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方法与工具Nature Methods · 分析工具开发与验证

AmpliconSuite：分析癌症基因组局灶性扩增的端到端工作流

AmpliconSuite: an end-to-end workflow for analyzing focal amplifications in cancer genomes

一句话提出 AmpliconSuite，从癌症全基因组测序中识别 ecDNA 等局灶性扩增模式。

研究问题

如何从癌症全基因组测序数据中识别并分类局灶性扩增模式，尤其是 ecDNA 结构？这些分析能否揭示泛癌种样本中癌基因共同扩增的偏好？

数据与样本

验证涉及 72 个模型中通过中期荧光原位杂交检测的 175 个基因。泛癌种分析使用 6,506 份患者样本的全基因组测序数据；AmpliconRepository 公开托管了 >15,000 份样本的分析结果。

分析流程

  1. 1识别扩增模式：使用 AmpliconSuite 分析癌症全基因组测序数据，识别 ecDNA、断裂–融合–桥及其他局灶性扩增模式。
  2. 2分类 ecDNA 结构：通过 ecContext 模块对 ecDNA 结构进行分类，以研究其形成机制。
  3. 3验证预测结果：在 72 个模型中，利用中期荧光原位杂交检测的 175 个基因开展验证。
  4. 4分析泛癌种样本：对 6,506 份患者样本进行分析，研究 ecDNA 介导的癌基因共同扩增偏好。
  5. 5共享分析结果：建立允许社区贡献的 AmpliconRepository，支持研究公开托管的 >15,000 份样本结果。

关键方法与工具

AmpliconSuite
识别局灶性扩增模式
ecContext
分类 ecDNA 结构
metaphase fluorescence in situ hybridization
验证基因扩增预测
AmpliconRepository
共享与研究样本分析结果

设计思路

研究将全基因组测序中的扩增模式识别与 ecDNA 结构分类衔接，再通过中期荧光原位杂交检测开展验证。随后在泛癌种患者样本中应用该工具，研究癌基因共同扩增偏好，将方法验证与生物学应用结合。

主要发现

  • AmpliconSuite 可识别 ecDNA、断裂–融合–桥及其他扩增模式，ecContext 可对 ecDNA 结构进行分类。
  • 在 72 个模型中针对 175 个经中期荧光原位杂交检测的基因开展验证，结果表明预测准确。
  • 对 6,506 份泛癌种患者样本的分析揭示了 ecDNA 介导的癌基因共同扩增偏好。
  • AmpliconRepository 支持社区贡献，并可用于研究公开托管的 >15,000 份样本结果。

可借鉴之处

  • 开展基因组结构分析工具研究时，可借鉴本文以中期荧光原位杂交检测结果验证计算预测的做法。
  • 研究扩增异质性时，可先区分扩增模式，再对 ecDNA 结构分类，进而分析癌基因共同扩增偏好。
  • 可借鉴本文将分析工具与社区可贡献的结果平台配套建设的方式，支持跨样本结果研究与共享。

数据与代码

研究创建了允许社区贡献的 AmpliconRepository，公开托管 >15,000 份样本的分析结果；摘要未提供平台网址或代码仓库。

摘要（中文翻译）

我们在此介绍 AmpliconSuite，这是一套利用癌症全基因组测序进行局灶性扩增分析的工具集，可识别染色体外 DNA（ecDNA）、断裂–融合–桥及其他扩增模式。其 ecContext 模块对 ecDNA 结构进行分类，以理解其形成机制。在 72 个模型中，针对通过中期荧光原位杂交检测的 175 个基因开展的验证表明，预测准确。对 6,506 份泛癌种患者样本的分析揭示了 ecDNA 介导的癌基因共同扩增偏好。为促进数据共享的普及，我们创建了 AmpliconRepository，这是一个允许社区贡献的平台，可用于研究公开托管的 >15,000 份样本的结果。

英文原文摘要

Here we present AmpliconSuite, a toolkit for focal amplification analysis from cancer whole-genome sequencing that identifies extrachromosomal DNA (ecDNA), breakage–fusion–bridges and other amplification modes. Its ecContext module categorizes ecDNA structures to understand formation mechanisms. Validation across 175 metaphase fluorescence in situ hybridization-probed genes in 72 models demonstrated accurate predictions. Analysis of 6,506 patient pan-cancer samples revealed ecDNA-mediated oncogene co-amplification preferences. To democratize data sharing, we created AmpliconRepository, a community-contributable platform, enabling investigation of results across >15,000 publicly hosted samples.

摘要来自 Crossref。翻译与解读由模型根据摘要生成，可能有误，不构成诊疗建议；数据以原文为准，版权归原出版方所有。