阿琛 挑圈聯(lián)靠 5月5日
抗癌藥物敏感性數(shù)據(jù)庫——GDSC
隨著精準(zhǔn)醫(yī)療的不斷推進(jìn)，人們對(duì)于個(gè)性化治療的需求也越來越高。發(fā)現(xiàn)能夠作為診斷和治療的分子靶點(diǎn)，從而找到那把醫(yī)生手中的利器“藥物”，成為研究的一大熱點(diǎn)。藥物，作為基礎(chǔ)科研“三變量”的一大因素，對(duì)許多研究者而言，是具有很大吸引力的。然而，花花世界，分子類型眼花繚亂，藥物種類同樣迷人眼。
那么，如何在這已有的藥物中找到那一個(gè)適合自己的呢？酸菜老師在三十六策的第五策“引藥生變”中給大家介紹了一些研究思路，針對(duì)某一特定表型，買庫與篩庫，完成一整套的起步動(dòng)作。但是，對(duì)于部分經(jīng)費(fèi)拮據(jù)的小醫(yī)生而言，這過程可謂是殺敵一千，自損八百，實(shí)驗(yàn)剛開始經(jīng)費(fèi)就開始抗議了。今天，阿琛給大家介紹一個(gè)藥物相關(guān)數(shù)據(jù)庫，供大家品味。
初識(shí)GDSC
抗癌藥物敏感性基因組學(xué)（https://www.cancerrxgene.org/），即Genomicsof Drug Sensitivity in Cancer (GDSC)，是目前關(guān)于癌癥細(xì)胞藥物敏感性和分子標(biāo)志物信息的最大的公共數(shù)據(jù)庫。該數(shù)據(jù)庫基于多個(gè)研究與數(shù)據(jù)庫信息，整合并重新分析，從細(xì)胞、藥物和分子三個(gè)檢索層次，闡述了不同腫瘤細(xì)胞對(duì)藥物的敏感度和反應(yīng)。
GDSC主要包括三個(gè)方面的數(shù)據(jù)：
- 藥物敏感性基因特征分析；
- 細(xì)胞系藥物敏感性數(shù)據(jù)；
- 細(xì)胞系的基因組突變與CNV變異數(shù)據(jù)，表達(dá)譜數(shù)據(jù)以及甲基化數(shù)據(jù)（GSE68379）;
其中，2020年2月的8.2更新版本將47種化合物添加到GDSC1數(shù)據(jù)集，并將23種化合物添加到GDSC2數(shù)據(jù)集；目前，總共有60434個(gè)新的藥物IC50，可謂能滿足大部分研究者的篩選需求了。
數(shù)據(jù)庫查詢
進(jìn)入GDSC數(shù)據(jù)庫，在搜索欄里面輸入基因名字或藥物或細(xì)胞系即可進(jìn)行搜索，當(dāng)然點(diǎn)擊上方的欄目Compounds（藥物）、Features（分子）以及Cell Lines（細(xì)胞系）欄目也可分別檢索。
從分子到藥物，通過“篩”與“猜”獲得研究的主變量分子后，接下來就是藥物的選擇了。以EGFR為例，進(jìn)行檢索，點(diǎn)擊“EGFR_mut”進(jìn)入結(jié)果頁面。
在Dataset中，選擇相對(duì)較新的GDSC 2數(shù)據(jù)集的結(jié)果，就可以看到所有腫瘤（Pan-cancer）中EGFR突變與抗癌藥物之間的相關(guān)性，對(duì)于具體的腫瘤我們也可以在Tissue specific analysis中進(jìn)行修改。
▲ 圖中，每個(gè)圓圈代表一種抗癌藥物，鼠標(biāo)移至圓圈處即可顯示該藥物的具體信息，包括Drug，Samplesize，Effect，以及P-value。如結(jié)果顯示，隨著IC50值的增大，藥物對(duì)EGFR突變的耐藥性也逐漸增加，綠色部分代表對(duì)EGFR突變敏感的藥物，紅色部分代表對(duì)耐藥的藥物。下方的表格具體展示了各種藥物與腫瘤之間的相關(guān)性，其中存在三種藥物對(duì)EGFR的突變存在較高的敏感性；通過點(diǎn)擊表格下方的“CSV/TAB/XLS”即可下載相應(yīng)格式的結(jié)果。
隨后，點(diǎn)擊“Scatter plots”，可以查看具體藥物對(duì)EGFR突變的影響。點(diǎn)擊“Select Drug”可更換你所感興趣的藥物，下方的表格也提供了該藥物在各個(gè)腫瘤中的治療人數(shù)以及相應(yīng)的P值。如圖所示，Osimertinib治療對(duì)于EGFR突變患者存在明顯的敏感性，且P <0.001。
▲ Osimertinib對(duì)EGFR突變的肺癌患者敏感性分析
結(jié)果分析與展示
通過截屏獲取火山圖結(jié)果，這是GDSC的不足之處，只能再通過Adobe Illustrator進(jìn)行后期的拼圖。大家也可以進(jìn)入解螺旋，學(xué)習(xí)“大師兄帶你修煉科研繪圖獨(dú)家秘籍”，修煉并點(diǎn)亮該項(xiàng)技能。
我們一起來看下2019年12月最新發(fā)表在PeerJ雜志上一篇文章（PMID: 31871844）的Figure 3，作者通過使用GDSC數(shù)據(jù)庫，分析了TP53突變對(duì)膀胱癌化療藥物敏感性的分析。在圖A中，火山圖顯示帶有TP53突變的膀胱癌對(duì)絲裂霉素C，阿霉素和吉西他濱顯著敏感；隨后，作者分別分析了絲裂霉素-C，阿霉素和吉西他濱對(duì)TP53突變的泛癌和膀胱癌的影響。
▲ TP53突變影響膀胱癌的藥物選擇
其他查詢方式
當(dāng)研究藥物確定時(shí)，從一種藥出發(fā)研究腫瘤耐藥的機(jī)制，此時(shí)也可以通過GDSC數(shù)據(jù)庫檢索合適的分子。點(diǎn)擊“Compounds”進(jìn)入藥物檢索頁面，在搜索欄中輸入感興趣的藥物進(jìn)行檢索；同時(shí)，我們也可以點(diǎn)擊“CSV”或“TSV”下載所有藥物的基本信息，包括藥物的名字、靶點(diǎn)、影響的通路以及該藥物在數(shù)據(jù)庫中的特異性編號(hào)。
通過檢索5-FU，點(diǎn)擊進(jìn)入，即可看到5-FU在不同腫瘤中的情況，包括5-FU在各個(gè)腫瘤細(xì)胞系和組織中的IC50分布，血藥濃度，有效范圍等信息。
▲ 5-FU在不同細(xì)胞系中的IC50（其中，每個(gè)點(diǎn)代表一種不同的細(xì)胞系）
▲ 不同組織中5-FU的IC50分布圖
當(dāng)然，GDSC也支持?jǐn)?shù)據(jù)下載通過原始的藥物濃度、基因表達(dá)相關(guān)數(shù)據(jù)，使用生信手段來進(jìn)一步地進(jìn)行多層次的關(guān)聯(lián)分析
