基因组比对文件（SAM/BAM）中 Soft Clip 与 Hard Clip的含义描述

Posted 2023-03-16

参考技术A Clip 的含义：

Clip 作为名词讲，有剪下来的东西的意义，在SAM/BAM 比对文件里面，用于描述那些 一条序列上，在序列两端，比对不上的碱基序列 （还是很形象的，一条上比对不上的部分，就给剪下来扔掉的感觉，嚯嚯嚯嚯）。

Clip 分为Soft Clip和Hard Clip，同样都是Clip（比对不上的碱基序列），两者有什么区别呢？先看一下官方的解释（如下图1）:

Soft Clip，是指虽然比对不到基因组，但是还是存在于SEQ (segment SEQuence)中的序列，此时CIGAR列对应的S(Soft)的符号。直白点说，就是虽然比对不上参考基因组，但是在BAM/SAM文件中的reads上还是存在的序列（并没有被截断扔掉的序列）。

Hard Clip，同样的，就表示比对不上并且不会存在于SAM/BAM文件中的序列（被截断扔掉了的序列，此时CIGAR列会留下H(Hard)的符号，但是序列的那一列却没有对应的序列了）。

图1（CIGAR列说明）：

什么时候会出现Clip：

知道了Clip的含义，再先理解一下Soft Clip，即只要一条序列上，两端有比对不上的序列部分，就是Soft Clip，这个一条序列上有比对不上的部分的现象是必然存在的（比如结构变异的断点的部分），这种两端比对不上的read的特殊的表示方法，就是Soft Clip。Soft Clip是可以独立存在的。

而Hard Clip，相对来说更特殊一点，是依赖于Soft Clip存在的。也就是有Soft Clip不一定有Hard Clip，而有Hard Clip则一定有Soft Clip。Hard Clip存在的本意，是减少BAM文件序列的冗余度，比如有一条read，它能比对到A，B两个地方，在A地方，是60M90S，在B地方是60H90M，此时一条read其实已经在A位置有了完整的序列信息，在B位置的信息其实是冗余的，所以在B位置可以引入Hard Clip这样一个标记形式，就能把B位置的序列标记为secondary。常用的是BWA MEM -H 参数，能讲刚刚说的B位置的比对，进行Hard Clip标记，可参考 官方说明 。

图2（BWA MEM -H 参数说明）：

举例再来看一下Soft Clip 与 Hard Clip在SAM/BAM文件中的样子：

图3：比对的一对reads的前面部分，从第二列的Flag能知道163与2211对应的行是read2（也就是第一行与第二行是同一条read，即read two），83对应的行是read1。

第一行44S106M

第二行45M105H（也就是第二行的序列只会显示45bp，不要问我为什么44S变成了45M，因为第二行math的地方就是45M）

图4：紧接着图3的后半部分，可以看到第二行，只显示了45M，Hard Clip部分被切掉了。