8. VAF — 리드의 비율이지 세포의 비율이 아니다 · 손박사의 애완견 비만세포암 치료제 첫걸음 II

소설이 이 절을 이렇게 시작합니다.

"VAF라는 말부터 정리해 두자. 그 자리를 읽은 리드 가운데 변이를 가진 리드의 비율이다. 리드의 비율이지 세포의 비율이 아니다."

VAF = AD[alt] / DP

그리고 왜 그 둘이 다른지를 이어서 풉니다.

"염색체는 두 벌이다. 아버지에게서 하나, 어머니에게서 하나. 변이는 대개 그중 한 벌에만 생긴다. 그러니까 어떤 세포가 이 변이를 갖고 있다면, 그 세포에서 나온 리드의 절반은 변이를 갖고 절반은 갖지 않는다. 성한 사본이 아직 하나 남아 있기 때문이다."

종양 세포 100%가 이 변이를 가져도 VAF 는 0.5

손잡이가 셋입니다 — 세포 비율 · 순도 · 사본 상태. 하나의 VAF 값이 여러 조합에서 나옵니다.

Python 브라우저에서 실행

# 세포의 비율에서 리드의 비율로 — 두 번의 나눗셈
def vaf_of(cell_fraction, purity, copies_alt=1, copies_total=2):
    "종양세포 중 이 변이를 가진 비율 · 조직의 종양 순도 · 사본 상태"
    tumour_reads = purity * copies_total
    normal_reads = (1 - purity) * 2
    alt_reads = purity * cell_fraction * copies_alt
    return alt_reads / (tumour_reads + normal_reads)

rows = [
    ("모든 종양세포 · 순도 100% · 이형접합",   1.00, 1.00, 1, 2),
    ("모든 종양세포 · 순도 60% · 이형접합",    1.00, 0.60, 1, 2),
    ("종양세포 40% · 순도 70% · 이형접합",     0.40, 0.70, 1, 2),
    ("모든 종양세포 · 순도 100% · 정상사본 소실", 1.00, 1.00, 1, 1),
    ("모든 종양세포 · 순도 85% · 정상사본 소실",  1.00, 0.85, 1, 1),
]
print(f"{'상황':<38}{'VAF':>8}")
for name, cf, pu, ca, ct in rows:
    print(f"{name:<38}{vaf_of(cf, pu, ca, ct):>8.3f}")
print()
print("이야기의 KIT 은 0.847 이었습니다. 맨 아래 줄이 그 값에 가장 가깝습니다.")
print("세포를 아무리 많이 세어도 이형접합으로는 0.5 를 못 넘습니다.")

세 손잡이를 따로 돌려 보세요. 같은 VAF 가 여러 조합에서 나오는 것이 보입니다.

불러오는 중…

화면에 0.847 이라고 또렷하게 찍혀도, 그 뒤에는 보이지 않는 범위가 붙어 있습니다.

Python 브라우저에서 실행

# VAF 는 확률적으로도 흔들린다 — 깊이가 얕으면 크게
import numpy as np
rng = np.random.default_rng(5)

true_vaf = 0.30
print(f"진짜 VAF {true_vaf}. 같은 시료를 여러 번 읽으면 관측 VAF 가 어떻게 흩어지나")
print()
print(f"{'깊이':>6}{'관측 VAF 의 95% 범위':>26}{'폭':>9}")
for dp in (10, 20, 30, 60, 100, 300):
    obs = rng.binomial(dp, true_vaf, 20000) / dp
    lo, hi = np.percentile(obs, [2.5, 97.5])
    print(f"{dp:>5}x{f'{lo:.3f} ~ {hi:.3f}':>26}{hi-lo:>9.3f}")
print()
print("깊이 10x 에서는 진짜 0.30 이 0.1~0.5 로 보입니다.")
print("VAF 를 소수 셋째 자리까지 적으려면 그만한 깊이가 있어야 합니다.")
print()
print("이야기의 '0.847' 은 60x 에서 나온 값입니다 — 95% 범위가 약 ±0.09 입니다.")

같은 VAF, 다른 이야기

VAF	가능한 설명 1	가능한 설명 2
0.25	순도 50% · 모든 종양세포 · 이형접합	순도 100% · 종양의 절반만 가진 subclone
0.50	순도 100% · 모든 종양세포 · 이형접합	생식세포 이형접합 — 체세포가 아니다
0.85	순도 85% · 정상 사본 소실	순도 100% · 변이 사본이 두 배로 늘었다
1.00	순도 100% · 정상 사본 소실	생식세포 동형접합

둘째 열과 셋째 열을 가르려면 다른 정보가 필요합니다 — 정상 시료(생식세포 배제), 사본수 자료(LOH·증폭), 그리고 같은 종양 안의 다른 변이들의 VAF 분포.

9강과 10강이 그 이야기입니다.

🤔 확인 문제

종양세포 100%가 어떤 이형접합 변이를 갖고 있고 조직의 종양 순도가 100% 라면 VAF 는?

🤔 확인 문제

VAF 0.30 을 봤습니다. 이것만으로 확실히 말할 수 있는 것은?

🤔 확인 문제

깊이 10× 에서 관측한 VAF 를 소수 셋째 자리까지 보고하면 무엇이 문제입니까?