Clarity LIMS: 구매가 구축보다 더 나은 이유

소개

연구 및 임상 유전체학 연구실의 데이터 복잡성은 연구실 정보 관리 시스템(LIMS)이 필수적임을 의미합니다. LIMS는 샘플 결과의 재현성을 높이고 워크플로우에 유입되는 오류를 최소화하며 사용자 생산성을 높입니다. 문제는 더 이상 LIMS가 필요한지 여부가 아니라 LIMS를 구축할지 아니면 구매할지 여부입니다.

완전한 기능을 갖춘 LIMS는 샘플을 획득하는 시점부터 결과를 보고하는 시점까지 연구실 데이터를 관리합니다. 그러나 전례 없는 처리량, 실험 복잡성, 유전체학 및 차세대 시퀀싱(NGS)과 관련된 빠른 변화는 LIMS에 고유한 과제를 야기합니다. 빠른 기간과 확장된 워크플로우는 연구실에서 선택한 특정 기기를 수용하도록 빠르고 쉽게 구성할 수 있는 LIMS가 필요합니다. 과학 프로그래머와 생물정보학자는 변화하는 기술과 프로토콜을 쉽게 지원할 수 있도록 시스템을 적응시킬 수 있어야 합니다. LIMS는 참여하는 다양한 유형의 과학자들이 수행하는 반복적이고 협업적인 작업도 지원할 수 있어야 합니다.

이러한 과학자 대부분은 LIMS의 필요성에 동의하지만, 많은 연구실은 LIMS를 구축할지 아니면 자격을 갖춘 LIS/LIMS 공급업체로부터 구매할지 결정하는 데 어려움을 겪고 있습니다. 많은 산업에서 자체 개발 시스템 수의 증가를 경험하고 있지만,1 생명과학과 관련된 복잡성으로 인해 LIMS 개발은 평판이 좋은 공급업체에게 맡기는 것이 가장 좋습니다.

이 애플리케이션 노트는 LIMS를 구매할지 자체 개발할지 고민했던 여러 연구실의 경험을 소개하고, 그들이 결정을 내리는 데 영향을 미친 4가지 주요 이유를 제시합니다.

구매는 리소스를 더 효과적으로 활용하는 방법이었습니다.

생물정보학자가 하는 일을 할 수 있는 사람은 거의 없습니다. 이들은 다른 사람들이 생물학적 데이터를 이해하는 데 도움이 되는 다양한 분야의 전문 지식과 전문성을 활용합니다. 마찬가지로, 연구실에 자주 고용되는 과학 프로그래머도 전문화된 기술을 보유하고 있습니다. 생물정보학자와 프로그래머가 여러 역할을 수행하는 데 능숙하고 LIMS를 구축하는 과제를 즐길 수도 있지만, 샘플을 추적하는 대신 다른 일에 시간을 쓰는 것이 더 좋습니다.

운영 첫 2년 동안 주요 후성유전체학 센터는 지속적인 시약 및 소프트웨어 개선의 결과로 Illumina 시퀀싱 시스템이 15배 증가하는 것을 경험했습니다. NGS 프로젝트 수가 증가함에 따라 바이오인포매틱스 팀은 유전체학 및 NGS 연구를 중앙 집중화하기 위한 LIMS의 필요성을 분명히 인식했습니다.

이들은 센터가 사용을 계획한 맞춤형 다운스트림 분석 도구와 호환되도록 하기 위해 처음부터 LIMS를 구축하는 방안을 처음에 고려했습니다. 실제로 사내 LIMS를 구축하는 주요 이점 중 하나는 각 연구실의 특정 요구 사항을 충족하기 위한 최상의 맞춤화를 제공한다는 것입니다. 그러나 LIMS를 개발하려면 시간, 비용 및 인적 자원의 상당한 투자가 필요합니다. 바이오인포매틱스 팀은 자체 구축 솔루션에 수십 년의 인력과 수십만 달러의 비용이 소모될 수 있다고 계산했습니다. 전용 사내 LIMS 지원 및 유지 관리에 드는 지속적인 비용도 총 소유 비용에 기여합니다. 이들은 맞춤형 시스템이 현재는 연구실에 맞지만, 연구실이 변화를 요구할 때 유연하지 않을 수 있다고 생각했습니다.

잘 알려진 위탁 연구실도 비슷한 딜레마를 겪었습니다. 이들은 LIMS의 필요성을 인식했을 때, 자체 시스템을 구축하면 개발 및 유지에 많은 자원이 소모될 것으로 추정했습니다. 두 연구실 모두 결국 LIMS를 구매했으며, 구매하길 잘했다고 생각합니다. 두 경우 모두 생물정보학자는 특히 적합한 LIMS를 찾았을 때 샘플 추적보다는 분석의 과학 관련 측면에서 일하는 것을 선호한다고 밝혔습니다. 또한 바이오인포매틱스 직원이 분석에 집중할 수 있을 때 데이터와 결과는 환자와 고객에게 더 빠르게 전달될 수 있습니다.

노르웨이의 라듐 병원은 약간 다른 경로를 택했지만, 유사한 이유로 LIMS를 구매하게 되었습니다. 처음에는 사용 가능한 많은 무료 소프트웨어 애플리케이션을 조사하며 그 위에 구축할 수 있다고 생각했습니다. 하지만 결국 그러한 작업에는 새로운 인력을 채용해야 한다는 것을 깨달았습니다.

자원의 효율적 사용은 LIMS 도입을 넘어 확장되는 개념입니다. 적합한 LIMS를 구매하면 연구실 자원 사용을 보호할 수 있습니다. 샘플 추적에 소요되는 시간은 줄고, 오류는 감소하며, 더 나은 LIMS의 많은 부분에는 기기 성능을 모니터링하고 비용이 많이 드는 시약을 최대한 활용하는 기능이 포함됩니다.

유연성은 적합한 LIMS에서 찾을 수 있습니다.

주요 후성유전체학 센터는 원래 공급업체가 만든 LIMS라는 개념에 반대했습니다. 결국에 이들은 현재는 물론 앞으로 수년 후의 특정 요구를 충족할 수 있을 만큼 유연한 LIMS가 필요했습니다. 이들은 Illumina 시퀀싱 시스템 및 Illumina Infinium 유전형 분석 플랫폼을 위한 통합 기능과 내장된 지원이 필요했습니다. 이들은 PERL, Java, R 등을 포함한 다양한 프로그램에 작성된 맞춤형 분석 도구에 연결할 수 있는 기능이 필요했습니다. 이 모든 것 외에도 향후 NGS 처리량 증가 및 연구실 및 분석 워크플로우의 빈번한 변화에 따라 확장할 수 있는 장기적인 솔루션이 필요했습니다. 그들은 시판되는 LIMS가 이러한 모든 것을 수행하는지 궁금했습니다.

이 센터는 유전체학 및 NGS 연구를 위해 특별히 설계된 상용 LIMS를 구매하기로 선택했습니다. 이들은 Illumina와 같은 업계 리더의 NGS 플랫폼에 원활하게 통합되는 LIMS를 선택했습니다. 몇 개월 내에 3개 시퀀서의 데이터가 애플리케이션 프로그래밍 인터페이스(API)를 통한 LIMS를 통해 기존 데이터 분석 파이프라인으로 원활하게 전달되었습니다. 이는 자체 LIMS를 구축하는 데 걸렸을 가능성이 큰 2년과는 대조적입니다. LIMS는 5대의 Illumina 시퀀싱 시스템의 런과 주당 2,000개의 Illumina Infinium 유전형 분석 샘플을 포함하는 현재 수준으로 센터가 처리량을 확장할 수 있는 기반을 제공했습니다.

맞춤화 필요성 때문에 많은 연구실이 자체 LIMS를 구축하기 위한 여정을 시작합니다. 그러나 포괄적인 애플리케이션 프로그래밍 인터페이스(API)와 즉시 사용 가능한 기기 통합 덕분에 이 주장은 이제 무의미해졌습니다. 강력한 API는 업스트림 또는 다운스트림 도구와의 통합부터 리퀴드 핸들링 로봇이나 파이프라인 프로토콜 단계 시작과 같은 일상적인 작업 자동화에 이르기까지 모든 것을 수행할 수 있습니다. 많은 API 사용자가 정기적으로 스크립트를 게시하고 공유하여 API의 가치와 유용성을 더하는 라이브러리를 생성함에 따라 애플리케이션은 계속 성장하고 있습니다. 많은 연구실에서는 좋은 API가 두 가지 장점을 모두 제공한다고 주장합니다. 즉, 사용자 정의 및 사내 시스템과의 통합을 가능하게 하면서도 개발자나 바이오인포매틱스 직원이 공통 플랫폼을 기반으로 구축할 수 있도록 지원하고, 동시에 리소스 사용량도 최소화한다는 것입니다.

마찬가지로, Illumina와 같은 장비 공급업체와의 기본 통합 기능은 공급업체 LIMS가 각 연구실에서 이미 보유하고 있는 장비 및 도구와 호환되지 않는다는 생각을 불식시켜 줍니다. 예를 들어, BaseSpace Clarity LIMS는 거의 40개의 서로 다른 워크플로우를 기본으로 제공합니다. 비프로그래머도 사용자 인터페이스에서 추가 워크플로우를 생성할 수 있습니다. 기기 공급업체와 긴밀히 협력하는 LIMS 공급업체는 최상의 통합을 개발하므로 이러한 관계가 없는 공급업체보다 유리합니다.

확장성은 기술과 사람에 관한 것입니다

University of Washington Northwest Genomics Center는 사용 가능한 상용 소프트웨어가 전문화된 요구를 지원하지 않았기 때문에 원래 자체 LIMS를 개발했습니다. 그러나, Illumina 시퀀싱 시스템을 3개에서 거의 20개로 확장할 때, 이 센터는 확장된 처리량을 감당할 수 있는 시스템을 개발하는 데 필요한 시간이 없었습니다. LIMS 배포를 관리한 Mark J. Rieder 박사는 “당시에는 구축이 타당해 보였지만, 개발 비용이 늘어난다는 것을 금방 알게 됐습니다.”라면서 “여기에는 개발자 급여를 지급하는 것과 사람들이 앉아서 전체 문제를 고민하는 데 드는 시간 비용을 지불하는 것이 포함됩니다. LIMS와 관련된 간접비는 수행되고 있는 과학을 너무 많이 손상시켜서는 안 됩니다.”라고 설명했습니다. 연구실이 구축하든 구매하든 LIMS는 궁극적으로 증가하는 처리량에 맞게 확장하고 빠른 처리 시간과 효율성으로 연구실을 지원해야 합니다.

사용자 경험은 매우 귀중합니다

Harvard Business Review에 따르면 IT 프로젝트는 구현 또는 채택 불량으로 인해 놀라운 비율로 실패합니다.2 Atrium Research and Consulting의 설립자, CEO이자 수석 분석가인 Michael Elliott은 “LIMS는 융통성 없고 쓸모없으며 유연성이 없는 오랜 역사를 가지고 있기 때문에 확실히 이 범주에 속할 수 있습니다.”라고 말합니다.3 따라서, LIMS를 구축하든 구매하든 사용성과 사용자 경험에 주의를 기울이는 것이 좋습니다.

한 연구실 관리자는 “우리는 자체 개발 시스템을 FrankenLIMS라고 불렀습니다.”라고 말했습니다. 그는 자신이 근무했던 생명공학 회사가 구축한 LIMS를 설명하고 있었습니다. “우리는 이러한 시스템을 구축하고 유지하는 것이 얼마나 어려운지 이해하지 못했으며, 그 결과로 과학자들이 필드를 재설계하고 구성요소를 재사용하며 상호 참조를 생성함에 따라 변형되고 변경되는 시스템이 탄생했습니다. 궁극적으로 우리는 LIMS가 야기하는 문제를 해결하기 위해 LIMS를 우회해 작업하고 있었습니다.”

Elliott은 “상용 시스템도 FrankenLIMS와 비슷해질 가능성이 있지만, 더 많은 LIMS 공급업체가 사용자의 관점에서 LIMS 설계를 재고함에 따라 상황이 바뀌고 있습니다.”라고 말했습니다.

Fred Davis가 제안한 정보 시스템 이론인 Technology Acceptance Model(TAM)에 따르면, 인지된 유용성과 실제 사용 용이성이라는 두 가지 요인이 신기술 채택을 방해합니다. 일반적으로 무언가가 더 직관적일수록 사용자는 이를 배우는 데 더 적은 시간을 들이고 이에 대해 부정적인 태도를 형성하지 않기 때문에 채택될 가능성이 더 높습니다.4 이러한 모든 것은 구축하거나 구매한 소프트웨어 모두에 사실처럼 들리지만, 공급업체 소프트웨어는 내부적으로 구축한 소프트웨어에 비해 이점이 있을 수 있습니다.

사용자 경험은 특히 기술 분야에서 중요한 일상 용어가 되었습니다. 소프트웨어 공급업체는 이제 사용자 경험(UX) 엔지니어 또는 디자이너를 고용합니다. 이러한 직책을 맡는 사람들은 사용자를 깊이 이해하고 사용 데이터를 평가하여 사용자의 참여를 유도하고 사용자 작업을 단순화하는 경험을 설계합니다. 좋은 사용자 경험을 제공하는 데 관심이 있는 Illumina와 같은 공급업체는 과학자 워크플로우를 반영하는 새로운 직관적 기능을 설계하기 위해 정기적으로 사용자 경험 테스트를 수행합니다.

사용자 경험을 염두에 두고 개발된 소프트웨어는 더 직관적이고 배우기 쉽기 때문에 성공적으로 채택될 가능성이 더 높습니다. 개발자나 생물정보학자에게 LIMS를 구축하게 한 연구실은 사용자 경험이라는 개념을 알고 있을 가능성이 높지만, 포괄적인 UX 연구에 투입할 시간이나 자원은 없습니다.

공급업체에 유리한 또 다른 점은 소프트웨어 개발에 집중한다는 것입니다. 더 많은 프로세스, 더 많은 테스트 리소스, 다양한 고객들의 피드백, 그리고 다른 공급업체와의 경쟁에 접근할 수 있습니다. Agile과 같은 소프트웨어 개발 수명 주기 프로세스는 공급업체가 새로운 기능을 신속하게 개발하고 프로세스를 미세 조정하여 이러한 기능에 버그가 없도록 하는 데 도움이 됩니다. 다른 공급업체와의 경쟁은 또한 새로운 기능을 개발하는 데 있어 가장 빠르고 최고가 되어야 한다는 압박을 줍니다.

결론

최근 미디어에서 LIMS에 대한 구축 결정이 다시 부상했다는 언급이 있었지만, 여전히 저울추는 구매 쪽으로 기웁니다. Illumina와 같은 평판이 좋은 LIMS 공급업체는 기기 공급업체와 긴밀한 관계를 구축함으로써 과학 및 기술 발전을 선도할 수 있는 능력을 갖추고 있습니다. 다양한 고객들과의 협력함으로써 고객의 요구를 이해하고 예측하게 되었습니다. 적합한 공급업체 LIMS는 리소스를 보호하고, 현재와 미래의 연구실 특이 환경에 적응하며, 연구실 직원이 다시 경험하고 싶어 하는 경험을 제공하는 데 도움이 될 수 있습니다.