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以肺腺癌数据(TCGA-LUAD)为例,为了用TCGA结直肠癌数据做分析,我们首先要先整理出该癌症的基因表达矩阵。(也有一些数据库提供整理好的TCGA癌症数据,如UCSC xena数据库对TCGA数据进行了整理,可直接下载表达矩阵和临床数据用于研究

进入GDC data portal–>Respository栏目,勾选下面选项:(注意,TCGA更新后的Workflow Type一栏只有STAR – Counts,即将原来的HTSeq-Counts、HTSeq-FPKM、HTSeq-FPKM-UQ数据都放入了一个文件中)

C:\Users\JINWAN~1\AppData\Local\Temp\1657963917(1).png
C:\Users\JINWAN~1\AppData\Local\Temp\1657964003(1).png

对筛选到的文件,可一键全部添加到cart或手动添加到cart:

C:\Users\JINWAN~1\AppData\Local\Temp\1657964305(1).png

点击顶部Cart,进入下载界面,需要点击这三个地方下载临床数据(Clinical)、json文件(包括文件信息和样本barcode的关系)、表达文件(Download?Cart)。

C:\Users\JINWAN~1\AppData\Local\Temp\1657964371(1).png

手动解压临床数据文件和json文件,最终我们得到以下三个文件:

https://pic4.zhimg.com/80/v2-b8defa0cd3486f87abdb81e6691ea543_720w.jpg

到此为止我们下载好了所需数据然后进行数据整理,

C:\Users\JINWAN~1\AppData\Local\Temp\1657964859(1).png

Tips: 此处不需要将下载的tsv文件合并到一个文件夹中,如果合并了,会出现样本名称全部为NA

如果已合并,需要对应修改count_file_name <- sapply(count_file_name,function(x){x[2]})为count_file_name <- sapply(count_file_name,function(x){x[1]})

完整代码:

setwd("你的下载数据路径")
#install.packages("rjson")
library("rjson")
json <- jsonlite::fromJSON("metadata.cart.2022-04-18.json")
View(json)
#id <- json$associated_entities[[1]][,1]
sample_id <- sapply(json$associated_entities,function(x){x[,1]})
file_sample <- data.frame(sample_id,file_name=json$file_name)  

#获取gdc_download文件夹下的所有TSV表达文件的 路径+文件名
count_file <- list.files('gdc_download_20220418_090958.803273',pattern = '*.tsv',recursive = TRUE)
#在count_file中分割出文件名
count_file_name <- strsplit(count_file,split='/')
count_file_name <- sapply(count_file_name,function(x){x[2]})

matrix = data.frame(matrix(nrow=60660,ncol=0))
for (i in 1:length(count_file)){
  path = paste0('gdc_download_20220418_090958.803273//',count_file[i])
  data<- read.delim(path,fill = TRUE,header = FALSE,row.names = 1)
  colnames(data)<-data[2,]
  data <-data[-c(1:6),]
  data <- data[3]   #取出unstranded列(第3列),即count数据,对应其它数据
  colnames(data) <- file_sample$sample_id[which(file_sample$file_name==count_file_name[i])]
  matrix <- cbind(matrix,data)
}

write.csv(matrix,'COUNT_matrix.csv',row.names = TRUE)

设置Gene Symbol为列名

#------------------------------增加部分:设置Gene Symbol为列名的矩阵(前面得到的是Ensembl ID)------------------------------------------
path = paste0('gdc_download_20220418_090958.803273//',count_file[1])
data<- as.matrix(read.delim(path,fill = TRUE,header = FALSE,row.names = 1))
gene_name <-data[-c(1:6),1]
matrix0 <- cbind(gene_name,matrix)
#将gene_name列去除重复的基因,保留每个基因最大表达量结果
matrix0 <- aggregate( . ~ gene_name,data=matrix0, max)    
#将gene_name列设为行名
rownames(matrix0) <- matrix0[,1]
matrix0 <- matrix0[,-1]

分为normal和tumor矩阵

#------------------------------增加部分:分为normal和tumor矩阵--------------------------
sample <- colnames(matrix0)

normal <- c()
tumor <- c()

for (i in 1:length(sample)){
  if((substring(colnames(matrix0)[i],14,15)>10)){    #14、15位置大于10的为normal样本
    normal <- append(normal,sample[i])
  } else {
    tumor <- append(tumor,sample[i])
  }
}

tumor_matrix <- matrix0[,tumor]
normal_matrix <- matrix0[,normal]

#写入文件

临床数据整合

setwd("你的路径")
#install.packages("rjson")
library("rjson")
json <- jsonlite::fromJSON("metadata.cart.2022-04-18.json")
View(json)
entity_submitter_id <- sapply(json$associated_entities,function(x){x[,1]})
case_id <- sapply(json$associated_entities,function(x){x[,3]})
sample_case <- t(rbind(entity_submitter_id,case_id))

clinical <- read.delim('clinical.cart.2022-04-18\\clinical.tsv',header = T)
clinical <- as.data.frame(clinical[duplicated(clinical$case_id),])

clinical_matrix <- merge(sample_case,clinical,by="case_id",all.x=T)
clinical_matrix <- clinical_matrix[,-1]

miRNA数据整合

下载数据和metadata
library("rjson")
json <- jsonlite::fromJSON("metadata.cart.2022-09-27.json")
View(json)
#id <- json$associated_entities[[1]][,1]
sample_id <- sapply(json$associated_entities,function(x){x[,1]})
file_sample <- data.frame(sample_id,file_name=json$file_name)  

#获取gdc_download文件夹下的所有miRNA表达文件的 路径+文件名
count_file <- list.files('gdc_download_20220927_150057.906231',pattern = '*quantification.txt',recursive = TRUE)
#在count_file中分割出文件名
count_file_name <- strsplit(count_file,split='/')
count_file_name <- sapply(count_file_name,function(x){x[2]})

matrix = data.frame(matrix(nrow=1881,ncol=0))
for (i in 1:length(count_file)){
  path = paste0('gdc_download_20220927_150057.906231//',count_file[i])
  data<- read.delim(path,fill = TRUE,header = T,row.names = 1)
  data <- data[1]   #取出count列(第1列),rpm列(第2列)
  colnames(data) <- file_sample$sample_id[which(file_sample$file_name==count_file_name[i])]
  matrix <- cbind(matrix,data)
}

167 Replies to “新版TCGA表达mRNA/miRNA和临床数据下载及R语言整合代码”

  1. 王老师你好,我跑的代码出现了几个问题。问题1 Error in `[.data.frame`(data, 3) : 选择了未定义的列。
    问题2 Error in if ((substring(colnames(matrix0)[i], 14, 15) > 10)) { :
    参数长度为零
    > tumor_matrix normal_matrix <- matrix0[,normal]
    Error in matrix0[, normal] : 量度数目不对
    另外我还想请教一个问题,我想提取编码蛋白的mRNA去做表达矩阵并进行差异分析,这一步该如何进行?谢谢。

  2. 进哥,为什么我这个代码出来的character都是(empty)呀
    #获取gdc_download文件夹下的所有TSV表达文件的路径+文件名
    count_file <- list.files('gdc_download_20231006_123712.253848',pattern = '*.tsv',recursive = TRUE)

  3. 王老师您好,我在运行这句代码是报错了,如何解决,谢谢!
    matrix0 <- aggregate( . ~ gene_name,data=matrix0, max)
    Error in model.frame.default(formula = cbind() ~ gene_name, data = matrix0) :
    参数'cbind()'的种类(NULL)不对

  4. 你好,请问这个是什么原因呀,我的路径也没有中文呀
    Error: lexical error: invalid char in json text.
    clinical.cart.2023-09-17
    (right here) ——^

  5. 王老师您好,我安装rjson包,第5行就报错了
    setwd(“D:\\TCGA-LIHC\\transcriptome”)
    install.packages(“rjson”, repos = “https://mirrors.ustc.edu.cn/CRAN/”)
    #install.packages(“rjson”)
    library(“rjson”)
    json <- jsonlite::fromJSON("metadata.cart.2023-09-11.json")View(json)
    Error in loadNamespace(x) : 不存在叫‘jsonlite’这个名字的程辑包
    请您指教

    1. 王老师,刚刚那个问题我解决了,安装一个jsonlite包就可以,但是,我又有了新的问题,TCGA下载的数据,解压后不是tsv扩展名,后缀没有counts.tsv,这个肿么办啊

  6. 进哥,想问两个问题:1、咱们一般做的mRNA是不是就在gene type 里面选择protein coding得到的数据啊;2、是不是所有癌种里面全转录组数据都是60660,然后提取mRNA数据都是19962啊,谢谢!

  7. 王老师您好,我在运行第四行的时候出现了问题,想请教一下您
    问题如下:json <- jsonlite::fromJSON("metadata.cart.2023-08-30.json")#metadata文件名"
    Error: lexical error: invalid char in json text.
    metadata.cart.2023-08-30.json
    (right here) ——^

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