1. Ausgangssituation:
Im Rahmen des Aufbaus einer leistungsfähigen Hochdurchsatz-NGS-Pipeline in der Core Unit Genomics (CUG) ist die Anschaffung zweier Sequenziergeräte des Herstellers Illumina vorgesehen: eines Hochdurchsatzsystems (NovaSeq X Plus) sowie eines flexiblen Mid-Throughput-Geräts (Next-Seq 1000/2000). Diese Systeme sollen ein breites Spektrum molekulargenetischer Anwendungen abdecken (z.B. Whole Genome Sequencing, RNA-Seq, Exome-Analysen, Targeted Panels).
Das benachbarte, eng kooperierende Diagnostiklabor für Molekularpathologie (MolPath) setzt bereits ein Illumina MiSeq-System, sowie ein Illumina NextSeq550-System ein, unter anderem für Mikrobiomanalysen und kleinere Panels. Beide Labore befinden sich im Akkreditierungsprozess nach DIN EN ISO 15189 (CUG) bzw. DIN EN ISO/IEC 17020 (MolPath) und sind auf methodisch und
technologisch kompatible Geräte angewiesen. Beide Labore sollen sich im Rahmen von Ausfallszenarien im Rahmen der technologischen Möglichkeiten gegenseitig vertreten/ersetzen können.
2. Begründung für die ausschließliche Beschaffung der beiden Illumina-Systeme
Durch die gegenseitig aufeinander aufbauenden Ausfallkonzepte ist man auf methodisch und technologisch aufeinander abgestimmte Systeme und kompatible Geräte angewiesen.
I) Begründung Beschaffung NovaSeq X Plus:
a) Teilnahme Modellvorhaben Genomsequenzierung §64e SGB V
Die Teilnahme am besagten Modellvorhaben setzt eine Sequenzier-Mindestkapazität von 500 Ganzgenomen pro Kalenderjahr voraus. Aktuell ist dies wirtschaftlich nur mit einem Großgerät wie dem NovaSeq X möglich.
b) Akkreditierungsrelevanz und regulatorische Validierung
Die CUG und MolPath streben gemeinsame Qualitätsstandards an; eine Gerätehomogenität verringert doppelte Validierungs-, Auditierungs- und QM-Dokumentationspflichten.
Der NovaSeq X Plus ist in IVD/CE-IVD-konformen Diagnostik-Workflows zugelassen.
c) Der NovaSeq X Plus ist aktuell das leistungsfähigste SBS-basierte Sequenziersystem mit bis zu 25B flow cell x2 - bei gleichzeitig extrem niedriger Fehlerrate (kleiner 0,1 %).
d) Interoperabilität mit Partnerlaboren und Konsortien
In zahlreichen nationalen und internationalen Netzwerken und bei Multi-Center-Projekten (z.B. Zumorgenetik, Mikrobiomstudien, Single Cell Sequencing) ist die Plattform-Konsistenz essenziell. Illumina wird hier durchgängig verwendet.
-Daten sind direkt vergleichbar
-Reduktion technischer Artefakte bei Metaanalysen
-Gemeinsame Nutzung von Bioinformatikpipelines (z.B. nf-core)
-Der Verbleib bei dieser Technologie sichert den Wissensaustausch, die Datenkompatibilität und ggf. den Zugang zu entsprechenden Multi-Center-Studien.
e) Erfahrungswerte und Know-how
Bei bereits vorhandenen Illumina-Systemen im Haus oder Netzwerk liegen valide Vergleichsdaten, Erfahrungswerte und Expertise vor. Das ist für Benchmarking, Troubleshooting und Methodenentwicklung essenziell.
f) Wirtschaftliche und logistische Synergieeffekte
Es bestehen bereits Wartungsverträge, Helpdesk-Anbindungen und Schulungsressourcen für Illumina-Systeme im Campusbereich. Eine Bündelung der Serviceverträge und dadurch Reduktion der Servicekosten sind gegeben.
II) Begründung Beschaffung NextSeq 1000/2000
a) Plattformkompatibilität
-Alle genannten Illumina-Systeme (MiSeq, NextSeq 550, NextSeq 1000/2000, NovaSeq X Plus) verwenden die gleiche Grundtechnologie (Sequencing-by-Synthesis, SBS), vergleichbare Adapter-, Barcode- und Library-Konzepte sowie das einheitliche Reagenzien-Ökosystem von Illumina.
-Nur Illumina-Geräte garantieren eine vollständige Kompatibilität in Library-Präparation, Probenbarcode-Formaten und Qualitätsmetrik (Q30, Cluster-Dichte).
-Die Verwendung der gleichen Plattform erlaubt eine durchgängige Vergleichbarkeit von Daten zwischen CUG und MolPath, insbesondere für gemeinsame Methodenvalidierungen, Probenvergleiche und Ringversuche.
b) Kompatibilität mit bestehender Infrastruktur
-Die gesamte geplante, ebenso wie die bisher am Haus etablierte und erprobte Probenbearbeitungspipeline (inkl. Maxwell, Covaris R230, Tapestation 420, Hypex, Tecan DreamPrep) ist auf Illumina-kompatible Library-Formate und Adaptertechnologie abgestimmt.
-Nur Illumina-Systeme gewährleisten die vollständige technische Kompatibilität ohne zusätzliche Validierungs- oder Konvertierungsschritte.
-Der Einsatz anderer Systeme würde den Aufbau paralleler Prozessketten erfordern, was räumlich und logistisch nicht umsetzbar ist.
-Die geplante Laborpipeline setzt auf eine weitgehend automatisierte Probenvorbereitung und -verarbeitung. Illumina-Systeme (z.B. mit Illumina Tagmentation-basierten Kits) sind standardisiert auf Geräte wie Hybex, Tecan DreamPrep oder Hamilton Microlab STAR.
-Einheitliche Libraries sind zwischen NovaSeq und NextSeq austauschbar
-Automatisierte Barcoding-, Pooling- und QC-Prozesse sind mit Illumina optimal abgestimmt
c) Betriebssicherheit und Redundanz
-Im Falle technischer Ausfälle oder planmäßiger Wartung besteht bei Illumina-Systemen eine technische Austauschbarkeit bestimmter Module (z.B. Software, Adapterformate, Probenaufbereitung).
-Ein unterbrechungsfreier Betrieb im Stör- oder Wartungsfall ist nur durch geräteinterne Kompatibilität (z.B. gemeinsame Nutzung von DRAGEN, BaseSpace) möglich.
d) Akkreditierungsrelevanz und regulatorische Validierung
-Die CUG und MolPath streben gemeinsame Qualitätsstandards an; eine Geräteheterogenität würde zu doppelten Validierungs-, Auditierungs- und QM-Dokumentationspflichten führen.
-Eine Einführung eines abweichenden Gerätesystems würde sowohl in der Sequenzierleistung als auch in den Folgeprozessen (z. B. Bioinformatik, Variant Calling) eine vollständige Neuentwicklung und Validierung erfordern.
e) Einheitliche Softwareumgebung, Analyseplattform und Workflow-Konsistenz
-Illumina stellt mit BaseSpace, DRAGEN und Local Run Manager eine einheitliche Analyseplattform zur Verfügung, die geräteübergreifend verwendet wird.
-Alle Sequenziersysteme verfügen über integrierte Laufüberwachung, standard