||
今年6月,基于早期肝癌患者肠道标记物开发的文章正式发表于Gut杂,影响因子17分。
两位院士坐镇,三位通讯加起来近200岁,100多年科研经验。郑树森团队已成功施行肝移植2300余例,良性肝病受者1年生存率达95.2%,符合其2006年提出的肝癌肝移植“杭州标准”的肝癌病人5年存活率达到72.5%;在国际著名学术期刊上发表SCI收录150余篇。办并主编中国首本肝胆胰疾病领域英文杂志《国际肝胆胰疾病杂志》 (SCI 收录) 。李兰娟,发表论文200余篇,SCI收录20余篇。重型肝炎肠道微生态变化的研究获得2001年省科技进步一等奖,2017年度国家科学技术进步特等奖:《以防控人感染H7N9禽流感为代表的新发传染病防治体系重大创新和技术突破》
2014年以第一作者秦楠在 nature上发表的一篇名为“Alterations of the human gut microbiome in liver cirrhosis”的内容和研究方法。通讯作者为李郑两院士。
22
eHCC, early HCC; HCC, hepatocellular carcinoma; LC, liver cirrhosis;
如A图所示,肝硬化病人与健康人相比,多样性下降;早期肝癌病人与肝硬化病人相比,多样性升高。比较健康、肝硬化和早期肝癌患者的菌群多样性(B图),Shannon指数显示肝硬化患者菌群多样性显著下降。
eHCC, early HCC; HCC, hepatocellular carcinoma; LC, liver cirrhosis;
如图E所示,Venn图展示了三组间独有和共有的OTU,有90个OTU只存在于早期肝癌患者中。计算weighted UniFrac距离矩阵进行主坐标轴分析(PCoA),来展示样本间的菌群结构的差异性。如图F所示,所有样本的微生物群落均匀分布,无明显分组。
在门水平,三组中Bacteroidetes、Firmicutes和Proteobacteria门平均占比达90%,第4为梭菌。为三种主要优势菌(如图AB所示)。大家注意到没有,坐标轴写错了,百分比的刻度范围应该是-0-100,而不是0-1,作者和审稿人都没注意到。
图中图注为从上向下,而类别是从下向上。下方我列了陆生、水生植物前4大菌门。它们的顺序为何是这样呢?
与肝硬化患者相比,早期肝癌患者菌群中Actinobacteria 门显著升高(如图C),属水平共有Gemmiger菌属,Parabacteroides和Paraprevotella普雷沃菌属共13个显著富集(如图D)。
与健康人相比,早期肝癌患者菌群中Verrucomicrobia门显著下降(如图E),在属水平Ruminococcus, Phascolarctobacterium 和 Alistipes等共12个属显著下降(如图F),而Klebsiella和Haemophilus 等6个属显著升高(如图G)。
左图为Marker数量与错误率关系图。多次验证时,随机森林波动大,需要多次验证,更要设置随机种子,差异大。样本量少、群体稳定性关也会波动大。右图为我们组今年中国科学文章中交叉验证的结果。样本多,更稳定,而且使用了分类单元不就OTU,我们的坐标轴转换了。
通过75例早期肝癌和105例非肝癌(40个肝硬化和75个健康)志愿者的菌群,构建随机森林模型进行5倍交叉验证,可以看到,得出30个OTU为最优数据集(如图A)。
通过研究阶段的菌群数据与30个OTU生物标志物来计算POD指数,作ROC曲线分析,得到AUC为80.64%(如图B)。与非肝癌患者相比,肝癌患者的POD值显著升高。这些数据表明,基于OTU标记物的POD值在诊断早期肝癌与非肝癌的诊断潜力巨大。关于ROC和AUC,详细阅读 http://mp.weixin.qq.com/s/wRISqBabnFrtWD4TrCgBOg
与非肝癌患者相比,肝癌患者的POD值显著升高。这些数据表明,基于OTU标记物的POD值在诊断早期肝癌与非肝癌的诊断潜力巨大。右边国Nature高盐引起高血压的机器学习预测结果,另一种呈现方法,适合更高准确率。
在验证阶段,56例健康、30例早期肝癌和45例晚期肝癌志愿者的数据用来验证POD值的诊断功效。
多样性可以看Richness稀释曲线,也可以看样本累计曲线;Alpha多样性指数也可以展示多种。还可以维恩比较多样性具体差异的数量?Beta多样性看最大差异是否为组间差异。
在门水平,三组中Bacteroidetes、Firmicutes和Proteobacteria门平均占比达90%,为三种主要优势菌(如图AB所示)。大家注意到没有,坐标轴写错了,作者和审稿人都没注意到。
与肝硬化患者相比,早期肝癌患者菌群中Actinobacteria 门显著升高(如图C)相对应的,包括Gemmiger,Parabacteroides和Paraprevotella等共13个属显著富集(如图D)。
与健康人相比,早期肝癌患者菌群中Verrucomicrobia门显著下降(如图E),在属水平Ruminococcus, Phascolarctobacterium 和 Alistipes等共12个属显著下降(如图F),而Klebsiella和Haemophilus 等6个属显著升高(如图G)。
通过75例早期肝癌和105例非肝癌(40个肝硬化和75个健康)志愿者的菌群,构建随机森林模型进行5倍交叉验证,得出30个OTU为最优数据集(如图A)。通过研究阶段的菌群数据与30个OTU生物标志物来计算POD指数,作ROC曲线分析,得到AUC为80.64%(如图B)。与非肝癌患者相比,肝癌患者的POD值显著升高。这些数据表明,基于OTU标记物的POD值在诊断早期肝癌与非肝癌的诊断潜力巨大。
在验证阶段,56例健康、30例早期肝癌和45例晚期肝癌志愿者的数据用来验证POD值的诊断功效。30例早期肝癌与56例健康志愿者相比,POD值显著升高,AUC值为76.80%(如图B),说明POD值在早期肝癌的诊断中效果显著。为了验证POD值的特异性,比较了56例早期肝癌与45例晚期肝癌的POD值,结果显示晚期肝癌患者的POD值显著升高,AUC值为80.40%(如图C),说明POD值在晚期肝癌的诊断中效果也十分显著。
除此之外,为了进一步验证POD值的潜力以及适用范围,18例新疆肝癌和80例郑州肝癌患者来进行独立验证。18例新疆、80例郑州肝癌患者与56例健康志愿者相比,POD值显著地高;18例新疆肝癌患者与56例健康志愿者构建ROC曲线,AUC值为79.20%(如图D);80例郑州肝癌患者与56例健康志愿者构建ROC曲线,AUC值为81.70%(如图E)。这些结果表明,POD值对不同地域的肝癌诊断具有强大的诊断效果。
水稻时间序列回归分类,随机森林挖掘生育期相关的biomarker。其实挖掘方法不仅有随机森林,在几十种方法,如alphaGO的深度学习,是Nature近5年来最高引的领域,不限学科。上次白老师讲过高盐引起高血压的文章,他们使用Adaboost方法进行分类,效果更好。
只要功夫深,套路得人心
PPT下载链接:http://bailab.genetics.ac.cn/markdown/papers/1809Gut/2018-Gut.pdf
视频下载链接:http://bailab.genetics.ac.cn/markdown/papers/1809Gut/2018-Gut-0907.wmv
腾讯视频在线观看:https://v.qq.com/x/page/i0779y587vo.html
点击阅读原文,跳转文章主页
为鼓励读者交流、快速解决科研困难,我们建立了“宏基因组”专业讨论群,目前己有国内外2200+ 一线科研人员加入。参与讨论,获得专业解答,欢迎分享此文至朋友圈,并扫码加主编好友带你入群,务必备注“姓名-单位-研究方向-职称/年级”。技术问题寻求帮助,首先阅读《如何优雅的提问》学习解决问题思路,仍末解决群内讨论,问题不私聊,帮助同行。
学习扩增子、宏基因组科研思路和分析实战,关注“宏基因组”
点击阅读原文,跳转最新文章目录阅读
https://mp.weixin.qq.com/s/5jQspEvH5_4Xmart22gjMA
Archiver|手机版|科学网 ( 京ICP备07017567号-12 )
GMT+8, 2024-9-1 19:25
Powered by ScienceNet.cn
Copyright © 2007- 中国科学报社