Olink 数据分析教程:常见工具、软件和 R 包推荐
在使用 Olink Explore 或 Explore HT 平台进行蛋白组学研究后,科研人员最终获得的核心结果通常是 NPX(Normalized Protein eXpression)矩阵。然而,NPX 数据并非即插即用,要获得可靠的差异蛋白、通路信息和整合结果,需要系统的数据处理与分析流程。本文将系统介绍 Olink 数据分析的基本步骤,并推荐常用的软件和 R 包,帮助科研团队高效完成从原始矩阵到可发表结果的转化。
一、Olink 数据分析的基本流程
1、NPX 数据的预处理
(1)质量控制:去除LOD(检测下限)以下比例过高(>20%)的蛋白;
(2)缺失值填补:常用方法包括中位数填补或KNN填补;
(3)批次校正:通过Olink内部标准化或R包(如limma的removeBatchEffect)控制跨板效应。
2、差异分析与统计方法
(1) 组间差异检测:常用t检验、ANOVA或非参数检验,结合FDR调整;
(2) 倍数差异换算:ΔNPX可用公式 Fold Change = 2^(ΔNPX) 转换为倍数表达;
(3) 结果呈现:常用火山图(Volcano Plot)直观展示差异显著性和倍数变化。
3、生物学解读与下游分析
(1)功能注释:通过KEGG、Reactome等数据库识别相关通路;
(2)聚类与模式分析:热图、PCA、UMAP等方法揭示样本分组特征;
(3)多组学整合:与转录组、代谢组结合,提升生物学解释深度。
二、Olink 常用的分析工具与软件
1、图形化工具(适合初学者)
(1)Olink® Insights
① Olink官方提供的在线可视化平台,可快速生成火山图、热图和差异分析结果;
② 适合无编程经验的用户进行初步探索。
(2)Perseus
① 免费的蛋白组学数据处理软件,支持差异分析、聚类和通路注释;
② 操作界面友好,适合中小型项目的交互式分析。
2、Olink 常用统计软件
① GraphPad Prism:适合单变量统计分析和简单可视化;
② SPSS或R语言:适合复杂的多因素分析和建模。
三、Olink 数据分析常用 R 包推荐
1、预处理与差异分析
(1)limma
① 高效实现批次效应去除、线性模型差异分析;
② 适合中大型数据集的标准化分析流程。
(2)edgeR / DESeq2
① 原本用于RNA-seq,但对NPX矩阵也适用,支持归一化和差异检测;
② 特别适合具有重复样本的大型队列研究。
2、可视化与多维分析
(1) ggplot2:绘制火山图、箱线图、趋势图等;
(2)ComplexHeatmap:生成高质量热图和分组聚类;
(3) FactoMineR 与 factoextra:PCA、聚类分析及样本分布可视化。
3、生物学解读与通路分析
(1)clusterProfiler
① 支持KEGG、GO、Reactome通路富集分析;
② 可生成气泡图、条形图等高质量可视化。
(2)fgsea
① 快速实现GSEA(基因集富集分析),适合探索性项目;
② 对NPX差异表达排序数据直接适用。
四、常见问题与优化建议
1、NPX结果能否跨项目直接比较?
(1) 不建议,因不同板次的NPX归一化存在差异;
(2) 如需整合多批次,需进行额外的跨批次标准化。
2、如何处理LOD以下的低丰度蛋白?
(1)LOD比例低时,可用半LOD值替代,避免统计偏差;
(2)若LOD比例高,建议剔除该蛋白,或仅作定性参考。
3、差异筛选的常用阈值
(1) Fold Change ≥2 且 FDR <0.05 是常见标准;
(2)可根据项目性质(探索性 vs. 验证性)调整门槛。
Olink蛋白组学平台为科研人员带来高通量、低样本量的检测能力,但真正的价值在于高质量的数据分析和解读。通过合适的工具、R包和统计策略,NPX矩阵可以转化为具有临床与科学价值的结论。百泰派克生物科技凭借专业的分析团队和多平台集成能力,帮助科研团队从原始数据到成果转化,实现蛋白组学研究的高效落地。
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