3張圖達(dá)到6+？CNS寶藏級(jí)熱點(diǎn)“腸道菌群”的純生信分析，讓您不再受困于樣本和經(jīng)費(fèi)
?? ?不止一位小云朵和我反饋，在腫瘤的各種模型構(gòu)建中，是否有一種方向上的大創(chuàng)新，而不只是在基因集上做小調(diào)整。那么，今天小云推薦給大家的就是一位重量級(jí)選手“腸道菌群”。
? ? ?“免疫治療”和“腸道菌群”的關(guān)系，那可是大有淵源的。近幾年來(lái)，《Science》雜志發(fā)表近10篇論述腸道微生物影響腫瘤免疫治療研究的文章。比如下面這篇封面文章就基于38名接受抗PD-1檢查點(diǎn)抑制劑和4名接受抗CTLA4治療的黑色素瘤患者證明了腸道菌群是預(yù)測(cè)患者免疫反應(yīng)的重要指標(biāo)。
? ? ? 然而，過(guò)去的基于 “免疫治療”和“腸道菌群”研究課題，需要研究者能招募到經(jīng)過(guò)免疫治療的臨床腫瘤患者，收集患者治療前后的糞便/血清等樣本，再基于測(cè)序才能進(jìn)行這項(xiàng)研究。這一定程度上限制了部分研究者。因此，利用公共數(shù)據(jù)進(jìn)行腸道菌群挖掘，就是我們今天給大家分享的重點(diǎn)。
? ? ? 腸道菌群的公共數(shù)據(jù)怎么找了？可用數(shù)據(jù)多嗎？那我們可以解答下這些問(wèn)題。我們以相對(duì)最全的數(shù)據(jù)庫(kù)NCBI的GEO為例，檢索宏基因組測(cè)序發(fā)現(xiàn)，目前已有961套宏基因組測(cè)序數(shù)據(jù)，可用的疾病方向還是很廣的（下圖）。
? ? ? ?除了GEO這個(gè)整合平臺(tái)之外，近年來(lái)還涌現(xiàn)出一些腸道菌群專門(mén)的數(shù)據(jù)庫(kù)，比如gutMGene、CRAMdb、GMrepo和gutMEGA等，也可以供腸道微生物的挖掘和分析，我們會(huì)在后續(xù)內(nèi)容中逐步給大家展示，歡迎大家持續(xù)關(guān)注。
? ? ? ? ?那么今天給大家分享的這篇文獻(xiàn)和思路，是基于網(wǎng)絡(luò)公開(kāi)數(shù)據(jù)的生信分析，性價(jià)比極高，希望能幫助到大家。（如果沒(méi)有分析思路或者文獻(xiàn)復(fù)現(xiàn)有困難，可以找小云，超多創(chuàng)新性高的分析思路和分析服務(wù)供你選擇?。?/strong>
? ? ?l?題目：探討腸道微生物預(yù)測(cè)非小細(xì)胞肺癌免疫治療的效果? ? ? ? ?
? ? ?l?雜志：Cancers（Basel）
? ? ?l?影響因子：IF=6.575
? ? ?l?發(fā)表時(shí)間：2022年11月
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?數(shù)據(jù)信息
數(shù)據(jù)集/隊(duì)列? ? ? ? 數(shù)據(jù)庫(kù)? ? ? ?數(shù)據(jù)類(lèi)型? ? ? ??樣本信息
PRJNA866654? ? ? ? ? ??GEO? ? ? ? ? ? ? ? ? 測(cè)序數(shù)據(jù)? ? ? ? ? ? ? ?6例長(zhǎng)生存期和3例短生存期
PMID: 29097494? ? ? ? ?GEO? ? ? ? ? ? ? ? ??測(cè)序數(shù)據(jù)? ? ? ? ? ? ? ?7例長(zhǎng)生存期和34例短生存期
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ??研究思路
? ? ? ? ? ?基于GEO公共數(shù)據(jù)集，共獲取了2個(gè)數(shù)據(jù)集。數(shù)據(jù)集為非小細(xì)胞肺癌（NSCLC）患者在進(jìn)行PD-1免疫抑制劑治療后，根據(jù)患者無(wú)進(jìn)展生存期（PFS）長(zhǎng)短，分為短生存期（小于3個(gè)月）和長(zhǎng)生存期（大于6個(gè)月）；使用MetaPhlAn對(duì)這些患者腸道微生物組的宏基因組測(cè)序數(shù)據(jù)進(jìn)行分類(lèi)；使用UproC和KEGG Orthology構(gòu)建微生物組功能注釋譜。將差異菌群進(jìn)行分類(lèi)并構(gòu)建疾病預(yù)后模型。
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ??分析思路
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 分析結(jié)果
? ? ? ? ? ? 1. 長(zhǎng)生存期和短生存期患者腸道微生物組的分類(lèi)差異
? ? ? ? ? ? ?免疫治療后的長(zhǎng)生存期（>6個(gè)月）和短生存期（<3個(gè)月）患者腸道微生物組的α多樣性β多樣性表現(xiàn)出一些區(qū)別，但是差異并不顯著。利用菌群組成差異來(lái)進(jìn)行樣本分類(lèi)，效果并不明顯。
? ? ? ? ? ? ?2. 長(zhǎng)生存期和短生存期患者腸道微生物組的功能差異分析
? ? ? ? ? ? ?基于Pfam和KEGG對(duì)兩組患者腸道微生物組的功能分析發(fā)現(xiàn)DS1組（作者前期自測(cè)數(shù)據(jù)）中有?171 和?163 蛋白家族表現(xiàn)出顯著性差異(p-value ≤ 0.05);而DS1組（公共數(shù)據(jù)中的測(cè)序數(shù)據(jù)）中給出213和239 差異基因。
? ? ? ? ? ? ? ? ? 3. 基于菌群物種和功能基因的隨機(jī)森林預(yù)測(cè)分值分布
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? ? ? ? ? ? ? ?4. 隨機(jī)森林預(yù)測(cè)模型及MLP預(yù)測(cè)模型的表現(xiàn)驗(yàn)證
? ? ? ? ? ? ? 基于隨機(jī)森林模式構(gòu)建的預(yù)測(cè)模型，其Pfam曲線獲得最佳F1分?jǐn)?shù)（85.2%）和最佳準(zhǔn)確度（92.8%）。MLP預(yù)測(cè)模型中，Pfam、KEGG、Orthology以及聯(lián)合預(yù)測(cè)的AUC分?jǐn)?shù)達(dá)到97%-100%，F(xiàn)1分?jǐn)?shù)達(dá)到98.4%-?99.9%。
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章小結(jié)
? ? ? ? ? ? ? ? ? ?通過(guò)這篇文章，我們可以看到腸道菌群在進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘方面也是可行的，包括腫瘤疾病的預(yù)后模型構(gòu)建，診斷模型等均可以實(shí)現(xiàn)，且這篇文章是基于宏基因組數(shù)據(jù)來(lái)進(jìn)行，那么基于16s或者基于代謝組的菌群測(cè)序數(shù)據(jù)，也可以作為公共數(shù)據(jù)進(jìn)行挖掘，后續(xù)我們給大家一一進(jìn)行分享。
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 小云悄悄話
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? ? ? ? ? ? ? ? 綜合來(lái)講，通過(guò)這篇文章，我們可以看到腸道菌群在進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘方面也是可行的，包括腫瘤疾病的預(yù)后模型構(gòu)建，診斷模型等均可以實(shí)現(xiàn)，且這篇文章是基于宏基因組數(shù)據(jù)來(lái)進(jìn)行，那么基于16s或者基于代謝組的菌群測(cè)序數(shù)據(jù)，也可以作為公共數(shù)據(jù)進(jìn)行挖掘，后續(xù)我們給大家一一進(jìn)行分享。
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