Der Leipzig Health Atlas

The need to manage research data is recognised by the research community - sponsors, legislators, publishers expect and encourage good scientific practice, which not only includes archiving, but also the availability of research data and results in line with FAIR principles. The publication gives a brief overview of the Leipzig Health Atlas (LHA), which is a project for the presentation and exchange of a wide range of publications, (bio) medical data (e.g. clinical, epidemiological, molecular), models and tools e.g. for risk assessment in health research.

Die Notwendigkeit des Managements von Forschungsdaten ist von der Forschungscommunity erkannt – Sponsoren, Gesetzgeber, Verlage erwarten und fördern die Einhaltung der guten wissenschaftlichen Praxis, was nicht nur die Archivierung umfasst, sondern auch die Verfügbarkeit von Forschungsdaten- und ergebnissen im Sinne der FAIR-Prinzipien. Der Leipzig Health Atlas (LHA) ist ein Projekt zur Präsentation und zum Austausch eines breiten Spektrums von Publikationen, (bio) medizinischen Daten (z.B. klinisch, epidemiologisch, molekular), Modellen und Tools z.B. zur Risikoberechnung in der Gesundheitsforschung. Die Verbundpartner decken hierbei einen breiten Bereich wissenschaftlicher Disziplinen ab, beginnend von medizinischer Systembiologie über klinische und epidemiologische Forschung bis zu ontologischer und dynamischer Modellierung. Derzeit sind 18 Forschungskonsortien beteiligt (u.a. zu den Domänen Lymphome, Gliome, Sepsis, Erblicher Darm- und Brustkrebs), die Daten aus klinischen Studien, Patientenkohorten, epidemiologischen Kohorten, teilweise mit umfangreichen molekularen und genetischen Profilen, sammeln. Die Modellierung umfasst algorithmische Phänotypklassifizierung, Risikovorhersage und Krankheitsdynamik. Wir konnten in einer ersten Entwicklungsphase zeigen, dass unsere webbasierte Plattform geeignet ist, um (1) Methoden zur Verfügung zu stellen, um individuelle Patientendaten aus Publikationen für eine Weiternutzung zugänglich zu machen, (2) algorithmische Werkzeuge zur Phänotypisierung und Risikoprofilerstellung zu präsentieren, (3) Werkzeuge zur Durchführung dynamischer Krankheits- und Therapiemodelle interaktiv verfügbar zu machen und (4) strukturierte Metadaten zu quantitativen und qualitativen Merkmalen bereit zu stellen. Die semantische Datenintegration liefert hierzu die Technologien (Ontologien und Datamining Werkzeuge) für die (semantische) Datenintegration und Wissensanreicherung. Darüber hinaus stellt sie Werkzeuge zur Verknüpfung eigener Daten, Analyseergebnisse, öffentlich zugänglicher Daten- und Metadaten-Repositorien sowie zur Verdichtung komplexer Daten zur Verfügung. Eine Arbeitsgruppe zur Applikationsentwicklung und –validierung entwickelt innovative paradigmatische Anwendungen für (1) die klinische Entscheidungsfindung für Krebsstudien, die genetische Beratung, für Risikovorhersagemodelle sowie Gewebe- und Krankheitsmodelle und (2) Anwendungen (sog. Apps), die sich auf die Charakterisierung neuer Phänotypen (z.B. ‚omics‘-Merkmale, Körpertypen, Referenzwerte) aus epidemiologischen Studien konzentrieren. Diese Anwendungen werden gemeinsam mit klinischen Experten, Genetikern, Systembiologen, Biometrikern und Bioinformatikern spezifiziert. Der LHA stellt Integrationstechnologie bereit und implementiert die Anwendungen für die User Communities unter Verwendung verschiedener Präsentationswerkzeuge bzw. Technologien (z.B. R-Shiny, i2b2, Kubernetes, SEEK). Dazu ist es erforderlich, die Daten und Metadaten vor dem Hochladen zu kuratieren, Erlaubnisse der Datenbesitzer einzuholen, die erforderlichen Datenschutzkriterien zu berücksichtigen und semantische Annotationen zu überprüfen. Zudem werden die zugelieferten Modellalgorithmen in einer qualitätsgesicherten Weise aufbereitet und, soweit anwendbar, online interaktiv zur Verfügung gestellt. Der LHA richtet sich insbesondere an die Zielgruppen Kliniker, Epidemiologen, Molekulargenetiker, Humangenetiker, Pathologen, Biostatistiker und Modellierer ist aber unter www.healthatlas.de öffentlich zugänglich – aus rechtlichen Gründen erfordert der Zugriff auf bestimmte Applikationen und Datensätze zusätzliche Autorisierung. Das Projekt wird über das BMBF Programm i:DSem (Integrative Datensemantik für die Systemmedizin, Förderkennzeichen 031L0026) gefördert.