Wissenschaftliche Infrastruktur für klinische Studien

Je einheitlicher Daten aus klinischen Studien sind, umso mehr Wert haben sie für aktuelle und zukünftige Forschungsprojekte. Das DZHK benötigt deshalb für seine multizentrischen Studien gemeinsame Regelungen, Standards und Durchführungsvorschriften sowie eine zentrale IT-Infrastruktur. Nur so ist gewährleistet, dass alle Daten und Biomaterialien auf dieselbe Weise erhoben, weiterverarbeitet und archiviert werden. Um sich solche Strukturen zu schaffen, hat das DZHK in den ersten beiden Jahren seines Bestehens einen aufwändigen Harmonisierungs- und Standardisierungsprozess betrieben. Dadurch können Daten aus verschiedenen DZHK-Studien zusammengefasst und mit immer wieder neuen wissenschaftlichen Zielstellungen ausgewertet werden.

Es entsteht mit den Jahren ein deutschlandweit einmaliger „Schatz“ an kardiovaskulären Daten, in welchem auch zukünftige Forscher mit heute noch gar nicht bekannten Methoden nach Ursachen und Therapiemöglichkeiten für Herz-Kreislauf-Erkrankungen fahnden können. 

Einheitliche Erfassung klinischer Daten

Da die Daten der DZHK-Studien studienübergreifend verwendet werden sollen, mussten sich die klinischen DZHK-Forscher zunächst auf einen einheitlichen Basisdatensatz einigen. Dieser umfasst rund 40 allgemeine Daten wie Alter, Geschlecht, Gewicht etc. Die Forscher haben sich darüber hinaus auf weitere Datenmodule, für bestimmte diagnostische  Daten geeinigt, wie sie beispielsweise bei einer EKG-Messung oder einer Echokardiografie anfallen. Die Module  geben vor, welche Daten bei der entsprechenden Untersuchung genau erfasst werden sollen.  Aus diesem Baukastensystem der Datenmodule können sich die klinischen Forscher in Vorbereitung ihrer jeweiligen Studie bedienen und ein Erfassungsformular, ein sogenanntes Case Report Form (CRF), festlegen. Ein CRF kann auch durch weitere, studienspezifische Abfragen ergänzt werden.

Je einheitlicher die Daten sind, umso höher ist ihr Wert für die Forschung. Für übergreifende statistische Auswertungen von Daten aus unterschiedlichen Studien hinweg ist es deshalb sehr wichtig, dass die Daten unter exakt gleichen Bedingungen erzeugt und erfasst werden. Dafür hat das DZHK einheitliche Arbeitsanweisungen, so genannte Standard Operating Procedures (SOP) entwickelt. Das sind detaillierte Vorschriften, die regeln, wie etwa das Abnehmen von Blut oder die Durchführung eines 6-Minuten-Gehtests genau passieren soll. Denn von Haus aus unterscheiden sich solche Prozesse immer ein wenig von Klinik zu Klinik bzw. von Studie zu Studie. Für die Forscher am DZHK war und ist dieser Harmonisierungs- und Standardisierungsprozess eine große Herausforderung, denn sie müssen neben den Anforderungen der eigenen Studie auch immer noch die Anforderungen anderer und zukünftiger Studien im Blick haben. Derzeit gibt es sieben einheitliche SOPs für klinische Studien und zwei für Biobanken (siehe unten). 

Nutzungsordnung

Die eigentliche Forschung beginnt dann, wenn die Daten aus Klinik, Biobank und Imaging unter bestimmten wissenschaftlichen Fragestellungen zusammengestellt und statistisch ausgewertet werden. Wer auf die Daten zugreifen kann, wem sie gehören und wie aus den Daten wissenschaftliche Publikationen entstehen, regelt eine umfangreiche Nutzungsordnung, auf die sich alle DZHK-Partner geeinigt haben.

Ethik-Konzept

Um an einer klinischen Studie teilzunehmen, müssen Patienten zunächst ihre Einwilligung geben. Ein einheitliches Ethik-Konzept im DZHK regelt, was mit den Daten und Biomaterialien gemacht werden darf, wie die Patienten informiert werden und welche Möglichkeiten sie haben, ihre Einwilligung zurückzuziehen.

IT-Infrastruktur

Die Daten aus klinischen DZHK-Studien werden dezentral, also in den teilnehmenden Kliniken, erfasst und sowohl zentral gespeichert als auch archiviert. In den aktuellen DZHK-Studien sind das allgemeine Patientendaten sowie therapeutische und diagnostische Daten.  Zukünftig sollen auch Daten von Biomaterialien und Bilddaten auf diese Weise erfasst und gespeichert werden.

1. Zentrales Datenmanagement (ZDM)

Das ZDM besteht aus zwei Teilen: der Unabhängigen Treuhandstelle an der Universität Greifswald und der Datenhaltung am Institut für Medizinische Informatik der Universitätsklinik Göttingen.

Die klinischen Daten einer Studie gelangen über eine spezielle, webbasierte Eingabe-Software (SecuTrial), die jeder DZHK-Klinik zur Verfügung steht, zur Datenhaltung im Institut für Medizinische Informatik in Göttingen, wo sie gespeichert und archiviert werden. Getrennt voneinander gelangen über dieselbe Software auch die Personendaten zur Treuhandstelle nach Greifswald. Die personenidentifizierenden Daten werden in der Treuhandstelle unter einem Pseudonym gespeichert, das an secuTrial zurückgemeldet wird. Weitere Dateneingaben in der Klinik erfolgen dann nur noch über das Pseudonym. Die Pseudonymisierung ist aus datenschutzrechtlichen Gründen erforderlich, um die Trennung von Personendaten eines Patienten und dessen Gesundheitsdaten zu gewährleisten. Weiterhin verwaltet die Treuhandstelle die Einverständnis­erklärungen der Patienten, führt Rekontaktierungen durch, sorgt mit der Datenhaltung für den Aufbau der technischen Infrastruktur zu den Studienzentren und führt Qualitätssicherungen in allen genannten Bereichen durch.

2. Biobank und Biomaterialverwaltung

Biomaterialien bilden die Grundlage für die systematische Suche nach Biomarkern für Krankheiten. Deshalb ist das Betreiben von Biobanken ein wichtiger Teil der DZHK-Forschungsstrategie. Alle klinischen Studien, die am DZHK laufen, werden neben diagnostischen und therapeutischen Daten auch Biomaterialien wie Blut, Urin oder Gewebe sammeln.

Im DZHK werden die Biomaterialien dezentral gelagert, das heißt jeder Standort verfügt über ein eigenes Biomateriallager. Damit Biomaterialien der unterschiedlichen Standorte miteinander verglichen werden können, ist wie bei den klinischen Daten ein möglichst einheitliches Vorgehen beim Abnehmen, Weiterverarbeiten und Lagern nötig. Wie bei den klinischen Daten wird dies durch SOPs geregelt.

Die Verwaltung der Biomaterialien erfolgt über ein elektronisches Labormanagement-Informationssystem (LIMS). Außerdem werden mit dem LIMS die Metadaten der Biomaterialien wie Zeit der Probenentnahme, Weiterverarbeitung im Labor, Transport- und Lagerbedingungen, Analyseergebnisse sowie Herausgabe und Verwendung erfasst. Das LIMS wird allen DZHK-Partnern webbasiert zur Verfügung stehen, die Pseudonyme erhält es von der Treuhandstelle. Es schickt die Daten an den entsprechenden zentralen Server für die Verwaltung der Biomaterialdaten, wo dieser angesiedelt sein wird, steht derzeit noch nicht fest.

3. Bilddaten und Bilddatenverwaltung

Bilddaten haben große Aussagekraft über die Charakteristik einer Herz-Kreislauf-Erkrankung und sind deshalb Bestandteil von klinischen Studien im DZHK. Bildgebende Verfahren können typische morphologische und funktionelle Veränderungen sichtbar machen, die ebenfalls als Biomarker dienen können. Das DZHK hat deshalb entschieden, über die Grenzen der Standorte hinweg, ein einheitliches Bilddaten-Managementsystem (BDMS) aufzubauen.  Auch hier ist vorgesehen, die Bilddaten dezentral zu erfassen und zentral zu speichern.

4. Transferstelle

Für aktuelle wissenschaftliche Fragestellungen ist es notwendig, klinische Daten, Biomaterialdaten, Genomdaten, Bilddaten sowie vorhandene Erkenntnisse aus diesen Datensammlungen in Beziehung zueinander auszuwerten. Die datenhaltenden Systeme der klinisch-wissenschaftlichen-Infrastruktur am DZHK sind per-Design mit einer datenschutzkonformen Trennung dieser Datentypen voneinander angelegt. Eine Zusammenführung zur Auswertung ist notwendig, da Informationen desselben Individuums in unterschiedlichen Datenbanken durch verschiedene Identifikationen repräsentiert werden und eine händische Zuordnung daher unmöglich ist. Dies entspricht aktuellsten Vorgaben des europäischen Datenschutzes und sichert die Privatsphäre der Studienteilnehmer.

Die Transferstelle ist organisatorisch und technisch zum einen direkt an die datenhaltenden Systeme angebunden und zum anderen eng mit der Treuhandstelle verzahnt, welche zu jeder Identität die aktuell gültige Studieneinwilligung verwaltet. Das Use & Access Komitee (U&AC), welches die Begutachtung und Überwachung beantragter Forschungsvorhaben wahrnimmt, kann direkt mit der Transferstelle interagieren: Die Transferstelle unterstützt das U&AC bei der Selektion von Daten und/oder Biomaterialien zu Nutzungsanträgen. Nach Bewilligung kombiniert sie alle für den Forscher bedeutsamen Forschungsdaten aus den verschiedenen Systemen der klinisch-wissenschaftlichen-Infrastruktur. Die Transferstelle koordiniert und protokolliert die Herausgabe von Daten und/oder Biomaterialien entsprechend der DZHK-Nutzungsordnung. Somit unterstützt sie aktiv den Prozess der Datenkuration und stellt für den Verwendungs- und Verwertungsnachweis der in Publikationen genutzten Proben- und Datenbasis eine wichtige und nicht manipulierbare Rolle dar. Für eine optimale Zusammenarbeit hat die Transferstelle hierzu eine permanente Beraterstelle im U&AC. 

Die Transferstelle stellt sowohl Wissenschaftlern als auch dem U&AC im DZHK die notwendigen Prozesse und einfache Werkzeuge bereit, z.B. um bei einer Nutzungsanfrage selbst einen ersten Verfügbarkeitscheck auf aggregierter Datenbasis durchführen zu können. Die Transferstelle wird durch die Medizinische Informatik der Universitätsmedizin Göttingen entwickelt und betrieben.

 

Sprecher der klinisch- wissenschaftlichen Infrastruktur:
Prof. Dr. med. Matthias Nauck


Kontakt:
Dr. Julia Hoffmann,
Koordinatorin Wissenschaftliche Infrastruktur, DZHK-Geschäftsstelle
Tel.: 030 3465 529 17, julia.hoffmann(at)dzhk.de

Studienvorbereitung/-durchführung: Weiterführende Hinweise und Hilfestellungen finden Sie hier.