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🧬 DNBelab C Series HT scVDJ 分析流程

单细胞 VDJ 测序数据分析完整指南

📋 概述 • 📁 文件准备 • 🚀 主分析流程 • 📊 结果解析

📋 概述

本文档详细介绍了使用 dnbc4tools 进行单细胞 VDJ 测序数据分析的完整流程。

工作流程：5端转录组分析 → VDJ文库处理 → 序列组装注释 → 细胞过滤 → 克隆型分析 → 分析报告

💡 **使用说明**：`$dnbc4tools` 代表可执行程序路径，使用时需要替换为实际安装路径。换行符 `\` 用于在命令行中将命令分为多行，以提高可读性。

📁 文件准备

5端转录组分析

转录组分析请参考 dnbc4tools rna run。5'端转录组分析主流程需在单细胞RNA主流程分析基础上添加参数 --end5。

为单个样本生成表达矩阵，以下是一个示例步骤或脚本模板：

$dnbc4tools rna run \
	--name sample_5rna \
	--cDNAfastq1 /data/sample_cDNA_R1.fastq.gz \
	--cDNAfastq2 /data/sample_cDNA_R2.fastq.gz \
	--oligofastq1 /data/sample_oligo1_1.fq.gz,/data/sample_oligo2_1.fq.gz \
	--oligofastq2 /data/sample_oligo1_2.fq.gz,/data/sample_oligo2_2.fq.gz \
	--genomeDir /opt/database/Homo_sapiens \
	--threads 30 \
	--end5

⚠️ **注意**：5端转录组分析是VDJ分析的前提，需要先完成此步骤才能进行后续分析。

VDJ分析所需文件

分析需要以下文件：

文件类型	说明
FASTQ文件	VDJ文库测序数据，包含TCR或BCR序列信息
singlecell.csv文件	5端转录组分析结果中的细胞信息文件

分析需要5'端转录组分析结果目录中的 singlecell.csv 文件。该文件包含 cell 和 barcode 列的合并信息，以及 is_cell_barcode 列（1表示细胞，0表示非细胞），用于鉴定有效的细胞。

⚠️ **注意**：确保singlecell.csv文件路径正确，该文件是连接转录组和VDJ分析的关键。

参考示例文件内容：

cell,reads,gene,umi,is_cell_barcode,barcode
CELL1118_N3,1485813,5693,57580,1,AGATCGCCTACGATCACGAT;GGTGGAAGGTGAGAGAAGCG;GTAGTTCTAGGCTAAGTACT
CELL1651_N3,805447,4881,32131,1,ATCTCAAGCCCACCGTGTGT;CATCAATTAAGTGATCGCAT;CCTAACTGAGGAACGCTTAG
CELL4_N3,820269,5649,30326,1,AACACCTGATCGTTCAATAA;AATTCGAAGGTAGTCGGAAT;CACATGTTACATGTTCTATA
CELL906_N3,656624,4853,28142,1,ACGTCCGCGTGACCATGTGC;AGGAGCTCCATTGATCTTAA;CAATCCGGAGAACGTATCTG
CELL1577_N2,672637,4610,24822,1,ATATTCTCACGTAACGGATG;TAGGAACTCGGCTTAGATCT
CELL2064_N2,542608,2355,23324,1,CATAAGCACTCACCGCTAGT;GTCTCACAGTTGTTCACTAG
CELL1332_N6,580950,4702,22953,1,AGGTGTAAGCCTACCGGACC;CGCACTCACCTAACATTGTG;CTTGCCGCGCTATCAATGCA;GCCACTAGTCGACGCGGTTG;GTCAGCATGCTCTTCCACAG;TCGATATCCTCACTCTTAAC
CELL726_N4,585934,4617,22660,1,ACCTACGGCGTTACTATGTG;CGACGCTCTCGACAGTTAGG;CGGCAGAGTCTTGGCGCTTA;TCCGACCGTATCTTCATCTC
CELL4010_N1,555308,4268,22554,1,AGAGAGTCGCAGCAAGCGAC

🚀 主分析流程

VDJ主分析流程结合了单细胞VDJ文库测序数据和对应样本的5'转录组分析结果，包含以下关键步骤：

对数据进行过滤，利用 5' 转录组结果合并磁珠
比对 VDJ 基因区域并提取对应的 reads
进行从头组装并注释
根据组装注释结果和 5' 转录组的细胞获取情况进行细胞过滤
整合各步骤结果生成 HTML 网页报告并输出分析结果

TCR分析

为单个样本运行TCR分析，以下是一个示例步骤或脚本模板：

$dnbc4tools vdj run \
	--name sample_tcr \
	--fastq1 /data/sample_tcr_R1.fastq.gz \
	--fastq2 /data/sample_tcr_R2.fastq.gz \
	--ref human \
	--chain TR \
	--beadstrans /sample_5rna/outs/singlecell.csv \
	--threads 10

BCR分析

为单个样本运行BCR分析，以下是一个示例步骤或脚本模板：

$dnbc4tools vdj run \
	--name sample_bcr \
	--fastq1 /data/sample_bcr_R1.fastq.gz \
	--fastq2 /data/sample_bcr_R2.fastq.gz \
	--ref human \
	--chain IG \
	--beadstrans /sample_5rna/outs/singlecell.csv \
	--threads 10

运行过程

在对暗反应自动检测后，软件开始运行分析，以下是一个示例：

2025-04-23 23:01:01 Performing VDJ data processing
Chemistry(darkreaction) determined in fastqR1: darkreaction

2025-04-23 23:01:02 Processing VDJ library filtering...
...done

2025-04-23 23:31:13 Preparing data for VDJ assembly...
...done

2025-04-24 00:21:14 Sequence Assembly and annotation of VDJ Gene Segments
...done

2025-04-24 02:49:16 Cell calling for VDJ analysis...
...done

2025-04-24 02:51:52 Generating VDJ clonotype analysis...
...done

2025-04-24 02:53:49 Converting VDJ results from cellbarcode to cellid...
...done

2025-04-24 02:53:58 Statistical analysis and report generation for results.
...done

Analysis Finished Elapsed Time: 3:53:07

成功的运行会以 Analysis Finished 结束。

📊 结果解析

分析完成后，将生成结果输出目录outs，logs日志目录，其中outs目录包括：

. 
├── airr_annotations.tsv
├── all_contig_annotations.csv
├── all_contig.fasta
├── all_contig.fasta.fai
├── *_scVDJ_IG_report.html
├── clonotypes.csv
├── consensus_annotations.csv
├── consensus.fasta
├── consensus.fasta.fai
├── filtered_contig_annotations.csv
├── filtered_contig.fasta
├── filtered_contig.fasta.fai
└── metrics_summary.xls

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❓ 常见问题

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