2. 疾病与靶点数据来源
疾病靶点关联分析的第一步不是建模,而是把“疾病—基因/靶点”的证据从权威数据库中取出来,并理解每条记录背后的证据类型。不同数据库回答的是不同问题:OMIM 回答“这个基因的致病变异是否会导致该遗传病”,ClinVar 回答“这个变异被临床实验室判读为致病还是良性”,GWAS Catalog 回答“这个位点在人群关联研究中是否与性状显著相关”,DisGeNET 与 Open Targets 则把多种证据整合成可计算的关联分数。若把它们的字段混为一谈,后续打分就会把“孟德尔遗传证据”和“人群统计关联”错误地等权相加。
五个核心库的定位与关键字段
OMIM 以孟德尔遗传病为核心,采用六位数字 MIM 编号区分表型(如 114480 对应乳腺癌易感)与基因(如 BRCA1 为 113705)。其条目中的“Gene Map Locus”“Phenotype Map”以及 Allelic Variants 表是提取疾病—基因关系的直接来源。OMIM 更新频繁,官方提供 omim.txt、morbidmap.txt 等文本下载,但完整使用需遵守其许可协议,通常通过 API Key 访问。
ClinVar 以变异为中心,字段包括 Variation ID、RCV/SCV 记录、临床意义(Pathogenic、Likely pathogenic、Uncertain significance、Benign 等)、审查状态(review status,如 criteria provided、multiple submitters)和提交者。它不直接给出“疾病—基因”关系,而是通过变异所在的基因与条件(Condition)间接建立联系。ClinVar 每月发布 VCV 与 variant_summary.txt,适合用 GRCh38 坐标做本地化。
GWAS Catalog 记录全基因组关联研究的显著位点,核心字段有 Study Accession(GCST…)、风险等位基因、效应值 beta、OR、p 值、样本量与祖先人群。它给出的是统计关联而非因果,且同一性状可能对应多个研究。下载入口为 gwas-catalog-downloads,主文件包含 associations 与 studies 两张表,需按 EFO 性状本体映射到疾病。
DisGeNET 将文献、OMIM、ClinVar、GWAS 等证据整合为 gene-disease association,字段包括 disease ID(UMLS CUI)、gene ID、score(0–1)、EI(Evidence Index)与证据来源。其优势是覆盖广、可直接排序,但需注意版本差异,v7 之后部分数据改为商业授权。
Open Targets 以靶点为中心,提供 target–disease association 的总体分数,并拆分为 genetic association、somatic mutation、known drug、expression、literature 等证据类型。其 Platform 提供 GraphQL API 与 FTP 下载(如 target、disease、evidence 的 parquet 文件),字段中 datatypeId 与 score 是筛选高置信关联的关键。
版本与获取方式:把“可复现”写进流程
数据库版本直接决定结果能否复现。OMIM 以更新日期标识,ClinVar 用发布日期(如 2024-06 的 variant_summary),GWAS Catalog 有下载日期与 release 号,DisGeNET 以 v 号区分(v7.0 与 v23 字段和授权不同),Open Targets 以 release 号(如 24.09)发布。工程上应在关联表中固定三列:source_db、source_version、download_date,否则半年后重跑会得到不同靶点排序。
获取方式分三类:一是文件下载,适合批量分析,如 ClinVar 的 variant_summary.txt、GWAS Catalog 的 associations.tsv、Open Targets 的 parquet;二是 API 查询,适合按需取数,如 Open Targets GraphQL、OMIM API、DisGeNET API;三是网页导出,适合小规模核对。生产流程建议以文件下载为主、API 为辅,并把原始文件按版本归档。
实操示例:从五个库取乳腺癌相关靶点
以“breast carcinoma”为例,先做 ID 映射:OMIM 用 114480,DisGeNET 用 UMLS CUI C0006142,GWAS Catalog 用 EFO_0000305,Open Targets 用 EFO_0000305,ClinVar 用 Condition 中的“Breast cancer”。随后分别取数:OMIM 从 morbidmap 中筛出该 MIM 对应的基因;ClinVar 筛出 clinical significance 为 Pathogenic/Likely pathogenic 且 review status 较高的记录,取其基因;GWAS Catalog 筛出 p < 5e-8 的关联,取风险等位基因所在基因;DisGeNET 取 score ≥ 0.3 的关联;Open Targets 取 datatypeId 为 genetic_association 且 score ≥ 0.5 的靶点。
合并时以 HGNC 基因符号为主键,保留每条记录的来源与证据类型,得到如下结构的关联表:
| gene_symbol | source_db | source_version | evidence_type | score_or_p |
|---|---|---|---|---|
| BRCA1 | OMIM | 2024-05 | Mendelian | — |
| BRCA1 | ClinVar | 2024-06 | Pathogenic variant | review 2★ |
| FGFR2 | GWAS Catalog | 2024-04 | GWAS hit | p=3.2e-15 |
| ESR1 | DisGeNET | v23 | Integrated | 0.62 |
| ERBB2 | Open Targets | 24.09 | genetic_association | 0.71 |
source_count 列,统计该基因被几个独立库支持,作为后续排序的辅助依据。字段对齐中的常见坑
第一,基因标识不统一:OMIM 用 Approved Gene Symbol,GWAS Catalog 可能给出 reported gene 与 mapped gene 两列,应优先使用 mapped gene。第二,坐标版本不一致:ClinVar 同时提供 GRCh37 与 GRCh38,必须与后续变异注释版本一致。第三,疾病本体不统一:OMIM 用 MIM,DisGeNET 用 UMLS,GWAS 与 Open Targets 用 EFO,需通过 MONDO 或 EFO 映射表做桥接。第四,审查状态被忽略:ClinVar 中“Uncertain significance”不应与“Pathogenic”同权进入靶点打分。
完成取数后,应输出一份可追溯的关联表,并记录每个库的版本与下载日期。这样在后续做靶点优先级排序、通路富集或药物重定位时,任何一条关联都能回溯到具体来源和证据类型,分析结论才具备工程上的可复现性。