BaseSpace Clarity LIMS: 为何购买优于自建

引言

科研与临床基因组学实验室中的数据复杂性意味着，实验室信息管理系统（LIMS）已成为必需品。LIMS 能提高样本结果的可重复性，最大限度减少工作流程中的误差，并提升用户工作效率。如今的问题已不再是 “是否需要 LIMS”，而是 “自建还是购买”。

功能完善的 LIMS 可管理从样本获取到结果报告的全流程实验室数据。然而，基因组学及新一代测序（NGS）领域中前所未有的通量、实验复杂性和快速变化，为 LIMS 带来了独特挑战。快节奏的工作周期和不断扩展的工作流程要求 LIMS 能快速便捷地配置，以适配实验室选用的特定仪器。科学程序员和生物信息学家必须能轻松调整系统，以支持不断变化的技术和实验方案。此外，LIMS 还需支持不同类型科研人员开展的迭代式协作工作。

尽管多数科研人员认同 LIMS 的必要性，但许多实验室仍在 “自建” 与 “从合格的实验室信息系统（LIS）/LIMS 供应商处购买” 之间犹豫不决。尽管许多行业的自研系统数量正在增加，但生命科学领域的复杂性使得 LIMS 开发更适合交由知名供应商完成。

本应用说明将聚焦多个实验室在 “购买还是自建 LIMS” 问题上的考量，并阐述指导他们做出决策的 4 个关键原因。

购买更能高效利用资源

生物信息学家的工作具有高度专业性 —— 他们整合多学科的专业知识与技能，帮助他人理解生物数据。同样，实验室雇佣的科学程序员也具备特定技能。尽管生物信息学家和程序员擅长身兼数职，或许也乐于接受自建 LIMS 的挑战，但他们的时间更应投入到其他工作中，而非样本追踪。

某大型表观基因组学中心在运营的前两年，由于试剂和软件的持续改进，其 Illumina 测序系统数量增长了 15 倍。加之 NGS 项目日益增多，生物信息团队明确意识到需要一套 LIMS 来集中管理基因组学和 NGS 研究工作。

他们最初考虑从零开始自建 LIMS，以确保其能与中心计划使用的定制化下游分析工具兼容。诚然，自建 LIMS 的一大优势是可实现极致定制化，满足每个实验室的特定需求。然而，开发 LIMS 需要投入大量时间、资金和人力资源。该生物信息团队估算，自研方案可能耗费数十人年的工作量和数十万美元的成本。而专属的内部 LIMS 支持与维护成本也会持续累积，增加总拥有成本。他们认为，尽管定制化系统目前能适配实验室需求，但当实验室需求变化时，其灵活性可能不足。

某知名合同研究实验室也面临类似困境。当他们意识到需要 LIMS 时，估算出自建系统的开发和维护将消耗大量资源。最终，这两家实验室都选择了购买 LIMS，且对此决策感到满意。在这两个案例中，生物信息学家均表示，他们更愿意专注于与科学相关的分析工作，而非样本追踪 —— 尤其是在找到合适的 LIMS 之后。而且，当生物信息人员能专注于分析时，数据和结果能更快地送达患者与客户手中。

挪威镭医院（Radium Hospital）的选择路径略有不同，但出于类似原因最终也选择了购买 LIMS。他们最初研究了许多免费软件，认为可以在此基础上进行开发，但最终意识到这项工作需要额外招聘人员。

资源的高效利用不仅体现在 LIMS 的获取阶段。选择合适的 LIMS 后，它还能保护实验室资源：减少样本追踪的时间、降低误差，许多优质 LIMS 还具备监控仪器性能的功能，以充分利用昂贵的试剂。

合适的 LIMS 具备灵活性

上述大型表观基因组学中心最初对供应商提供的 LIMS 持抵触态度。毕竟，他们需要一套足够灵活的 LIMS，既能满足当前需求，也能适应未来多年的发展。该中心需要 LIMS 具备整合能力，内置对其 Illumina 测序系统和 Illumina Infinium 基因分型平台的支持，还需要能连接到用 PERL、Java、R 等多种编程语言编写的定制化分析工具。此外，他们需要一套长期解决方案，能随 NGS 通量的未来增长以及实验室和分析工作流程的频繁变化而扩展。他们曾怀疑现成的 LIMS 能否满足所有这些需求。

最终，该中心选择购买专为基因组学和 NGS 研究设计的商用 LIMS。他们所选的 LIMS 能与 Illumina 等行业领先企业的 NGS 平台无缝整合。短短几个月内，其三台测序仪的数据便通过应用程序接口（API）无缝传入 LIMS，并进入现有的数据分析流程 —— 这与自建 LIMS 可能需要的两年时间形成鲜明对比。该 LIMS 为中心提供了一个基础，使其能够将通量提升至当前水平，包括每周运行 5 台 Illumina 测序系统和处理 2000 个 Illumina Infinium 基因分型样本。

许多实验室选择自建 LIMS 的原因是需要定制化，但如今，全面的应用程序接口（API）和开箱即用的仪器整合功能已让这一理由失去意义。强大的 API 能实现多种功能，从整合上下游工具到自动化常规任务（如液体处理机器人操作或启动流程步骤）。随着许多 API 用户定期发布和分享脚本，形成了丰富的函数库，进一步提升了 API 的价值和实用性。许多实验室认为，优质的 API 能兼顾两方面：既支持与内部系统的定制化整合，又能满足开发人员或生物信息人员在通用平台上进行二次开发的需求 —— 同时还能节省资源。

同样，与 Illumina 等仪器供应商的开箱即用整合功能，打破了 “供应商提供的 LIMS 无法适配实验室现有仪器和工具” 的固有观念。例如，BaseSpace Clarity LIMS 标配近 40 种不同的工作流程，非编程人员也能在用户界面中创建额外的工作流程。与仪器供应商紧密合作的 LIMS 供应商能开发出最佳整合方案，因此比缺乏这类合作关系的供应商更具优势。

可扩展性关乎技术与人员

华盛顿大学西北基因组学中心最初自研 LIMS，因为当时市面上的商用软件无法满足其特殊需求。然而，当需要将 Illumina 测序系统从 3 台扩展到近 20 台时，该中心没有足够时间开发一套能处理扩展后通量的系统。“当时自建似乎是合理的，但我们很快发现开发成本不断累积，” 负责 LIMS 部署的 Mark J. Rieder 博士解释道，“这包括支付开发人员工资，以及人员花在思考整个问题上的时间。LIMS 相关的开销绝不能过多占用科研本身的资源。” 无论实验室选择自建还是购买，LIMS 最终都应能随通量增长而扩展，并以快速周转和高效支持实验室工作。

用户体验至关重要

《哈佛商业评论》指出，由于实施或采用不当，IT 项目的失败率高得惊人 2。“LIMS 无疑也可能面临这种情况，因为这类系统历来存在僵化、难用和不灵活的问题，”Atrium 研究与咨询公司创始人、首席执行官兼首席分析师 Michael Elliott 表示 3。因此，无论自建还是购买，关注 LIMS 的可用性和用户体验都至关重要。

“我们把自研的系统称为‘科学怪人 LIMS（FrankenLIMS）’，” 某实验室经理如此描述他所在的生物技术公司自建的 LIMS，“我们当时没意识到构建和维护这样的系统有多难。结果是，随着科学家重新设计字段、重复使用组件和创建交叉引用，这个系统不断变形和改变。最终，我们反而要围着 LIMS 转，去解决它制造的问题。”

Elliott 表示：“商用系统也可能沦为‘科学怪人 LIMS’，但这种情况正在改变，因为越来越多的 LIMS 供应商开始从用户角度重新思考 LIMS 设计。”

根据 Fred Davis 提出的技术接受模型（TAM），信息系统理论认为，有两个因素会阻碍新技术的采用：感知有用性和实际易用性。一般而言，系统越直观，就越容易被采用，因为用户学习它的时间更少，也不会对其产生负面态度4。这些道理对自建和购买的软件都适用，但商用软件可能比内部开发的软件更具优势。

用户体验已成为技术领域的重要术语，软件供应商现在会雇佣用户体验（UX）工程师或设计师。这些人员深入理解用户，通过评估使用数据来设计能吸引用户并简化用户任务的体验。像 Illumina 这样重视用户体验的供应商，会定期开展用户体验测试，设计反映科学家工作流程的新直观功能。

从用户体验角度开发的软件更易成功被采用，因为它更直观、更易学。让开发人员或生物信息学家自建 LIMS 的实验室可能也意识到了用户体验的重要性，但他们往往没有时间或资源开展全面的用户体验研究。

商用供应商的另一优势是专注于软件开发。他们拥有更完善的流程、更多的测试资源、来自各类客户的反馈以及同行竞争的压力。敏捷开发等软件开发生命周期流程帮助供应商快速开发新功能，并通过优化流程确保这些功能无漏洞。同行竞争也促使他们在开发新功能时追求卓越和速度。

结论

尽管近期媒体报道显示，选择自建 LIMS 的案例有所回升，但总体而言，购买仍是更优选择。像 Illumina 这样的知名 LIMS 供应商，通过与仪器供应商建立紧密合作关系，能够走在科学和技术进步的前沿。与各类客户的合作让他们能够理解并预判客户需求。合适的商用 LIMS 能帮助保护资源，适配实验室当前及未来的特定环境，并提供让实验室人员乐于重复使用的体验。