用途
本技能是一个多组学疾病表征流程,用于在多个分子层面(基因组学、转录组学、蛋白质组学、通路)刻画疾病,从而提供对疾病机制的系统层面理解,识别治疗机会并发现生物标志物候选。
当用户涉及以下需求时适用:询问跨组学层面的疾病机制;需要对某疾病做多组学表征;想从系统生物学层面理解疾病;询问“某疾病涉及哪些通路/基因/蛋白质”;需要为某疾病发现生物标志物;希望从疾病画像中识别可成药靶点;要求整合基因组学+转录组学+蛋白质组学分析;需要跨层一致性分析;询问疾病网络生物学/枢纽基因。
不适用(应改用其他技能):单基因/靶点验证(用 tooluniverse-drug-target-validation);药物安全性画像(用 tooluniverse-adverse-event-detection);一般疾病概览(用 tooluniverse-disease-research);变异解读(用 tooluniverse-variant-interpretation);GWAS 专项分析(用 tooluniverse-gwas-* 系列);仅通路分析(用 tooluniverse-systems-biology)。
关键原则
报告优先:先创建报告文件,再逐步填充。疾病消歧优先:在组学分析前先解析所有标识符。逐层分析:系统覆盖所有组学层面。跨层整合:找出出现在多个层面的基因/靶点。证据分级:所有证据分为 T1(人类/临床)到 T4(计算/预测)。组织背景:强调疾病相关组织/器官。量化评分:多组学置信度评分(0-100)。可成药聚焦:优先考虑有治疗潜力的靶点。生物标志物识别:突出诊断/预后标志物。机制综合:生成可检验假设。来源引用:每条陈述必须引用工具/数据库。完整性检查清单:强制展示分析覆盖范围。英文优先查询:工具调用始终使用英文术语,以用户语言回复。
输入参数
disease(必填):疾病名称、OMIM ID、EFO ID 或 MONDO ID,例如 Alzheimer disease、MONDO_0004975。 tissue(可选):感兴趣的组织/器官,例如 brain、liver、blood。 focus_layers(可选):要强调的特定组学层面,例如 genomics、transcriptomics、pathways。
多组学置信度评分(0-100)
评分组成:
- 数据可用性(0-40 分):基因组数据(GWAS 或罕见变异)10 分;转录组数据(DEG 或表达)10 分;蛋白数据(PPI 或表达)5 分;通路数据(富集通路)10 分;临床/药物数据(已批准药物或试验)5 分。
- 证据一致性(0-40 分):多层基因(出现在 3 个以上层面)最高 20 分(每个基因 2 分,最多 10 个基因);方向一致(遗传+表达一致)10 分;通路-基因一致(基因出现在富集通路中)10 分。
- 证据质量(0-20 分):强遗传证据(GWAS p < 5e-8)10 分;临床验证(已批准药物)10 分。
评分解读:80-100(Excellent,全面多组学覆盖、高置信、强跨层一致性);60-79(Good,多数层面覆盖良好,存在部分缺口);40-59(Moderate,覆盖中等,跨层整合有限);0-39(Limited,数据有限,单层分析为主)。
证据分级体系
T1 [T1]:直接人类证据、临床证明,如 FDA 批准药物、GWAS 命中(p<5e-8)、临床试验结果。 T2 [T2]:实验证据,如经验证的差异表达、功能筛选、小鼠敲除。 T3 [T3]:计算/数据库证据,如 PPI 网络、通路映射、表达相关性。 T4 [T4]:仅注释/预测,如 GO 注释、文本挖掘关联、预测互作。
报告模板
在开始时创建文件结构:{disease_name}_multiomic_report.md。报告包含:标题与生成日期、疾病标识符、多组学置信度评分;执行摘要(2-3 句疾病机制综合,所有层面完成后填写);1. 疾病定义与背景(疾病标识符表、描述、同义词、疾病层级父/子、受累组织/器官、治疗领域,并标注来源);2. 基因组学层面(GWAS 关联、GWAS 研究摘要、关联基因(遗传证据)、罕见变异(ClinVar)、该层小结,标注来源);3. 转录组学层面(差异表达研究、Expression Atlas 疾病证据、组织表达模式(GTEx/HPA)、基于表达的生物标志物候选、该层小结,标注来源);4. 蛋白质组学与互作层面(STRING 蛋白互作、枢纽基因网络中心性、IntAct 蛋白复合物、组织特异 PPI 网络、该层小结,标注来源);5. 通路与网络层面(Enrichr/Reactome 富集通路、Reactome 通路详情、KEGG 通路、WikiPathways、该层小结,标注来源);6. 基因本体与功能注释(生物过程、分子功能、细胞组分,标注来源);7. 治疗格局(已批准药物、可成药靶点、药物重定位候选、临床试验、治疗小结,标注来源);8. 多组学整合(跨层基因一致性、多组学枢纽基因 Top 20、生物标志物候选、机制假设、系统层面洞见);多组学置信度评分表;数据可用性检查清单;完整性检查清单;参考文献(所用数据源、数据库版本)。
执行流程
阶段 0:疾病消歧(始终第一步)
目标是将疾病解析为所有下游查询使用的标准标识符。所用工具包括:OpenTargets_get_disease_id_description_by_name(主,输入 diseaseName,输出 MONDO/EFO ID 与描述;注意 OpenTargets 疾病 ID 使用下划线格式如 MONDO_0004975,而非冒号格式);OSL_get_efo_id_by_disease_name(次,获取 EFO/MONDO ID);OpenTargets_get_disease_description_by_efoId(获取完整描述与 OMIM、UMLS、DOID 等交叉引用);OpenTargets_get_disease_synonyms_by_efoId(同义词);OpenTargets_get_disease_therapeutic_areas_by_efoId(治疗领域);OpenTargets_get_disease_ancestors_parents_by_efoId(祖先/父级);OpenTargets_get_disease_descendants_children_by_efoId(后代/子级);OpenTargets_map_any_disease_id_to_all_other_ids(在 OMIM、UMLS、ICD10、DOID 等之间交叉映射)。工作流:按疾病名称搜索获取主 ID;获取完整描述与交叉引用;获取同义词用于检索词扩展;获取治疗领域用于上下文;获取疾病层级。若用户提供 OMIM/其他 ID,先映射到 MONDO/EFO。名称返回多个命中时进行冲突感知搜索:检查用户输入是否与某命中完全匹配;若模糊,给出前 3-5 个选项请用户选择;始终优先选择最具体的疾病而非父类;对癌症优先选择具体肿瘤类型而非泛化的“cancer”。消歧后需记录:efo_id(OpenTargets 查询主 ID)、disease_name(规范名)、synonyms、therapeutic_areas、dbXRefs。
阶段 1:基因组学层面
目标是识别遗传变异、GWAS 关联与遗传学相关基因。所用工具包括:OpenTargets_get_associated_targets_by_disease_efoId(主,按综合证据分返回所有疾病关联基因,默认返回前 25,需注意总数);OpenTargets_get_evidence_by_datasource(按数据源获取证据;基因组学关键 datasourceIds:['ot_genetics_portal'] 为 GWAS/遗传学,['gene2phenotype','genomics_england','orphanet'] 为罕见变异,['eva'] 为 ClinVar 变异);gwas_search_associations(GWAS Catalog,输入 disease_trait 与 size,返回全基因组显著关联,注意使用疾病名称而非 ID,结果分页);gwas_get_studies_for_trait(若 trait 名不完全匹配可能返回空,可尝试同义词);gwas_get_variants_for_trait;GWAS_search_associations_by_gene;OpenTargets_search_gwas_studies_by_disease(输入 diseaseIds 数组、enableIndirect 默认 true、size 默认 10)。
(资料在此处截断,阶段 1 之后的内容暂未提供。)