SNP2HLA学习笔记2

HLA基因，位于6号染色体上短臂上，长约4000Kb。HLA是目前所知人体最复杂的遗传多态性系统，有几十个基因座位，每个基因座位又有几十个等位基因，且呈共显性表达。由于MHC基因位于同一条染色体上，其多基因座位上的基因型组合相对稳定，很少发生同源染色体间交换，这就构成了以单元型（HAPLOTYPE，即在同一条染色体上紧密连锁的一系列等位基因的特殊组合）为特征的遗传。按中国人常见的A座位基因有13个，B座位基因有30个计算，可组成的单元型约有13×30＝390种之多。

snp2hla是大名鼎鼎的Broad研究所开发的，通过snp分型数据来获得HLA分型信息的软件。它的准确度主要依赖于一个尽可能大的，针对特定民族人群的参考数据集。

涉及中国人的软件的几个参考数据集的情况

• CHB+JP:是Hapmap计划中中国人群的数据，中国人54人。
• Pan-Asia：530人，其中，中国人100多人。HLA区域：2142 SNPs
• HAN.MHC：100869人，全部为中国人。HLA区域：3756 SNPs

能使用最后一个参考数据集进行分型是最好的，但是，最后一个数据公开不全，我的知识水平难以解决。

1.软件下载

SNP2HLA主软件包：http://software.broadinstitute.org/mpg/snp2hla/data/SNP2HLA_package_v1.0.3.tar.gz

plink v1.07  http://zzz.bwh.harvard.edu/plink/dist/plink-1.07-x86_64.zip

BEAGlE v3.04 http://faculty.washington.edu/browning/beagle/recent.versions/beagle_3.0.4_05May09.zip

beagle2linkage.jar  http://faculty.washington.edu/browning/beagle_utilities/beagle2linkage.jar

第二个以后的软件放在SNP2HLA_package_v1.0.3/SNP2HLA这个文件夹里，而且是运行的文件（plink、beagle.jar、linkage2beagle.jar和beagle2linkage.jar）。当然，beagle依赖java运行环境，也是必须安装的。

2.软件使用

我是使用的一个txt格式的数据，首先转换成vcf格式，然后转换成plink兼容格式，有点绕，但是是我找到的两个解决方案之一。另一个是C#程序，一步到位，但是我不会编译C#，只好做罢，估计是windows程序员开发的，github地址放在这：https://github.com/arrogantrobot/23andme2vcf

2.1 txt2vcf

用的一个github上的脚本，地址在这：https://github.com/arrogantrobot/23andme2vcf

运行命令为：

perl 23andme2vcf.pl /path/to/23andme_raw.txt /path/to/output.vcf

2.2 vcf2ped

使用vcftools搞定，这个软件一直安装报错（make install）,那就make直接使用了，正常完成了任务。

wget https://sourceforge.net/projects/vcftools/files/vcftools_0.1.13.tar.gz 
tar zxvf vcftools_0.1.13.tar.gz
cd  vcftools_0.1.13
make

使用命令为：

./vcftools --vcf ~/ywc.vcf --out ./cyw --plink

2.3 ped等2bed等

使用上面下载的那个plink，命令很简单，

 plink --file FILENAME --make-bed --out FILENAME

2.4 SNP2HLA得到结果

./SNP2HLA.csh ~/y/y ../Pan-Asian/Pan-Asian_REF ~/y/yc- ./plink 1000 1000

使用的建站gcloud进行的，配置只有单核1.6G，所以内存只分配了1000M。几分钟后得到了结果文件，大概是这么几个。

2.5 使用我的脚本，提取结果

一个666的结果就出来了，当然，准确度比那个网页版是提高了不是一点半点，毕竟这是专业的，而且是ClassI + ClassII，当然准确度文献报道的是60-80%多，依旧是仅供娱乐。

附HLA的临床意义：

1.器官移植：HLA配型能改善移植物的存活率。供体和受体的HLA-A，B.DR完全相同者的存活率显然高于不同者。在尸肾移植中，HLA-DR配型效果更甚于HLA-A，B配型。HLA配型的作用可以归纳为：

①在肾移植中，供受双方共有的DR抗原越多，或已检查出的DR错配抗原数越少，移植存活率就越高；

②在移植前输血的患者中，DR配型能提高存活率；

③骨髓移植前不宜输血，以防止受体被免疫。且因经过射线或药物处理，供受双方HLA型相合比ABO血型相合更为重要。

其它如心、肝、肺等器官的移植，多用于生命垂危的患者，脏器来源稀少，可供选掺的器官有限，实际很难达到HLA配型相同，主要要求ABO血型相同。

自身骨髓移植虽不存在HLA配型问题，但只能用于白血病、肿瘤等医学/教育/网编辑整理，而不适用于原发性骨髓功能不全的疾病，如再生性障碍性贫血等。

2.输血：为了全理使用血液，现在提倡成分输血疗法，命名如输入血小板、白细胞等，血液制品，如HLA同型血液，当能提高疗效。因皮血站应建立在有关献血员的HLA信息系统，以便于查询应用。

临床输血的发热反应中，有些是由HLA抗体引起的，尤其是多次输血的患者，HLA抗体可以破坏白细胞，为避免HLA引起输血反应，可在输血前帮做交叉淋巴细胞毒试验。

3.亲子鉴定：HLA是至今所知人最复杂的一个遗传多态性系统。如前所述，其表型之多难计数，这个特点是其客观存在，其它血型系统难与相比。因此由于HLA系统的高度多态性；新生儿出生时HLA抗原就忆完整表达；以及HLA的遗传规律已阐明等原因，而使其成为亲子鉴定中的一个有力工具，能肯定某些亲子关系。这在法医学中具有重在意义。

4、疾病的诊断：经过多年研究调查，发现许多疾病与HLA有关，例如我国的强直性脊椎炎患者中，91%带有B27抗原者只占6.6%因此检查B27抗原诊断意义。不过大多数疾病的HLA分型意义有限。

参考：

1.生物信息学常见1000个软件的安装代码

2.Zhu M, Dai J, Wang C, et al. Fine mapping the MHC region identified four independent variants modifying susceptibility to chronic hepatitis B in Han Chinese[J]. Human molecular genetics, 2016, 25(6): 1225-1232.