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22个分析 Skill · Codar 生信插件

肿瘤基因组学 AI 分析

肿瘤基因组学关注肿瘤细胞获得的体细胞变异及其演化过程,典型数据是肿瘤-正常配对的 WES、WGS 和靶向 panel,以及 TCGA 等公共队列。Codar 的这个插件覆盖体细胞突变检测、驱动基因解读、TMB、MSI、HRD、突变特征、拷贝数与焦点扩增、肿瘤纯度和克隆进化分析。

肿瘤基因组学能回答哪些研究问题

  • 这组肿瘤样本中有哪些体细胞驱动突变?
  • 样本的 TMB 有多高,是否存在 MSI 或 HRD?
  • 肿瘤的主要突变特征是什么,与吸烟或 APOBEC 有关吗?
  • 肿瘤由几个亚克隆组成,复发灶来自哪个克隆?
  • 某个基因在 TCGA 队列中的突变频率和预后关联如何?

肿瘤基因组学分析流程

  1. 1

    质控与比对

    肿瘤和正常样本分别质控、比对和去重,并核对配对样本身份,避免样本混淆。

  2. 2

    体细胞变异检测

    有配对正常样本时做配对检测;没有时用单样本模式,并借助人群数据库和正常样本库过滤胚系变异。

  3. 3

    纯度与拷贝数

    估计肿瘤纯度和倍性,识别拷贝数改变、焦点扩增和全基因组加倍;纯度过低会影响后面所有结果。

  4. 4

    标志物计算

    计算 TMB、MSI 和 HRD 评分;panel 与 WES 的 TMB 口径不同,比较时要说明换算方法。

  5. 5

    特征与演化

    提取突变特征,推断亚克隆结构和进化关系,判断驱动事件发生的先后顺序。

  6. 6

    可视化与解读

    绘制瀑布图、棒棒糖图和拷贝数图谱,结合公共队列和证据数据库解读驱动基因。

常用方法与怎么选

Mutect2 与 Strelka2

Mutect2 是 GATK 中常用的体细胞 SNV/Indel 检测工具,支持配对和单样本模式,可配合正常样本库(PoN)过滤;Strelka2 较快,多用于配对检测。多工具取交集能提高特异性,但会丢掉部分低频变异。

ASCAT、FACETS 与 CNVkit

ASCAT 和 FACETS 利用 B 等位基因频率和深度比,同时估计纯度、倍性和等位基因特异拷贝数;CNVkit 常用于 WES 和靶向 panel 的拷贝数检测。低纯度样本的拷贝数结果要谨慎解读。

SigProfiler 与 COSMIC 突变特征

突变特征分析通常把 SNV 按三核苷酸背景归为 96 类,再用 SigProfiler 等工具从头提取,或拟合到 COSMIC 特征库,可提示吸烟、紫外线、APOBEC、错配修复缺陷等突变过程。突变数太少时拟合不稳定。

PyClone 等克隆结构推断

克隆分析利用变异等位基因频率,结合纯度和拷贝数校正,把突变聚类为克隆和亚克隆群体;多区域或多时间点样本可进一步构建进化树。仅凭单个样本推断亚克隆数量,不确定性较大。

需要准备的数据

  • 肿瘤与配对正常样本的 FASTQ 或 BAM
  • WES 或 panel 的捕获区域 BED 文件
  • 已有的体细胞突变 VCF 或 MAF 文件
  • 癌种、分期、生存随访等临床信息
  • 需要对照的公共队列,如 TCGA 某癌种

能得到的结果

  • 过滤注释后的体细胞突变 MAF/VCF
  • TMB、MSI 状态与 HRD 评分
  • 突变特征谱及各特征贡献比例
  • 拷贝数图谱、纯度、倍性与焦点扩增区域
  • 克隆结构与肿瘤进化树
  • 瀑布图、棒棒糖图等突变图谱

肿瘤基因组学插件包含的分析能力

共 22 项。启用插件后,Codar 会按任务自动选用,不需要逐个记住名称。

  • 肿瘤克隆结构与进化
  • 体细胞变异临床解读与驱动基因分析
  • HRD评分与解释
  • 肿瘤纯度与瘤内异质性
  • MSI检测与解释
  • 肿瘤突变特征分析
  • 肿瘤-正常配对体细胞变异检测
  • 亚克隆拷贝数与全基因组加倍分析
  • TMB计算与平台换算
  • 肿瘤拷贝数变异与驱动事件
  • 焦点扩增与ecDNA分析
  • 癌症公共队列分析
  • 肿瘤单样本体细胞变异检测
  • 癌症基因依赖性分析
  • 肿瘤变异图谱可视化

nf-core 标准流程(7 个)

  • nf-core-circdna流程
  • nf-core-oncoanalyser流程
  • nf-core-pacsomatic流程
  • nf-core-rnadnavar流程
  • nf-core-tumourevo流程
  • nf-core-variantprioritization流程
  • nf-core-viralintegration流程

在 Codar 里怎么用

  1. 1

    切换到生信模式

    在 Codar 左上角选择 Codar 生信。

  2. 2

    启用「肿瘤基因组学」

    在插件页找到「肿瘤基因组学」,安装或启用。

  3. 3

    描述研究问题

    用一句话写清数据和目标,确认分析方案后开始执行。

可以这样提问
帮我对这组肿瘤-正常配对 WES 数据做体细胞突变检测,计算 TMB 和突变特征,并画出突变图谱。

肿瘤基因组学常见问题

没有配对正常样本能做体细胞突变检测吗?

可以,但更难区分体细胞变异和罕见胚系变异。常见做法是用单样本模式,结合 gnomAD 等人群频率数据库和正常样本库过滤,并在结果中说明可能残留部分胚系变异。

WES 和靶向 panel 算出的 TMB 能直接比较吗?

通常不能。panel 覆盖区域小,各家计入的变异类型和过滤规则也不同,与 WES 的 TMB 存在系统差异。比较前要统一计算口径或做平台换算,并注明阈值来源。这类分析用于科研,不作为免疫治疗的用药依据。

肿瘤纯度低会影响哪些分析?

纯度低时体细胞变异的等位基因频率下降,低频突变容易漏检,拷贝数信号被正常细胞稀释,克隆结构推断也更不稳定。通常先评估纯度,对低纯度样本提高测序深度,或在解读时更保守。

相关实践案例

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