CNVkit call CNV

最近在做CNV项目,整理一下用CNVkit call CNV的 pipeline

1.软件下载和安装

首先cnvkit是根据python写的,所以首先需要安装python。cnvkit推荐安装python 3.5以上,但这里最好安装3.9以上版本的,具体原因之后再讲。

这里我们使用conda创建一个call cnv的环境取名cnvkit,然后安装python 3.9

conda create -n cnvkit

conda install python==3.9

然后我们根据官网(https://github.com/etal/cnvkit)用conda或者pip安装cnvkit,这里推荐使用pip安装cnvkit 0.9.9,因为用conda安装会自动安装0.9.7不是最新版,不是最新版会导致后面的使用一些命令使用不了

这里推荐pip使用下面代码中的镜像,非常快

pip install cnvkit==0.9.9 -i https://mirrors.aliyun.com/pypi/simple/

2 call cnv

安装好了之后就可以根据cnvkit官网(https://cnvkit.readthedocs.io/en/stable/quickstart.html)进行cnv calling。

这里着重介绍几个参数。

首先是batch指令,它集成了一套call cnv的pipeline。

cnvkit.py batch *.bam -r my_reference.cnn -p 8

等价于:

# batch指令第一步会根据提供的reference genome生成一个bed文件,# 也就是后面的bam文件可比对的区域,因为在全基因组范围内存在非常多的N碱基,# 这样避开这些碱基区域提高call的效率(相当于access)。# 此外,如果你是WES数据,还可以根据-t提供你想检测的区域,如果是WGS则不需要。cnvkit.py access hg19.fa -o access.hg19.bedcnvkit.py autobin *.bam -t baits.bed -g access.hg19.bed[--annotate refFlat.txt --short-names]# 如果提供了-t的target.bed,则会计算每个样本的覆盖率cnvkit.py coverage Sample.bam baits.target.bed -o Sample.targetcoverage.cnncnvkit.py coverage Sample.bam baits.antitarget.bed -o Sample.antitargetcoverage.cnn# 下一步,根据提供的所有normal样本生成一个normal基线数据cnvkit.py reference *Normal.{,anti}targetcoverage.cnn --fasta hg19.fa -o my_reference.cnn# 对于每个tumor样本,根据所有normal样本生成的基线作为reference call cnvcnvkit.py fix Sample.targetcoverage.cnn Sample.antitargetcoverage.cnn my_reference.cnn -o Sample.cnrcnvkit.py segment Sample.cnr -o Sample.cns

这里不会生成normal样本的.cnr和.cns数据,所以如果你需要在图表展示normal和tumor的对比,可以把每个sample都进行call cnv,因为只要提供了reference.fa也就是参考基因组,cnvkit会根据reference.fa对每一个sample生成一个基线。

之后就可以根据官网的绘图命令进行绘图,具体可以参考官网Plots and graphics

cnvkit.py scatter -h

cnvkit.py diagram -h

cnvkit.py heatmap -h

3 debug

细数我在call cnv中碰到的bug

a: 在结果.cnr中默认生成的是5000bp的bin size,如果想改变这个范围,可以在batch用--target-avg-size number进行设置。

b: 在step-by-step call cnv的过程中,合并bin程segment的时候,在官网说可以用cnvkit.py segment -m进行指定,但是这明显和前面的-m wgs,也就是指定测序方式为全基因组测序冲突。并且在cnvkit 0.9.7版本的batch中没有找到这个指令。但是我在cnvkit的开发者回答中,发现他明确指出过在batch的命令中可以用-s hmm指定合并bin的方法。

那为什么我用cnvkit.py batch -h没有找到这个参数呢,我立刻反应过了,是我用conda安装的cnvkit版本太低了,所以我用pip安装,即使pip不指定版本号,它也会自动安装最新版本的。

c: python为什么一定要3.9以上

根据官网的解释,在使用hmm法合并bin的时候,需要python的pomegranate包。但是我在安装的时候提醒pomegranate包依赖numpy 1.20.1以上,而当前(我当时使用的是python 3.6)环境下numpy最高的版本为1.19.0。

生信小菜鸟,相互学习!

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