼要求微生物質譜鑒定平臺數(shù)據(jù)庫應確保所有表結構中圖譜編碼的唯一性。圖譜定義的字段包含字段名和編碼規(guī)則，可依據(jù)統(tǒng)一的流水碼或其他標識進行交互，并應確定字段的長短和字符標識。圖譜編碼應至少包含設備產地、圖譜所屬對象、圖譜所屬生物分類、圖譜創(chuàng)建時間和流水號。各段之間以“-”連接，圖譜編碼的含義見表7。表7圖譜編碼含義表類別標識含義設備產地國外7表7圖譜編碼含義表(續(xù))類別標識含義圖譜所屬對象平臺圖譜用戶圖譜圖譜所屬生物分類細菌真菌立克次體支原體衣原體螺旋體放線菌病毒其他圖譜創(chuàng)建時間YYYYMMDD圖譜創(chuàng)建時間流水號0001～9999四位數(shù)字編碼示例：菌株圖譜編碼為“GN-YHTP-01-20200810-0001”,表示該圖譜由國內的質譜設備采集，用戶在2020年8月10日創(chuàng)建的第一張細菌圖譜。5.4圖譜建庫規(guī)則及要求用于創(chuàng)建平臺數(shù)據(jù)庫的菌株，應經過兩種或以上鑒定方法鑒定后，判定準確的菌株種屬關系。質控菌株應來自微生物菌種保藏專門機構或專業(yè)權威機構保存的、可溯源的標準菌株，并應符合GB4789.28—2013對質控菌株的相關要求。5.4.2圖譜數(shù)據(jù)庫物種覆蓋率微生物質譜鑒定數(shù)據(jù)庫應包含細菌和(或)真菌等病原體物種。在保證數(shù)據(jù)準確的情況下，可將病毒等物種包含在內或另行開發(fā)專用的病毒質譜鑒定圖譜數(shù)據(jù)庫。圖譜數(shù)據(jù)庫容量應包含足夠多的標準菌信息，且達到所應用行業(yè)常見微生物種屬數(shù)量的2/3以上。平臺數(shù)據(jù)庫中各種屬微生物應收集盡可能多的菌株，以保證微生物物種的多樣性和鑒定范圍的廣度。通常一個種屬應不少于21個菌株，若菌株少見，允許將有限數(shù)量的菌株重復檢測；如極端罕見，允許對1種菌株進行21次重復檢測，可對至少3種菌株進行各自的重復性檢測，以獲得至少21個結果。5.4.4圖譜數(shù)據(jù)庫建庫要求為降低人工誤差和系統(tǒng)誤差，可采用多名實驗員分別操作同一批菌株。通過在不同培養(yǎng)基、不同溫度等培養(yǎng)條件下分批培養(yǎng)，可取200個靶點以上的圖譜原數(shù)據(jù)，進行不同的尋峰算法和聚峰算法，生成圖譜的峰值數(shù)據(jù)。在菌株培養(yǎng)過程中，應評價同一實驗員和不同實驗員之間獲得數(shù)據(jù)的一致性，若一致性小于70%,則該數(shù)據(jù)不應在圖譜數(shù)據(jù)庫中出現(xiàn)。8GB/T42580—20235.4.5樣品前處理方法為保證圖譜數(shù)據(jù)質量，樣品前處理應采用提取法。5.4.6質控菌株校準5.4.6.1校準要求為保證圖譜數(shù)據(jù)采集，每次采集樣品數(shù)據(jù)前，應使用質控菌株對飛行時間質譜儀進行校準。若質控菌株特征峰的值與理論值的偏差不大于800×10-“,則確認飛行時間質譜儀的結果準確，校準通過。5.4.6.2校準結果要求鑒定報告中應包含鑒定所使用的質控菌株及校準結果。5.4.7用戶元數(shù)據(jù)要求用戶創(chuàng)建的圖譜數(shù)據(jù)庫元數(shù)據(jù)包含以下兩類：a)原始圖譜樣本文件入庫：用戶使用采集的原始圖譜樣本文件進行上傳，應利用平臺算法進行處理后，將特征峰數(shù)據(jù)保存入庫；b)特征峰數(shù)據(jù)入庫：用戶使用采集的僅包含特征峰數(shù)據(jù)的樣本文件或數(shù)據(jù)進行上傳，直接保存入庫。各類數(shù)據(jù)包含上傳該數(shù)據(jù)的用戶信息、版本號等，圖譜樣本文件的數(shù)據(jù)格式及要求應符合附錄B的相關要求。5.4.8用戶數(shù)據(jù)入庫流程用戶待入庫的數(shù)據(jù)，根據(jù)用戶輸入的樣本所屬菌種信息和上傳的相關資料，平臺應對其進行檢測，并由平臺審核后再入庫存儲，具體流程見圖4。用廣上傳入用廣上傳入庫數(shù)據(jù)平臺檢測合格終止不合格一平臺審核合格入庫存儲不合格一圖4入庫流程圖用戶數(shù)據(jù)入庫流程具體如下：a)用戶上傳入庫數(shù)據(jù)：用戶上傳菌種的樣本數(shù)據(jù)、填寫該樣本的菌種名稱、傳統(tǒng)檢測的結果圖片、菌株來源等資料文件；9b)平臺檢測：平臺進行初步檢測后，查看樣本數(shù)據(jù)的完整性與符合性，鑒定比對圖譜的一致性，判定是否上傳了菌株傳統(tǒng)檢測的結果圖片、標準菌株來源的資料文件等；c)平臺審核：由人工對用戶上傳的數(shù)據(jù)進行審核，包括查看樣本數(shù)據(jù)符合性、上傳的圖片和資料文件的合規(guī)合法性等。5.5用戶私有庫要求5.5.1用戶私有庫由用戶對采集的圖譜數(shù)據(jù)進行分析、保存。5.5.2樣本數(shù)據(jù)可與用戶私有庫數(shù)據(jù)進行匹配鑒定，鑒定結果的準確性由用戶分析確定。5.5.3用戶數(shù)據(jù)與系統(tǒng)數(shù)據(jù)通過添加標識或者分表等方式進行區(qū)分保存。5.5.4用戶私有庫是參考庫，不應作為正式的鑒定結果，輸出報告時應標注私有庫參考信息，提醒鑒5.5.5用戶可對私有數(shù)據(jù)進行共享，平臺應對圖譜的各類信息進行審核，審核圖譜的樣本信息，以及是否滿足入庫要求，以保證數(shù)據(jù)的合法性、完整性。6運營保障及管理要求6.1運營保障要求日志文件記錄平臺各系統(tǒng)之間的工作及運營的狀況，以確保平臺各系統(tǒng)工作正常有效運行，具體包括以下要求：a)設置日志的訪問權限；b)定期檢查日志，對其中可疑的記錄進行分析審核。6.1.2災難備份和恢復平臺存儲的重要信息應設置災難備份功能，包括但不限于：a)建立重要數(shù)據(jù)的定期數(shù)據(jù)備份機制，保證至少每天進行一次數(shù)據(jù)增量備份，并將備份介質存放在安全區(qū)域內；b)宜對系統(tǒng)數(shù)據(jù)進行異地的備份；c)確保各個恢復程序的正確性和有效性。6.2管理要求用戶管理功能應包括用戶信息登記、信息修改、狀態(tài)控制、增刪等；用戶信息應包括但不限于用戶平臺應具備根據(jù)鑒定結果的使用設置不同權限的功能，包括但不限于提供多種授權方式實現(xiàn)分類或分級管理，并應保存完整的授權變更記錄。GB/T42580—2023心等網(wǎng)絡安全功能，并應建立平臺網(wǎng)絡安全管理制度。平臺網(wǎng)絡安全的相關功能應滿足GB/T22239-2019關于云計算、移動互聯(lián)及物聯(lián)網(wǎng)中安全等級保護的要求。6.2.4其他管理要求平臺應具備在線幫助、程序升級、數(shù)據(jù)備份、數(shù)據(jù)還原、系統(tǒng)日志等智能實驗室維護所需的管理功能。GB/T42580—2023(資料性)匹配鑒定結果示例A.1可信度為保證平臺鑒定結果的可信度，可取100個已知的不同種屬的菌株，按鑒定正確率劃分可信等級。具體的可信度等級與要求見表A.1。表A.1可信度等級與要求可信等級可信度區(qū)間描述高度可信95%≤鑒定正確率<100%可信80%≤鑒定正確率<95%疑似60%≤鑒定正確率<80%不可信鑒定正確率<60%A.2鑒定結果名稱鑒定結果應包含有鑒定出的生物分類的菌種中文名和拉丁名。A.3鑒定結果對比鑒定結束后，應展示與結果的對比圖，并將坐標橫軸上方和下方體現(xiàn)與樣本差異的特征峰按不同顏色區(qū)分標記，雙方共同匹配的特征峰用第三種不同顏色標記，鑒定結果對比圖示例見圖A.1。質荷比圖A.1鑒定結果對比圖示例G