Folge #105 – Biobanken und LIMS

Franzi, magst du dich kurz vorstellen und kurz die Kairos? Ja, sehr gerne. Ich bin Franzi Hohnstädter, bin Projektleiterin bei der Kairos GmbH. Wir sind ein Softwareunternehmen, das unter anderem ebenauch ein Labor-Informations-Management-System, also kurz LIMS, herstellt, und ich bin zur Kairos gekommen, weil ich in meinem vorherigen Leben, vor der Kairos, eben eine Biobank aufgebaut habe. Ich bin also eigentlich gelernte Biologisch-technische Assistentin und habe diesen Labor-Hintergrund, der an der Stelle für die Firma sehr von Vorteil ist. 

Ah ja, wunderbar. Siehst du, da hab ich jetzt schon direkt die erste Überraschung für mich. Ich hab gedacht, für Biobanken gibt es nochmal eine eigene Software, dass sich die dort auch LIMS nennt, wusste ich gar nicht. Ist das so? Also LIMS ist immer die Software, die auch in meiner Biobank läuft? Ja, in den meisten Biobanken ist es so. Es gibt natürlich auch Biobanken, die andere Software benutzen, am ehesten wäre da zum Beispiel Excel zu nennen, aber gute Biobanken nutzen dann unter anderem auch ein LIMS. 

Vielleicht ganz kurz zur Agenda. Es soll sich heute dann hauptsächlich, wie gerade schon gesagt, um Biobanken drehen, und ich find’s gut, wenn du uns gleich erläuterst, was Biobanken sind, dannvielleicht auch so ein bisschen in der Richtung, wo wird das eingesetzt, was für Sachen werden da gebankt, was für Software gibt’s da, wie interagiert diese Software vielleicht mit anderen Produkten. Jetzthast du gesagt, dass du Projektleiterin bist — was läuft denn in der Regel gut bei solchen Projekten, was nicht? Ja. — Also, passt die Agenda für dich? Ach so, ja, die passt. Die ist super. Die ist richtig gut. 

Also dann: Was sind denn nun Biobanken? Das ist jetzt nichts, wo Leute ihr Geld hinbringen — den Kalauer schenke ich mir. Also, Biobanken sind letztlich … das kann klein sein, das fängt klein an, das kann groß werden. Biobanken sind einfach Organisationen, die sich damit befassen, Proben im großen Stil oder auch im Kleinen zu verwalten. Das beginnt an Kliniken, in Forschungseinrichtungen, Institutionen, Instituten, aber auch im privatwirtschaftlichen Umfeld gibt’s Biobanken. Und was da gesammelt wird, ist im Prinzip alles Mögliche, das kann bei Blutproben anfangen — das, was jeder so kennt, wenn man zum Arzt geht, so ein Blutröhrchen abgenommen —, es gibt Speichelproben, Stuhlproben, Harnproben, aber auch Gewebeproben. Wenn wir jetzt mal in der Humanmedizin bleiben — es gibt aber auch Biobanken für pflanzliche Erzeugnisse. Da wäre zum Beispiel zu nennen, dass es ja auch eine ganz, ganz große Biobank gibt, die im Falle einer Apokalypse dafür sorgt, dass wir allesnachzüchten können. Also da sind tatsächlich alle Samen, die wir hier so haben, auch vorhanden. Das ist letztlich auch eine ganz, ganz große Biobank. 

Ich hab mal eine Reportage gesehen, in so einem Bunker — wo steht der, steht der nicht irgendwie im Eis? Genau, der steht im Eis, dass man da auch möglichst gut drankommt im Falle einer Apokalypse. Ironie aus, ja, muss man nicht mal dazu sagen. Oder im Eis kommt man nicht gut … das war ein Scherz, oder? Ja, das war ein Scherz. Wir kennen uns auch kaum, da weiß ich noch nicht, wann du ironischbist und wann nicht. Geht auch schnell, wenn man sich nicht sieht. 

Also jetzt, Biobanken kann man sich also vorstellen: Da wären irgendwelche biologischen Stoffe, wie du gerade gesagt hast, die werden dort einfach gelagert, und damit man weiß, wo was liegt, von wemdas ist, wie lange das so liegt, dafür braucht man vermutlich die Software. Das ist exakt genau so. 

So, jetzt hatte ich ja vorhin gesagt, die Agenda: In welchen Häusern gibt es denn diese Biobanken? Du hast vorhin gesagt, kleine bis große. Ist es so, dass in der Regel so jedes normale Kreiskrankenhauseine Biobank hat — also dass die Universitätskliniken so was haben, das weiß ich. Welche Häuser haben normalerweise dann die medizinischen oder humanmedizinischen Biobanken? Das kann man jetztnicht so per se pauschal sagen, aber in der Regel tatsächlich alle, die eben auch Forschung betreiben, und auch Forschung an Menschen, am Tier, an Pflanzen, die haben zumeist auch eine Biobank, um eben die Vielzahl an Proben zu lagern, um später dann auch Analysen auf diese Proben zu fahren. 

Also das Einsatzgebiet ist dann eher die Forschung und die Wissenschaft. Für die Versorgung braucht man keine Biobanken, oder gibt es da auch Use-Cases, wo für die Versorgung was vielleichtzwischengelagert wird, weil die Pathologie gerade überlastet ist oder sowieso was? Naja, letztlich dient die Forschung ja auch irgendwo dann immer der Versorgung, also aus Forschung kann auchVersorgung werden. Von daher würde ich sagen, die Versorgung profitiert auf jeden Fall von den Proben der Forschung. 

Du hast vorhin schon ein paar Beispiele genannt, also klassischerweise Blutproben, Stuhlproben, Harnproben und so weiter. Was wird denn dort noch vorgehalten und wie lange, und gibt es da, weiß ich nicht, wird das dann eingefroren mit flüssigem Stickstoff, oder wie kann man sich das tatsächlich praktisch vorstellen, jetzt noch unabhängig von der Software? Ja, also genau, im Prinzip sind der Probensammlung keine Grenzen gesetzt, alles, was sich irgendwie einlagern lässt, kann ich auch einlagern. Besonders ist, dass letztlich die Ausstattung eine ganz große Rolle spielt. Es gibt verschiedene Arten, die Proben zu lagern, du hast ja gerade eben schon angesprochen, Stickstofftanks sind so eigentlich mit die verbreitetste Variante. Da können Proben eben am längsten haltbar gemacht werden, weil wir da Temperaturen von bis zu −196 Grad Celsius erreichen können. Dennoch gibt es eben Proben, die kann man einfach gar nicht so kalt lagern, da sind dann die Temperaturen so bei −80 Grad. Es ist dann in der Regel nicht ein Stickstofftank, sondern eine ganz einfache Kühltruhe oder ein Kühlschrank. Und es gibt aber auch Proben, die kannst du eben noch bei mehr Grad, also so bei −20 Grad, da fängt dann so die Langzeitlagerung an. Es gibt dann aber auch wieder Unterschiede, es gibt eben Proben, die würden sich nicht nur bei Kälte halten, sondern die müssen dann auch noch so ein bisschen konserviert werden. Dafür gibt es dann unterschiedliche Chemikalien, die eben dafür sorgen, dass die Verdauungsprozesse, die trotz Einfrieren immer noch, aber halt nur sehr verlangsamt stattfinden, gestoppt oder nahezu aufgehalten werden. 

Okay, wie groß sind dann solche Biobanken in den Häusern? Genau, es ist ganz, ganz unterschiedlich, je nachdem, wie viel Forschung betrieben wird. Es gibt Standorte, da sind die Biobanken riesig, da werden Millionen von Proben gelagert, dann gibt es aber auch wieder ganz kleine Biobanken, die sich auf mehrere tausend Proben belaufen. 

Was ist denn so der Standard-Use-Case? Warum — bleib ich vielleicht mal beim menschlichen Blut — warum menschliches Blut eingelagert wird? Muss der Patient dann vorher einstimmen und sagen, ja, ich stelle mein Blut für Forschungszwecke zur Verfügung, das wird dann abgenommen, dort eingelagert, und immer, wenn dann irgendwie ein Forscher in Zukunft irgendwelche Studien machen oder was analysieren möchte, dann darf der darauf zugreifen — oder wie läuft da der Prozess ab? Genau, im Prinzip ist es genau das. Also wenn ein Patient in die Klinik eintrifft und untersucht werden soll, dann ist die Klinik da schon immer sehr aufmerksam und guckt eben, erfüllt der Patient irgendwelche Kriterien, die für meine Forschung relevant sind. Es geht natürlich alles immer nur, wenn ich auch die entsprechende Software parat habe, dass ich sehen kann, was hat mein Patient zum Beispiel für Erkrankungen, ist der schon mal bei mir gewesen, wie war der Verlauf? Und wenn ich eben sehe, oh, der Patient trifft zu, dann kann ich ihn explizit auf eine Studie ansprechen und sagen, Sie würden hier bei uns für eine Studie in Frage kommen. Dafür brauche ich eben wiederum das Einwilligungsmanagement, dass der Patient eben sagen kann, ja, ist okay, du darfst meine Proben lagern und du darfst mich auch rekontaktieren, wenn du beispielsweise was findest. 

Es gibt aber auch einfach Kliniken, die haben so einen Broad Consent, einen ganz allgemein gefassten, dass, wenn Leute in die Klinik kommen oder Patienten in die Klinik kommen, dass sie dann eben sagen, hier, bitte unterschreiben Sie, dass wir Ihre Proben oder die Restproben, die wir eben nicht brauchen oder nicht mehr brauchen, um Ihre Diagnosen zu stellen, dann auch für die Forschung freigegeben sind. Aber es ist eben ganz wichtig, dass im Prinzip auch das Patientenmaterial — nicht nur die Daten, die der Patient eben letztlich über sich freigibt, sondern auch das Material, was genutzt wird — durch seine Einwilligung freigegeben wird. 

Vielleicht ganz kurzer Querverweis, also wieder ein Audio-Hyperlink sozusagen: In einer der ersten Folgen des eHealth-Podcasts, vor nunmehr vier Jahren, gab’s genau dazu — also zum Thema Consent, zum Thema Forschungsplattform, zum Thema Einwilligungs-Matching, was sind Einschlusskriterien, anhand derer vielleicht dann Ärztinnen und Ärzte, die in der Versorgung arbeiten, darauf hingewiesen werden, dass es gerade eine Studie gibt, die für den aktuellen Patienten passt. Da haben wir auch einen Podcast zu gemacht, mit Benjamin Trincheck und Kai Fister von der Universitätsmedizin Greifswald. 

Okay, das heißt, wenn ich jetzt dann irgendwie vermutlich bei einer Uniklinik bin und dort dann einwillige, also den allgemeinen — was hast du gerade gesagt — Broad Consent gebe, dass also solche Proben von mir eingelagert werden dürfen, wie schaut das dann jetzt praktisch aus? Genau, also hier sprechen wir eigentlich schon tatsächlich über Labor-Informationsmanagement-Systeme, die genutzt werden können, um solche Probensammlungen auch zu verwalten. Das beginnt immer erst mal damit, dass man einen eindeutigen Bezug zwischen meiner Probe und meinem Patienten herstellen muss. Das funktioniert über IDs, die eben eindeutig sind, die kann ich in so einer Software automatisch generieren. Da passt die Software eben auf, dass solche IDs eindeutig bleiben, und zwar systemübergreifend, egal, ob ich verschiedene Organisationen in meinem System anlege oder nicht. 

Da sprechen wir ja auch eigentlich schon über die Problematik: Wenn ich eben so eine Software, eine umfassende Software, nicht habe, dann habe ich eben unzureichende Dokumentation, ich kann nicht mehr zwangsläufig in einem System die Probe zu meinem Patienten finden. Ich muss in viele Systeme gucken, um eben zu schauen, welcher Patient gehört jetzt zu der Probe, wie viele Proben habe ich aus meinem Patienten gewonnen, wie viele kleinere Proben habe ich daraus gemacht, welche Analysen habe ich gefahren. Das ist eben die Schwierigkeit darzustellen, wenn ich — und das ist leider heutzutage noch viel der Fall — Excel an meiner Biobank nutze. Weil Excel funktioniert ja auch immer, ne? Das bloß nicht, ja? Machen wir nichts, ich stöhne einfach nur so vor mich hin, weil ich es ganz schrecklich finde, wenn mir Fax oder Excel im professionellen Bereich, also bei Personen, das vorkommt. Ja, das ist aber tatsächlich … Oh, es geht so häufig, passiert ja. Ja, das ist unser täglich Brot, das passiert uns ganz oft. 

Wir haben Excel als Dokumentationswerkzeug, und es soll auch immer total toll sein, und die Daten sind auch sauber drin. Und wenn wir dann anfangen, die Daten zu bereinigen, dann sehen wir, wo die Schwierigkeiten sind. Das war jetzt wieder Ironie, oder? Das müssen wir jetzt ja immer dazu sagen. Das heißt, die Leute sagen, die sind total super und total sauber, die Daten. Und dann fangt ihr an, die zu importieren, vielleicht nach einer Einführung, dann stellt ihr fest, oh … Ja, und dann geht nämlich das Gesuche los, dann fangen die Leute an zu gucken, wo sind denn jetzt tatsächlich meine Proben? Und genau da setzt eben so ein LIMS an zu sagen: Ich habe immer parat, wie der Lebenszyklus meiner Probe ist, heißt, aus welchem Patienten kam meine Probe, welche Proben sind daraus geworden — Serum heißt ja nicht immer gleich Serum, ich kann daraus ja verschiedene Probenarten wieder gewinnen —, welche Analysen habe ich dazu. Und das kann ich dann eben viel, viel besser und einfacher der Forschung bereitstellen. 

Okay, jetzt haben wir auch bei uns schon relativ viel Software besprochen, die so standardmäßig im Krankenhaus eingesetzt wird, also beispielsweise das KIS. Ist es dann so, dass so ein … Wir hatten ja schon mal Order Entry. Das ist ein ganz normaler Auftrag, der rausgeht, nur diesmal umgekehrt: Also wenn der Patient eingewilligt hat, schickt dann die Labor-Software einen Auftrag an den behandelnden Arzt oder an die Ärztin, schick mir doch bitte was, um das einlagern zu können — also ist der Prozess dort umgedreht als normalerweise? Das kommt ganz darauf an, also was die Software, in Anführungsstrichen, für eine Sprache spricht. Es gibt natürlich LIMS-Software, die spricht HL7, und da muss man gucken, geht das bidirektional oder unidirektional. Dann kann ich nämlich mit so einem KIS ganz locker-flockig kommunizieren und erhalte eben die ganzen Patienteninformationen direkt in das LIMS rein, genauso wie die Probenanlage, und kann aber auch an das KIS zurücksenden, wenn ich Analyseergebnisse erhalten habe. Wichtig ist halt hier einfach, dass man die Interoperabilität zwischen den einzelnen Systemen schafft. 

Jetzt ist mir ein kleines Herzchen aufgegangen, also wenn du da noch „semantische“ davorgesetzt hättest, dann wäre mein Tag gelaufen gewesen. Womit ich direkt übergehe zur Frage: Wie stellt ihr denn sicher, dass auch das empfangende System oder dass beide Systeme das Gleiche hierdrunter verstehen? Bei mir im Hinterkopf sind da fünf Buchstaben, die mit L beginnen — ist das bei euch oder in den Projekten tatsächlich immer der Standard, kommuniziert ihr eher alle über LOINC? Tatsächlich haben auch wir mittlerweile LOINC schon eingebunden, wir machen das Ganze nicht direkt im LIMS, sondern haben da noch eine extra Komponente, ein sogenanntes MDR, Metadata Repository, was eben ermöglicht, dass verschiedene Systeme über dasselbe Vokabular sprechen können. So kann ich eben im MDR definieren, Gerät X Y versteht unter dem und dem Wert das und das, und das LIMS versteht darunter eben den LOINC-Wert. So schaffe ich das eben, dass am Ende diese Systeme miteinander kommunizieren können und ich alle Daten aber in einem System habe und eine bessere Durchsuchbarkeit, eine wesentlich bessere Vernetzung habe und damit auch besser forschen kann. 

Das heißt, das ist jetzt in diesem konkreten Falle der Biobank oder des Labors eigentlich auch nur deswegen notwendig, weil nicht alle LOINC sprechen, oder? Das heißt, wenn LOINC eindeutig wäre und es jeder sprechen würde, dann wäre für diesen einzelnen Use-Case vermutlich das Metadata Repository gar nicht notwendig, aber natürlich würde sowas wieder notwendig, wenn man sich noch mehr Systeme anguckt, die im Krankenhaus dann dort stehen. Das Problem ist ja auch, dass in Krankenhäusern wirklich, wirklich super viel Software zum Einsatz kommt. Wir haben KIS-Systeme, LIS-Systeme, wir haben Systeme, in denen die Radiologie-Daten, also die Daten von irgendwelchen Röntgenaufnahmen oder Ähnliches, liegen, Kommunikationsserver, Einsatzplanung, Pflege-Systeme, also ohne Ende. Und wer führt die Daten zusammen? Und da kommen wir eben an die Schwachstelle in der Forschung. Diese Datenzusammenführung ist im Prinzip das Allerwichtigste, um am Ende Personalisierte Medizin anwenden zu können. 

Jetzt bist du ja Projektleiterin in diesem Kontext — was klappt denn erstaunlich gut oder was klappt gut bei solchen Projekten, und was ist eher schwierig? Was immer gut funktioniert ist, wenn Systeme angeschlossen werden sollen, die Standards sprechen. Also wenn ich ein System anschließe, das sowas wie HL7 spricht, dann ist das für mich sehr einfach. Aber gibt es Systeme, die nicht HL7 sprechen im Krankenhaus und vielleicht nicht LDT, also HL7 und LDT? Ja, wenn wir von LIMS-Systemen sprechen, dann sprechen wir nicht nur eben von den ganzen Krankenhaus-Informationen, sondern wir haben ja auch ganz viele andere Schnittstellen. Wenn wir von Biobanken sprechen, unter anderem eben so automatisierte Lagersysteme, die sprechen solche Sprachen nicht, und da fängt dann eben auch die Schwierigkeit an. Denn dann müssen sich plötzlich zwei Hersteller, die Interessen haben, und zwar eigene Interessen, zusammensetzen und gemeinsam eine Schnittstelle spezifizieren. Und da muss man eben daran denken, es geht nicht darum, seine eigenen Interessen durchzuboxen, sondern das große Ganze eben zu sehen. Und das fällt dem einen oder anderen dann doch schwerer, als man sich das wünschen würde. 

Sehr gut, jetzt hast du gerade sehr interessante Begriffe genannt, automatisierte Lagerhaltung. Das heißt, das sind dann irgendwelche Roboter? Das ist so, da darfst du zu verstehen … Genau, große Biobanksysteme nutzen dann eben solche automatisierten Lagerhaltungen. Das sind tatsächlich Roboter, die die Möglichkeit haben, wenn es möglich ist, mit dem LIMS zusammen zu kommunizieren. Das heißt, ich kann aus dem LIMS heraus einen Einlagerungsauftrag schicken, und die Proben werden dann eben eingelagert. Die automatisierten Lagersysteme sind so schlau, dass sie sehen, wo habe ich noch Kapazitäten, und lagern die Proben dann dort auch ein, sodass ich eben möglichst platzsparend meine Proben einlagern kann. Ich kann auch über Nacht zum Beispiel sagen, die defragmentieren mir mein Lager, und dann … 

Oh, wie cool, das kenne ich noch von den alten Festplatten, als man noch nicht SSDs hatte, sondern genau das, dass das sozusagen aufgeräumt wurde. Oder so sortiert wurde, dass die Sachen, die vermutlich am häufigsten oder als Nächstes abgefragt werden, dann zusammenhängend sind oder am Anfang der Festplatte — oder so was in der Richtung. Genau, absolut. Und da ist es eben wiederum wichtig, dass dann eine beidseitige Kommunikation stattfindet: Wenn ich über Nacht so ein Lager defragmentieren lasse, ist es super wichtig, dass ich am Ende die Nachricht auch wieder in meinem LIMS sehe, damit ich nicht einfach meine Proben verliere und gar nicht weiß, wo ich die herkriege. Das gefällt mir, also Defragmentieren hab ich schon ewig nicht mehr gehört und auch schon ewig nicht mehr gemacht. 

Sehr gut, okay, das war mir gar nicht bewusst, hab ich aber auch, muss ich gestehen, nie drüber nachgedacht, dass natürlich solche Maschinen und entsprechende Software dafür auch dort laufen müssen. Also, dass es jetzt nicht da jemanden gibt, der dann in großen Tanks die Sachen, die ganzen Gläschen, dort eintaucht, sondern dass es dafür natürlich auch Roboter gibt. Und die werden wahrscheinlich dann genauso auch für andere Sachen noch genutzt und werden dann vermutlich nicht eben HL7 sprechen. Genau, richtig. Also da ist halt die Schwierigkeit: Solange wir von Standards sprechen, ist alles gut, solange wir über Neuspezifizierungen sprechen, wird es schwierig. Und am Ende hat halt jede Biobank auch ihr ganz, ganz eigenes System, mit den Proben umzugehen, die Verwaltung und die Weiterverarbeitung der Proben, sodass wir auch dort immer mal wieder auf Schwierigkeiten treffen, die einzelnen Anwendungsfälle abzubilden. 

Okay. So, das war’s dann hier. Franzi, ich habe im Vorgespräch angekündigt, womit ich immer diese Interviews beende, nämlich dass ich noch mal die Frage stelle, welche Frage ich vergessen habe, dir zu stellen, und jetzt du. Bist du noch da? Ja. Jetzt sag nicht, dass du das wieder vergessen hast und dich jetzt hier auf kaltem Fuß erwische. Ich dachte, da kommt deine andere Frage. Ja, welche Frage habe ich vergessen, oder welche Frage hätte ich dir noch stellen [sollen]? Hättest du mich nicht gefragt, was ich dazu beitragen kann — Politik und Unternehmen? Ne, ne, ich will wissen: Also wenn du meinst, dass das eine Frage ist, die es wert ist, dir gestellt zu werden, dann stell dir selbst die Frage und beantworte sie; wenn es noch eine andere Frage gibt, die vielleicht noch besser wäre, dann stell dir diese selbst und beantworte diese dann. 

Okay, dann möchte ich diese Frage beantworten, wie Politik und Unternehmen an der Stelle eingreifen oder unterstützen können. Das ist wieder einfach wie … Biobank und Corona, oder was meinst du? Nein, ganz im Allgemeinen. Im Allgemeinen Biobanken zu unterstützen, Software an Biobanken zu unterstützen oder den Einsatz von … Also ein Appell an die Politik? Genau, ein Appell an Politik und Unternehmen, nicht nur die Politik, ganz allgemeiner Hinweis quasi. Wichtig ist eben, die Biobanken zu unterstützen, dass eben — Achtung — Personalisierte Medizin und Vernetzung immer größer werden, das große Ganze zu betrachten und nicht einfach nur zu sagen, ich hab das, das und das System. Wir müssen diese Systeme vernetzen, um Forschung betreiben zu können. Wir dürfen nicht mehr einfach nur die Scheuklappen aufhaben und sagen, mich interessiert nur mein Forschungsgebiet. Die hängen alle miteinander zusammen, und um am Ende den Patienten wirklich helfen zu können, muss man eben alle Informationen und Daten, die ich zu meinem Patienten habe, zusammenführen. Ansonsten kann ich ihm nicht helfen, denn am Ende forschen wir für Patienten. 

Sehr gut, ein flammendes Plädoyer am Ende. Vielen Dank, Franzi Hohnstädter