scanpy踩坑实录

源代码 2024-9-9 08:23:44 64 0 来自 中国
一样平常瞎掰

  迩来在分析scRNA-seq的数据,三个样本数据不大,用Seurat分析真的很香!奈何又要下载公共数据的样本,如许一捣腾,Seuart倒显得有些力有未逮了,何也?没成想公共数据提供的矩阵内里有48万多个细胞,加上自有的两万多个细胞,共有50多万个细胞,这数据量用Seuart处置惩罚多少有点费劲了,怎么办?以是,很自然地就想到了scanpy,python处置惩罚大数据的本领比起R还是没话说的。但是,习惯了Seuart,忽然转到较为陌生的scanpy,不知不觉就花了很多多少时间在踩坑上面,特此纪录一下。
踩坑1

  scanpy对象的.X属性内里存储的是表达矩阵,但是这个矩阵会随着处置惩罚步调一直厘革,如normalize、log1p步调后,内里就变成尺度化的log矩阵了,就不再是原始count值了,并不会像Seuart那样会分别存储原始矩阵和处置惩罚后的矩阵。多样本的对象归并前最好不要做任何数据处置惩罚步调,否则就要留意了。像本人在归并自有数据和公共数据时,先处置惩罚了自有数据随后归并公共数据,然后就遇到了下图中的题目。本身还在网上各种查找办理题目标办法,还别说真有遇到同样题目标环境,不外给出的答案也没法办理。
  其时并没有反应过来,现在想来这个坑还是本身挖的,缘故起因就在于,在归并自有和公共数据前,先处置惩罚了自有数据,以是内里的矩阵值是尺度化的log值,归并公共数据后再对数据做normalize、log1p时产生了很多nan值,从而引发这个错误。想想真是无语至极,此处省略一万字的心田活动。
  不外,话说返来,踩坑也并不美满是坏事,如许以后归并差别的样本对象时,就知道怎么做了。假如再遇到同样的题目,起首就会知道应该先查抄对象矩阵内里是不是原始count值。
踩坑2

  scanpy对象内里生存原始count矩阵,实在对于这个需求scanpy已经提前想到了,以是scanpy对象预留了.raw属性来存储。固然,这个属性只能生存scanpy对象不能直接只生存表达矩阵,假如想只生存矩阵可以自界说一个属性来存储。那么,题目来了,自界说属性实在并不安全,数据处置惩罚过程中有大概丢失。这到底怎么回事呢?看看下面一段代码:
import scanpy as scadata = sc.read_h5ad('pbmc3k_scanpy.h5ad')adataAnnData object with n_obs × n_vars = 2700 × 32738    var: 'gene_ids'adata.count = adata.Xadata.count<2700x32738 sparse matrix of type '<class 'numpy.float32'>'        with 2286884 stored elements in Compressed Sparse Row format>adata.var["mt"] = adata.var_names.str.startswith("MT-")sc.pp.calculate_qc_metrics(adata, qc_vars=["mt"], percent_top=None, log1p=False, inplace=True)sc.pp.filter_cells(adata, min_genes = 200)sc.pp.filter_genes(adata, min_cells = 3)adata = adata[(adata.obs.total_counts > 500) & (adata.obs.n_genes > 300) & (adata.obs['pct_counts_mt'] <= 5), :]adataView of AnnData object with n_obs × n_vars = 2633 × 13714    obs: 'n_genes', 'n_genes_by_counts', 'total_counts', 'total_counts_mt', 'pct_counts_mt'    var: 'gene_ids', 'n_cells', 'mt', 'n_cells_by_counts', 'mean_counts', 'pct_dropout_by_counts', 'total_counts'adata.countTraceback (most recent call last):  File "<stdin>", line 1, in <module>AttributeError: 'AnnData' object has no attribute 'count'  从上面的代码可以知道,假如对象接纳雷同R数据框情势的方式筛选子聚会会议丢失掉自界说属性。以是,用自界说属性方式存储原始矩阵时,得要包管背面没有如许方式的取子集操纵,否则属性丢了都不知道。
  固然,我们可以用.raw属性来生存原始的对象,如许原始矩阵也就会一同被保存下来。而且这个方式不会因为子集操纵而丢失,是不是就可以随意操纵了呢?看看下面的代码:
adata = sc.read_h5ad('pbmc3k_scanpy.h5ad')adataAnnData object with n_obs × n_vars = 2700 × 32738    var: 'gene_ids'adata.raw = adataadata.raw.count<2700x32738 sparse matrix of type '<class 'numpy.float32'>'        with 2286884 stored elements in Compressed Sparse Row format>adata.var["mt"] = adata.var_names.str.startswith("MT-")sc.pp.calculate_qc_metrics(adata, qc_vars=["mt"], percent_top=None, log1p=False, inplace=True)sc.pp.filter_cells(adata, min_genes = 200)sc.pp.filter_genes(adata, min_cells = 3)adata = adata[(adata.obs.total_counts > 500) & (adata.obs.n_genes > 300) & (adata.obs['pct_counts_mt'] <= 5), :]adataView of AnnData object with n_obs × n_vars = 2633 × 13714    obs: 'n_genes', 'n_genes_by_counts', 'total_counts', 'total_counts_mt', 'pct_counts_mt'    var: 'gene_ids', 'n_cells', 'mt', 'n_cells_by_counts', 'mean_counts', 'pct_dropout_by_counts', 'total_counts'adata.raw.X<2633x32738 sparse matrix of type '<class 'numpy.float32'>'        with 2254830 stored elements in Compressed Sparse Row format>adata.X = adata.raw.XTraceback (most recent call last):  File "<stdin>", line 1, in <module>  File "~/.local/lib/python3.6/site-packages/anndata/_core/anndata.py", line 696, in X    f"Data matrix has wrong shape {value.shape}, "ValueError: Data matrix has wrong shape (2633, 32738), need to be (2633, 13714).  从上面的代码可以看到,.raw.X确实生存了原始矩阵,而且也没有被取子集操纵影响,可以说没有一点厘革还是保存了全部细胞。固然,使用这种方式还是有利益的,方便后续直接使用,因为scanpy有些步调可以指定使用原始矩阵,默认就是从这个属性内里读取的。
  以是,从上面两种方式可以得知,想要在对象内里保存原始矩阵,需要留意时间节点,否则原始矩阵与正在使用的矩阵维度差别,也没法直接使用原始矩阵。
结束语

  scanpy的处置惩罚数据的过程基本与Seuart保持同等,完全可以类比,假如认识Seurat的使用,那么使用scanpy的学习本钱就会低落不少。一样平常按照通例分析流程,也不会遇到什么题目。假如举行一些个性操纵,就要留意scanpy的特性了,否则不出不测的话就会出现不测了。在不认识的环境下,来一些非通例操纵就出现了不测,说不定就会像咱一样晕乎乎的走一些弯路。因此,既然要举行数据分析了,势必会举行如许那样的操纵,以是分析前还是有必要先看看文档认识一下scanpy,正所谓磨刀不误砍柴工嘛,如许做大概后续可以制止不少的贫苦。


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