cBioportal使用GISTIC汇总TCGA CNV结果的方法

Somatic CNV 分析工具目前已经有多种了。目前常见有 GATK4 CNV、FACETS、Sequenza,ASCAT等。使用GISTIC工具可以寻找多个样品中,发生CNV的Fragments。

GISTIC默认输出all_lesions.conf_*.txtamp_genes.conf_*.txtdel_genes.conf_*.txt等文件。这些文件可以被maftools读取并进行后续分析。然而,无数人被误导,以为导入这批数据后,得到的基因既是CNV基因。我自己在分析一批突变数据后,跟cBioportal上TCGA结果进行比较,最终发现先前对GISTIC输出的结果理解有误,并找到了GISTIC CNV基因汇总结果的正确打开方式。

cBioportal是这样展示CNA基因的

在cBioportal中,落入“all_lesions” 区间的基因,被视为“Driven CNA Genes”。例如在肺鳞癌的TCGA数据中:

注意基因右侧加圈的G,这些基因就说GISTIC的到的拷贝数变异显著区间内的基因。然而,若用这些区间内的基因并不能直接视为CNV变化的全部基因。例如,在该数据集中,肺鳞癌常见的PIK3CA扩增,就没有在CNV Peak中,但PIK3CA扩增在该组数据集中出现频率颇高。

cBioportal处理TCGA数据时,是这样判定CNV结果的:

For TCGA studies, the table in allthresholded.bygenes.txt (which is the part of the GISTIC output that is used to determine the copy-number status of each gene in each sample in cBioPortal) is obtained by applying both low- and high-level thresholds to to the gene copy levels of all the samples.

让GISTIC输出CNA基因列表

然而,GISTIC默认情况下并不会输出这个结果!我们需要添加额外的参数-savegene 1,让需要的结果输出出来,例如下面的代码:

gistic2 -b OutDir -seg Input.seg -refgene hg19.mat -conf 0.9 -savegene 1

上述命令运行完,在输出文件夹OutDir中,相对默认参数,会多出4个_data_by_genes.txt的文本。其中all_thresholded.by_genes.txt就是我们需要的结果。而cBioportal的说明也讲的很明确:

  • -2 or Deep Deletion indicates a deep loss, possibly a homozygous deletion
  • -1 or Shallow Deletion indicates a shallow loss, possibley a heterozygous deletion
  • 0 is diploid
  • 1 or Gain indicates a low-level gain (a few additional copies, often broad)
  • 2 or Amplification indicate a high-level amplification (more copies, often focal)

而核查TCGA CNV的原始数据和cBioportal上展示的CNV结果,cBioportal仅仅考虑了2-2两种情况。

将CNA基因汇总结果导入maftools

拿到GISTIC的拷贝数变异的数据后,使用下面的示例代码,将拷贝数汇总结果导入maftools:

library(maftools)

CNA = readr::read_delim("OutDir/all_thresholded.by_genes.txt","\t")
Genes = CNA$`Gene Symbol`
CNA = CNA[,-2];CNA = CNA[,-2] # GISTIC输出的CNV表中会包含GI号和基因所在的cytoband,这两列不需要
CNA = reshape2::melt(CNA,id=c('Gene Symbol'),value.name = 'CN')
colnames(CNA) = c('Gene','Sample_name','CN')
CNA = CNA[CNA$CN != 0,] 
CNA = CNA[CNA$CN != 1,] #  low-level gain 和 shallow loss的情况,酌情考虑
CNA = CNA[CNA$CN != -1,] # 我们的例子中仅考虑2与-2的情况
CN = rep('Amp',nrow(CNA))
CN[CNA$CN<0]='Del'
CNA$CN = CN

laml = read.maf(maf = "Input.maf",
                clinicalData = "Input.clinic.txt",
                cnTable = CNA)

oncoplot(maf = laml)

此时,导入maftools的突变结果将与cBioportal网站上一致了。最终得到的Oncoprint如下所示:

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