第4章

第4章 数据处理与质量控制

Data Processing and Quality Control
本章摘要 质谱单细胞数据的处理有公认的主干:肽段-谱图匹配先经过滤,再逐层聚合为肽段与蛋白,每一步都伴随归一化、缺失诊断与批次校正。本章先解剖定量矩阵的三层结构与质量控制指标,再介绍 Bioconductor 的 scp 包如何把这套流程变成可复现的代码,随后逐节展开标准化流程、缺失值、载体假象与批次效应四个关键决策点。

单细胞质谱数据的原始形态是几百次采集、每次数万张谱图;分析者最终需要的是一张"细胞 × 蛋白"的定量矩阵。从前者到后者,每一步都在与三类缺陷作战:信号太弱导致的缺失、多重标记引入的定量失真、以及批次之间的系统性漂移。处理流程不是"跑个脚本",而是一连串需要交代动机的统计决策。

本章的骨架是领域走向标准化的共识流程:4.1 节给出数据结构与质量控制语言,4.2 节介绍承载它的软件骨架,4.3 节把标准流程从头到尾走一遍;4.4 至 4.6 节分别深挖三个最容易做错的决策点——缺失值填补、载体扣除与批次校正。学完本章,Galaxy 教程里的每一个参数都应该不再神秘。

4.1
定量矩阵的解剖:PSM、肽段与蛋白
三层定量结构;样品/载体比、变异系数与缺失率三项质量控制指标的含义与阈值。
4.2
scp 包与 QFeatures:可复现流程的骨架
以对象管理多层定量的设计思想;readSCP 到函数式流水线;Galaxy 图形化入口。
4.3
标准化流程:从 PSM 过滤到蛋白矩阵
社区共识的八步流程;每一步的统计动机与 Galaxy 教程的默认参数。
4.4
缺失值:机制、填补与克制
完全随机缺失与非随机缺失的成因差异;何时填补、何时不填补;敏感性分析。
4.5
载体的代价:多重标记的定量假象
载体通道带来的比值压缩与串扰;扣除与过滤策略;载体比阈值的含义。
4.6
批次效应:诊断、设计与校正
批次从哪里来;参考通道与随机化为何先于算法;ComBat 的适用条件。