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基于气相色谱-质谱的尿液代谢组学技术结合化学计量学用于戊二酸血症Ⅰ型早期检测研究
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作者 肖雯 牛芊芊 +2 位作者 孙智勇 杨琴 吴本清 《分析测试学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第11期1577-1583,共7页
采用气相色谱-质谱联用技术结合化学计量学,针对高维小样本的疾病代谢组学图谱建立高性能的戊二酸血症Ⅰ型(GA-Ⅰ)早期检测模型。基于偏最小二乘判别分析(PLS-DA)的共线性处理和数据解释优势,自助抽样法(Bootstrap)通过数据扰动方式集... 采用气相色谱-质谱联用技术结合化学计量学,针对高维小样本的疾病代谢组学图谱建立高性能的戊二酸血症Ⅰ型(GA-Ⅰ)早期检测模型。基于偏最小二乘判别分析(PLS-DA)的共线性处理和数据解释优势,自助抽样法(Bootstrap)通过数据扰动方式集成多个模型的变量选择能力,挑选出能够持续被筛选的变量实现稳健特征筛选(BS-PLSDA)。对于GA-Ⅰ的尿液代谢组学图谱,在两种逐步增大训练集之间样本差异的比例划分(7:3和6:4)下,载荷(LW)、变量投影重要性(VIP)、显著性多元相关(sMC)3种信息向量对应的BS-PLSDA均优于其单独PLS-DA建模的特征变量筛选稳健性。在样本划分比例为7:3时,BS-VIP-PLSDA的Kuncheva指数高达0.807 5。筛选出的稳健特征变量与文献报道的诊断指标一致,不仅真正解释组别间的差异与GA-Ⅰ的代谢机理密切相关,且BS-LW-PLSDA、BS-VIP-PLSDA和BS-sMC-PLSDA展示了良好的预测性能,受试者工作特征曲线下面积均值分别为0.773 9、0.854 8和0.847 1,马修斯相关系数均值分别为0.671 9、0.783 8和0.801 3。与支持向量机递归特征消除法(SVM-RFE)相比,在采用相同的集成特征选择策略下,尽管非线性径向基核函数对应的BS-RBF-SVMRFE可获得高建模性能,但数据解释能力较低。该研究提出的BS-PLSDA可兼顾建模性能和模型解释能力,符合实际临床需求,对GA-Ⅰ早期检测、辅助诊断和疾病机理研究具有很好的指导意义。 展开更多
关键词 戊二酸血症Ⅰ型 早期检测 气相色谱-质谱 偏最小二乘判别分析 自助抽样法 稳健特征筛选
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基于UHPLC-QE-Orbitrap MS技术结合网络分析和化学计量学用于钴胺素C缺乏症的临床表型系统表征和预测
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作者 李泽宇 刘小荧 +5 位作者 纪国富 周伟 姜盼盼 杨琴 吴本清 杨艳玲 《分析测试学报》 北大核心 2025年第6期985-994,共10页
采用UHPLC-QE-Orbitrap MS技术结合网络分析和化学计量学建立钴胺素C(cblC)缺乏症的临床表型系统表征和预测模型,利用尝试解开其复杂性。基于UHPLC-QE-Orbitrap MS技术在正、负模式下采集的血液非靶向代谢组学图谱,利用数据驱动网络算法... 采用UHPLC-QE-Orbitrap MS技术结合网络分析和化学计量学建立钴胺素C(cblC)缺乏症的临床表型系统表征和预测模型,利用尝试解开其复杂性。基于UHPLC-QE-Orbitrap MS技术在正、负模式下采集的血液非靶向代谢组学图谱,利用数据驱动网络算法Connect the Dots(CTD)快速搜索高连通的扰动代谢物,化学计量学算法学习其组别间复杂微小变化模式。通过对两种临床表型(癫痫和代谢综合征)的研究,结果表明CTD算法识别出的扰动代谢物子集展示出高度的临床表型特异性,且涉及的富集通路扰动均被报道与癫痫和代谢综合征的致病机制密切相关。进一步,CTD算法能够量度高连通扰动代谢物间的协变信息,构建主要疾病模块系统地表征癫痫和代谢综合征的复杂致病机制。识别出的扰动代谢物作为特征变量集,采用5-折交叉验证,偏最小二乘判别分析、支持向量机和随机森林的受试者工作特征曲线下面积预测均值分别为0.849、0.897和0.909(癫痫),0.889、0.931和0.921(代谢综合征),马修斯相关系数预测均值分别为0.667、0.668和0.723(癫痫),0.686、0.696和0.787(代谢综合征)。上述结果表明了提出的计算方法在揭示cblC缺乏症的临床表型复杂性和指导其个性化诊断策略方面的有效性。 展开更多
关键词 钴胺素C缺乏症 临床表型系统表征和预测 UHPLC-QE-Orbitrap MS CTD网络算法 化学计量学算法 个性化诊断
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