臨床代謝組學研究常見問題（一）

分享一些我們舉辦完第一期微信公開課——臨床代謝組學研究策略后，所收集到的常見問題，供大家學習和參考。

Q：如何設(shè)置驗證集和測試集？

A：按我理解你想問的問題是：training set訓練集和test set測試集的設(shè)置問題。我們做分析化學、生物化學或者分子生物學的初學者通常會混淆這幾個數(shù)據(jù)集概念，通常是我們中文翻譯產(chǎn)生的歧義。

機器學習中，數(shù)據(jù)通常分為三類：Training Set訓練集，Validation Set驗證集，和Test Set測試集。B.D. Ripley在他的‘Pattern Recognition and Neural Networks’ Cambridge University Press, 1996, ISBN 0-521-46086-7 書中做了如下定義和分類。

訓練集Training Set: A set of examples used for learning, which is to fit the parameters [i.e., weights] of the classifier. 訓練模型或模型參數(shù)調(diào)試

驗證集Validation Set: A set of examples used to tune the parameters [i.e., architecture, not weights] of a classifier, for example to choose the number of hidden units in a neural network. 模型或參數(shù)的優(yōu)化及確定

測試集Test Set: A set of examples used only to assess the performance [generalization] of a fully specified classifier. 純粹測試已建立模型的預(yù)測能力

那么比較理想的分類的百分比是，我建議大人群的隊列研究（樣本量比較大，如 >100以上）

現(xiàn)實情況一般受樣本量大小限制，從而演變成這樣

而代謝組學研究中，樣本量極少的實驗，如細胞實驗、動物實驗的代謝組學數(shù)據(jù)，也會看到不嚴謹的做法（往往也被接受）是：

Q：細胞樣品如何收集？使用不含EDTA的胰酶還是用刮刀收集？二者哪個更好？

A：細胞樣本我們發(fā)現(xiàn)貼壁的細胞用刮刀的方式檢測的代謝物種類比較多，但是重復(fù)性取決于細胞的種類和實驗人員本身的技術(shù)水平。所以我們實驗室在大規(guī)模收集細胞樣本的時候通常采用消化的方法。

Q：檢測的樣本是血漿嗎？血漿中小分子大分子物質(zhì)都很多，小分子的檢測會受到大分子的干擾嗎？

A：您好，代謝組學可以用血漿、血清、DBS等等。在檢測之前，我們必須采用高比例的有機溶劑進行蛋白沉淀和代謝物的提取。大分子的小肽和蛋白會發(fā)生化學變性，離心沉淀或采用過濾的方式去除蛋白，從而避免大分子物質(zhì)對內(nèi)源性小分子代謝物產(chǎn)生干擾。蛋白沉淀及代謝物提取方法需經(jīng)過方法學優(yōu)化及考察，否則也會大大影響小分子物質(zhì)的提取效率。

Q：請問麥特繪譜對呼出氣代謝組學研究有涉及嗎？

A：有的。這項研究在慢性阻塞性肺疾病COPD的研究中比較成熟，我們在肺癌、胃癌等疾病研究中已經(jīng)做過了一些探索。

Q：組合的判斷能介紹一下嗎？

A：差異代謝物組合的判斷是需要技巧的，并不是說數(shù)學上統(tǒng)計出來p<0.05的top的組合就可以了，不懂生物學和醫(yī)學的專門研究模型的一直在這么做。組合的優(yōu)化一定是統(tǒng)計模型+代謝通道兩者兼顧再優(yōu)化的結(jié)果，是“代謝組學驅(qū)動下的分子生物學機制研究”。

Q：標準血清在基于液質(zhì)的代謝組學研究中也一樣適用嗎？

A：NIST SRM1950是美國標準品物質(zhì)研究所提供的，我們用這份標本實現(xiàn)了在不同國家、不同實驗室、不同儀器設(shè)備、不同時間采集的數(shù)據(jù)矯正，保證我們兩國（中美）四地（上海、杭州、北卡、夏威夷）產(chǎn)生的數(shù)據(jù)的整合。我們定量代謝組學的平臺用這份樣本作為獨立外部質(zhì)控。所以，不管是氣質(zhì)還是液質(zhì)平臺，這份標本都適用，并且是未來實現(xiàn)全球代謝組學數(shù)據(jù)統(tǒng)一的唯一機會。

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