四、差异表达分析
**(1)为什么需要专门的统计方法** RNA-seq count数据具有以下统计特征: - 非负整数(计数数据) - 均值与方差相关(高表达基因的方差也大) - 存在过度离散(overdispersion,方差>均值) - 很多基因在部分样本中count为0(零膨胀) 因此不能使用普通t检验或ANOVA,需要专门的方法。 **(2)DESeq2** 基于负二项分布(Negative Binomi...
📖 定义
(1)为什么需要专门的统计方法
RNA-seq count数据具有以下统计特征:
- 非负整数(计数数据)
- 均值与方差相关(高表达基因的方差也大)
- 存在过度离散(overdispersion,方差>均值)
- 很多基因在部分样本中count为0(零膨胀)
因此不能使用普通t检验或ANOVA,需要专门的方法。
(2)DESeq2
基于负二项分布(Negative Binomial)模型:
1. 估计大小因子(Size Factor):校正测序深度差异
$$size_factor_i = median_j \left( \frac{K_{ij}}{\left( \prod_{v=1}^{m} K_{vj} \right)^{1/m}} \right)$$
2. 估计离散度(Dispersion):每个基因的变异程度
- 使用经验贝叶斯收缩(shrinkage)稳定低表达基因的离散度估计
3. 拟合广义线性模型(GLM):
$$K_{ij} \sim NB(\mu_{ij}, \alpha_i)$$
$$\log_2(\mu_{ij}) = \beta_0 + \beta_1 \cdot condition_j$$
4. Wald检验:检验系数β₁是否显著不为0
5. 多重检验校正:使用Benjamini-Hochberg方法控制FDR
(3)edgeR
同样基于负二项分布,但使用不同的离散度估计策略:
- 使用经验贝叶斯(empirical Bayes)从所有基因中借用信息
- 对小样本量(n<5)有较好的表现
差异表达基因的筛选标准:
- |log₂FC| ≥ 1(表达量变化≥2倍)
- padj < 0.05(校正后p值)