蛋白质组学数据的缺失值填充

缺失值填充在数据分析领域的预处理过程绕不过去的一个坎,蛋白质组学也不例外,简单记录下,可能有些地方有其特殊之处。

  • 分析缺失值来源:完全随机缺失(MCAR,如质谱仪抖动,对数据影响无偏好性,均一分布),随机缺失(MAR,依赖于其他观测变量,如时间梯度越长采集越可能出现缺失值),非随机缺失(MNAR,依赖观测变量自身,如某些蛋白含量在仪器检测限以下)。一般我们默认缺失值属于MCAR或MAR机制类。

  • 缺失值在蛋白质组数据中的表现形式:0,NA,NaN,Filtered等。

  • 如果数据量多,缺失值比例少,认为删除所有缺失值对结果不会有影响,则可简单删掉。但数据中缺失值比例比较大时(如大于30%),不建议直接删除。

  • DDA labelfree一般较多,10%-50% 的缺失值。过滤标准不定,如一个蛋白中三个重复,2个有值,建议保留,1个有值,严格一点考虑过滤掉。

  • 不建议用均值、中位值或最小值来进行填充。

  • 常用方法:KNN,Sequential KNN,MI,RandomForest等,所有方法都是基于现有的数据来进行填充的。

  • KNN(K近邻):常用于分类的监督学习方法,首先计算测试数据与各个训练数据之间的距离;然后按照距离递增关系进行排序;选取距离最小的K个点;确定前K个点所在类别的出现频率;最后返回前K个点中出现频率最高的类别作为测试数据的预测分类。
    缺失值填充过程:先计算目标对象(含缺失值的肽段或蛋白)与其他对象之间的距离(一般默认为欧氏距离,其他对象是无缺失值的),再选择K个(预先设定)距离最近的对象,然后将对应位置的数值进行平均或加权,最后得到的数值用来表征该缺失值的大小。

impute::impute.knn(data, #矩阵
  k=10,  #预设近邻数,默认10
  rowmax=0.5, #当某行的缺失值占比超过50%,则用整个样本的均值填充
  colmax=0.8) #当任何一列中缺失值占比80%,计算终止并报错
  • Sequential KNN(有序K近邻):KNN方法的升级,一般用于处理缺失值比例高的数据。但缺失值如果太多了,不建议保留。
    填充过程:首先根据数据中每个对象缺失值的比例进行排序(sequential),从比例最小的那个对象开始计算,对K个近邻的值进行平均或加权计算填充,这个填充后的对象也会加入后续其他对象缺失值填充的计算当中。
SeqKnn::SeqKNN(data, k=10)
  • MI(多重插补):细分的方法有很多,主要有三部分:一是mice,将包含缺失值的原始数据集生成几个完整的数据集(3-10个无缺失值的数据集),再把所有填充值的平均值作为最终的填充结果;第二with,使用标准方法,如线性回归模型/广义线性模型等,对这几个完整的数据集进行统计分析(不是评价好坏);第三pool,整合模型分析的结果,输出最终结果。
data(sleep,package="VIM")
# 1st
imp=mice::mice(sleep,
    m=5, #生成完整数据集个数
    defaultMethod="pmm", #填充方法
    seed=1234) #保证重复性
# 2nd
fit=with(imp,lm(dream~span+Gest)) #选择线性模型对填充数据集分析
# 3rd
pooled=pool(fit) #整合最终结果
summary(pooled)
  • RF(随机森林):将含有缺失值的数据按列分开,先用该列的均值进行填充,然后利用完整数据(相当于训练集)构建随机森林模型,最后利用该模型对含有缺失值的数据(相当于测试集)进行预测,并可对预测的结果进行评价。

  • 没有哪种方法一定最好,具体问题具体分析。可以用几种方法填充后比较。也可用一些现有的工具评价,如NAguideR可比较评估23种缺失值填充方法,帮助我们从中选择最好的一种。

Ref:https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzI3MTM3OTExNQ==&mid=2247484057&idx=1&sn=0a3fa0da1dde77f0e977cb3fcb573a66&chksm=eac3fd5dddb4744b440845fb75d994cbd0c773e8280cd907c2f72da77515c39fdeae544ce312&mpshare=1&scene=1&srcid=1209Hxtx8mNCCaedk40oGF3j&pass_ticket=8fOmiD4N2xGG%2Fiu8B8fMK8DktTDRegr9wAx9HJzsHskRUH2qZsWItq9%2FfUMxDKlS#rd#userconsent#

最后编辑于
©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 194,088评论 5 459
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 81,715评论 2 371
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 141,361评论 0 319
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 52,099评论 1 263
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 60,987评论 4 355
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 46,063评论 1 272
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 36,486评论 3 381
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 35,175评论 0 253
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 39,440评论 1 290
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 34,518评论 2 309
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 36,305评论 1 326
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 32,190评论 3 312
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 37,550评论 3 298
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 28,880评论 0 17
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 30,152评论 1 250
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 41,451评论 2 341
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 40,637评论 2 335