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23个分析 Skill · Codar 生信插件

免疫组学 AI 分析

免疫组学关注免疫细胞的组成、状态和抗原识别,常见数据包括肿瘤 RNA-seq、TCR/BCR 测序、HLA 分型数据以及高维流式和 CyTOF。这个插件在 Codar 里覆盖免疫浸润与评分、免疫受体库与克隆追踪、HLA 分型、肽-MHC 结合与抗原预测、疗效预测和流式聚类门控,结果仅用于科研,不替代临床诊断或用药决策。

免疫组学能回答哪些研究问题

  • 肿瘤微环境中各类免疫细胞的比例在两组间有何不同?
  • 免疫治疗应答者和非应答者的免疫评分是否有差异?
  • 治疗前后哪些 T 细胞克隆发生了扩增?
  • 患者的突变肽段中哪些可能被其 HLA 分子呈递?
  • CyTOF 数据中哪些细胞亚群在处理后比例发生变化?

免疫组学分析流程

  1. 1

    确认数据类型

    区分表达矩阵、受体库测序、HLA 相关数据或 FCS 文件,并整理分组、时间点和治疗应答信息。

  2. 2

    预处理与质控

    表达数据统一基因 ID 和标准化;流式和 CyTOF 需做补偿或归一化、去除双联体和死细胞。

  3. 3

    核心分析

    按问题估计免疫浸润、重建受体克隆型、做 HLA 分型与肽-MHC 预测,或对细胞聚类和门控。

  4. 4

    组间比较

    比较不同组的细胞比例、克隆多样性或免疫评分,注意样本量和多重检验校正。

  5. 5

    整理与汇报

    输出比例表、多样性指标、候选表位列表、图表、报告和可复现脚本。

常用方法与怎么选

CIBERSORT、xCell、MCP-counter 与 ESTIMATE

都从 bulk 表达数据估计免疫浸润。CIBERSORT 反卷积得到细胞相对比例;xCell、MCP-counter 给出得分,适合同一细胞类型跨样本比较;ESTIMATE 给出整体免疫和基质评分。关键结论宜多方法互证。

MiXCR、TRUST4 与 Immcantation

MiXCR 从受体库测序或 RNA-seq 中组装 CDR3、识别克隆型;TRUST4 擅长从普通 RNA-seq 提取受体序列;Immcantation 侧重 BCR 克隆划分和谱系树。多样性常用 Shannon 熵。

OptiType、arcasHLA 与 NetMHCpan

OptiType 和 arcasHLA 从测序数据推断 HLA 型别,后者针对 RNA-seq。NetMHCpan 预测肽-HLA 结合,常以 %Rank <0.5% 为强结合、<2% 为弱结合。新抗原筛选还需看表达量。

FlowSOM、PhenoGraph 与 diffcyt

高维流式和 CyTOF 常用的无监督分析。FlowSOM 速度快,适合先过聚类再合并;PhenoGraph 基于近邻图做社区检测;diffcyt 检验亚群比例和标志物表达的组间差异。亚群身份需按标志物表达人工确认。

需要准备的数据

  • 肿瘤或组织 bulk RNA-seq 表达矩阵
  • TCR/BCR 测序 FASTQ 或克隆型表格
  • 体细胞突变列表或 HLA 分型结果
  • 流式或 CyTOF 的 FCS 文件及面板信息
  • 样本信息:分组、时间点、治疗应答

能得到的结果

  • 各样本免疫细胞比例或得分矩阵
  • 免疫评分与检查点基因的关联图
  • 克隆型表、多样性指标和克隆追踪图
  • HLA 型别与候选表位排序表
  • 流式细胞亚群聚类与差异丰度结果
  • 分析报告和可复现脚本

免疫组学插件包含的分析能力

共 23 项。启用插件后,Codar 会按任务自动选用,不需要逐个记住名称。

  • CyTOF归一化与双联体去除
  • 高维流式细胞聚类与表型鉴定
  • BCR抗体谱系重建
  • 免疫受体库多样性与克隆追踪
  • 免疫浸润综合分析
  • HLA与KIR分型
  • 免疫评分与检查点关联
  • TCR与BCR免疫受体库分析
  • 免疫治疗疗效预测
  • 肿瘤抗原与表位预测
  • FCS数据质量控制与转换
  • TCR与BCR抗原特异性预测
  • 流式细胞差异丰度与状态分析
  • 抗体工程与可开发性评估
  • 流式细胞术门控分析
  • 疫苗表位与人群HLA覆盖设计
  • 肽-MHC结合与呈递预测

nf-core 标准流程(6 个)

  • nf-core-abotyper流程
  • nf-core-airrflow流程
  • nf-core-epitopeprediction流程
  • nf-core-hlatyping流程
  • nf-core-metapep流程
  • nf-core-mhcquant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「免疫组学」

    在插件页找到「免疫组学」,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
帮我用这份肿瘤 RNA-seq 表达矩阵估计免疫细胞浸润,并比较应答组和非应答组的免疫评分。

免疫组学常见问题

CIBERSORT 和 xCell 的免疫浸润结果为什么不一致?

两者原理不同:CIBERSORT 用参考矩阵做反卷积,得到细胞间可比的相对比例;xCell 计算富集得分,适合同一细胞类型跨样本比较,不同细胞类型的分数不宜直接比大小。参考矩阵和组织类型也会影响结果,应看多种方法的一致趋势。

bulk TCR 测序和单细胞 TCR 测序有什么区别?

bulk TCR 测序测量量大,能较好估计克隆多样性和追踪低频克隆,但通常无法知道 α、β 链配对和细胞表型。单细胞 TCR 测序可获得配对链,并能结合同一细胞的转录组判断克隆所处状态,但捕获细胞数有限,对稀有克隆的覆盖较弱。

用预测工具筛出的新抗原可以直接用于治疗吗?

不可以。HLA 结合预测和疗效预测都只是计算层面的候选排序,结合力强不代表一定被呈递或能引起 T 细胞应答。这类结果属于科研分析,用于缩小实验验证范围,进入疫苗设计或临床用药前需要质谱呈递验证、免疫原性实验和正规临床流程。

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