一个简单而靠谱的HRD的检测方法
求知若渴 没有BUG
背景
生信小灶
卵巢癌是病死率最高的妇科恶性肿瘤，70%的卵巢癌患者就诊时已是临床晚期。近年来，多腺苷二磷酸核糖聚合酶（poly ADP ribose polymerase，PARP）抑制剂的问世为卵巢癌的治疗带来了重大变革，一系列高级别循证医学证据表明在初始治疗或铂敏感复发治疗获得完全缓解（complete response，CR）和部分缓解（partial response，PR）后应用PARP抑制剂可显著延长卵巢癌患者的无进展生存（progression free-survival，PFS）时间，维持治疗已成为卵巢癌治疗的新模式[1]。
BRCA1/2基因这类抑癌基因，在DNA损伤修复、细胞正常生长等方面均具有重要作用。 它们突变可抑制DNA损伤后正常修复能力，引起同源重组缺陷（homologous recombination deficiency，HRD），即BRCA功能缺失或其他同源重组相关基因发生突变或功能缺失，使双链断裂的DNA修复不能通过同源重组修复（homologous recombinantrepair，HRR），最终导致癌变。
生物标志物
HRD可通过同源重组相关基因突变检测和基因瘢痕检测两种方式判断。目前PARP抑制剂临床试验中的HRD检测方法多采用后者，它不仅可以检测BRCA状态，还可以分析基因不稳定状态类型。[1]
多少人会受益呢？
HRD检测可以使PARP抑制剂敏感人群从占20%左右的BRCA突变人群扩大到占50%左右的HRD阳性人群。[1]
如何检测呢？
Myriad Genetics myChoice® HRD检测主要针对基因组不稳定状态的3项指标在肿瘤样本中出现的数量进行综合评分，即LOH、端粒等位基因不平衡（telomeric allelic imbalance，TAI）、大片段迁移（large-scale transition，LST）。若分值≥42分或BRCA1/2突变，则定义为HRD阳性；若分值＜42分，且BRCA为野生型，则定义为HRD阴性。
这种方法也是国际上检测HRD较为成熟的方法之一。相比于使用HRD相关的panel，通过突变计算得分，它更容易标准化，尽管无法反应出表观遗传层面的改变，有一定的假阴性。由于容易实现，可以和一些全基因组外显子检测的手段结合。如果你的病人已经有了全外的数据，那就不妨来看一下了。
工具
scarHRD是一个R包，它可以使用NGS（WGS、WES）的数据，来评估LOH、LST及TAI。对了，它走的就是Myriad Genetics myChoice平台的路子。接下来，再介绍一下它如何安装及使用吧 。地址：（https://github.com/sztup/scarHRD）
01
安装
网络极佳用户
library(devtools)install_github('sztup/scarHRD',build_vignettes = TRUE)
如果你的网络极好的话，直接安装就可以了……
网络不佳用户
library(devtools)install("/path/scarHRD-master/")
如果你的网络或者运气和我一样的话，那么只能想想辙，从github上下载源码，把zip包解压到服务器上，按上面的示例，编译你的解压目录吧。
Tips
上面这个就是一种R包的离线安装方式，妈妈再也不担心我404了。
02
输入
输入文件
scarHRD的输入文件就是另外一个R包Sequenza的中间输出“*small.seqz.gz”文件，如果你有这个R包的经验的话，那么一切将会非常轻松。
如果没有的话，先跑上比对，把sort和dedup的bam文件跑出来，同时去看Sequenza的说明吧。
如果连比对也不会跑的话，可以关注一下我的公众号，将来有些资源也可以推送给你。
03
运行
命令
#R中运行
library("scarHRD")scar_score("/pathto/test1.small.seqz.gz",reference = "grch38", seqz=TRUE)
Tips
1）reference可以是“grch38”或者“grch37”
2）如果你的比对参考序列是“1”、“2”，“3”这种格式，记得处理一下small.seqz.gz文件，把染色体ID改成“chr1”、“chr2”、“chr3”，这种格式，否则会报错。
结果说明
## Determining HRD-LOH, LST, TAI## HRD Telomeric AI LST HRD-sum## [1,] 25 35 33 93
在R中看到这么一段，恭喜你，成功了。
和指南一样，42分及以上为阳性HRD，前面三个数是三个子项得分。不加权求和，最后一个数字就是总分。
04
软件评价
我瞎掰的
从相关的参考文献上来看，这种方法能较好的识别出HRD的数据。TCGA数据中，95%的HRD肿瘤患者得分在42以上。HRD肿瘤患者的得分，下四分位为55。整体表现很优秀了。
我自己也跑了几个数据，其中预期为HRD阳性的患者远高于阈值，而几个对照病人的分数都不太高，区别度还是蛮好的……肉眼大数据系列
参考文献：
[1] 卵巢癌PARP抑制剂临床应用指南
[2] Patterns of genomic loss of heterozygositypredict homologous recombination repair defects in epithelial ovarian cancer.
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