癌症多组学工作室：123万条分析记录、中位2.8秒

动机包括癌症基因组图谱计划、癌症药物敏感性基因组学数据库、癌症依赖性图谱在内的大规模多组学资源已成为癌症研究的核心支撑但这些数据集分散于不同平台、格式与分析框架中限制了缺乏计算专业知识的研究者使用。550429374qq.com254501651qq.comwangxiongtjh.tjmu.edu.cn结果本研究开发了癌症多组学工作室 (CoS)可对33种癌症的多组学数据开展整合与可解释分析的网页服务器。CoS提供大核心模块CoS智能分析、传统分析、药物敏感性、CRISPR依赖性、单细胞肿瘤微环境。传统分析模块支持表达比较、诊断评估、生存分析、富集分析与基因相关性分析药物敏感性与CRISPR依赖性模块可系统性评估基因-药物响应关联及癌细胞系中的基因必需性单细胞肿瘤微环境模块支持单细胞分辨率的肿瘤微环境解析。本研究预计算约123万条分析结果以实现快速检索。CoS智能分析模块支持用户提交自然语言查询通过实时分析即检索框架获取结果并由轻量级大语言模型生成结果摘要。平台概述图1癌症多组学工作室(CoS)平台概述癌症多组学工作室(CoS)整合来自癌症基因组图谱计划、癌症药物敏感性基因组学数据库、癌症依赖性图谱与肿瘤免疫细胞图谱的多组学数据形成5大模块CoS智能分析、传统分析、药物敏感性、CRISPR依赖性、单细胞肿瘤微环境实现多维度分析、人工智能辅助结果解读与交互式可视化为肿瘤治疗提供研究思路。CoS系统架构包含4部分公共数据源层、网页交互层(StreamlitPlotly)、缓存与数据存储层(实时分析即检索框架)、计算与人工智能层(Python分析引擎CoS智能分析模块)可用于癌症相关信息的实时分析与人工智能驱动的研究挖掘。CosAI智能查询与RAR缓存图2CosAI智能查询与自动化分析工作流程CoS智能分析模块通过3步工作流支持快速基因-癌症研究。(上) 用户查询输入基因与癌症类型如「SOX9结肠癌」(中) CoS输出预计算的多组学结果表达、预后、生存、肿瘤突变负荷/微卫星不稳定性免疫相关性、组间比较(下) PubMed文献文献检索结果提供生物学背景并辅助提出研究假说。传统分析表达、生存与相关性图3SOX9的泛癌及结肠癌特异性多组学分析(A) SOX9在24种癌症基因组图谱计划癌症类型中的差异表达(B) SOX9表达的泛癌Cox回归分析(C) SOX9与肿瘤突变负荷的相关性分析(D) SOX9与TP53在结肠癌中的表达相关性 (r0.113, p1.43e-02)(E) SOX9表达在结肠癌中的ROC诊断分析。药物敏感性基因-药物相关性与患者水平预测图4药物敏感性分析与患者水平预测(A) 曲美替尼 (癌症药物敏感性基因组学数据库2) 的基因-药物相关性分析展示按与IC50自然对数值相关性排序的核心预测基因(B) 癌症基因组图谱计划泛癌水平的曲美替尼敏感性预测(C) 结肠癌的癌种特异性药物推荐排名靠前的药物(D) 高/低ETV4表达结肠癌样本的NVP-TAE684预测敏感性比较。CRISPR依赖性分析图5CRISPR依赖性分析(A) HSPE1基因在细胞系中的依赖性分布(B) HSPE1基因的癌症类型依赖性分析(Top10)(C) 结肠腺癌中排名前10的必需基因。单细胞肿瘤微环境图6免疫细胞组成与免疫检查点表达(A) CD8A在所有癌症类型的免疫细胞亚型中的表达水平(B) 不同癌症类型的免疫细胞组成占比(Top10)(C) 免疫检查点基因在各免疫细胞亚型中的表达热图(D) 乳腺癌终末耗竭CD8T细胞中UGGT1与免疫检查点基因LAG3的相关性分析。与现有癌症多组学平台的系统比较表1 系统比较从数据整合范围、分析功能覆盖度、计算架构与数据处理速度、人工智能辅助解读4个维度对比癌症多组学工作室与cBioPortal、GEPIA3、TIMER3、PharmacoDB、DepMap平台的核心差异。数据癌症多组学工作室 (CoS) 可通过官方网页公开访问无需登录https://cos.wanglab.bio/源代码与预计算分析脚本已归档于Zenodo数据库DOI: 10.5281/zenodo.18744990所有整合的数据集均可从原始数据源公开获取包括癌症基因组图谱计划TCGAhttps://portal.gdc.cancer.gov/癌症药物敏感性基因组学数据库GDSChttps://www.cancerrxgene.org/癌症依赖性图谱DepMaphttps://depmap.org/portal/肿瘤免疫细胞图谱TICAtlashttps://zenodo.org/records/5205544详细总结思维导图核心数据资源参考Bioinformatics. 2026 May 20:btag240. doi: 10.1093/bioinformatics/btag240.CancerOmicsStudio (CoS): A web server for integrative and interpretable analysis of multi-omics cancer data260520CoS.pdf注AI辅助创作如有不当欢迎指出。内容仅供参考不构成任何建议。