Comprehensive evaluation of transcriptome-based cell-type quantification methods for immuno-oncology

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1. Comprehensive evaluation of transcriptome-based cell-type quantification methods for immuno-oncology Bioinformatics,

   35, 2019, i436–i445 doi: 10.1093/bioinformatics/btz363, ISMB/ECCB 2019 Gregor Sturm, Francesca Finotello, Florent Petitprez, Jitao David Zhang, Jan Baumbach, Wolf H. Fridman, Markus List, and Tatsiana Aneichyk 田口善弘＠物理.中央大学 ISMB/ECCB 2019読み会 み会 会 https://atnd.org/events/107445 2019/8/22 @早稲田大学 西早稲田キャンパス 52号館 101教室

2. 目的： バルク（臓器）レベルの臓器）レベルの遺伝子レベルの遺伝子発現プロ遺伝子発現プロファイルかプロファイルからセル・フラセル・フラ クションを予想するソフト予想するソフトの性するソフトの性能比ソフトの性能比較の遺伝子発現プロ性能比較 ポイントの性能比較： 複数の方法が提案さの遺伝子発現プロ方法が提案されていが提案されている提案されているが、されているソフトの性能比が提案されている、目的が必ずしも目的が提案されている必ずしも同じじゃずしも同じじゃない同じじゃないじじゃない の遺伝子発現プロで比較が難しい。比較が提案されている難しい。そこで「しい。そこで比較が難しい。「これだ！」と基準を決め打ち基準を決め打ちしたを予想するソフト決め打ちした上め打ちした上打ちした上ちした上上 で比較が難しい。強引に比較を行ってに比較を行ってみ比較を予想するソフト行ってみたよ！ってみ会 た上よ！ 方法が提案されてい： scRNA-seqを予想するソフト意図的に比較を行ってみ混ぜてバルクの遺ぜてバルクの遺伝子発現プロ遺伝子発現プロファイルかプロファイ

   ルを予想するソフトシミュレートの性能比較してどれくらセル・フラいあた上るソフトの性能比か調べたべた上 採択の理由：の遺伝子発現プロ理由： み会 んなの遺伝子発現プロ役に立つことをしに比較を行ってみ立つことをして（つこと基準を決め打ちを予想するソフトして（臓器）レベルの研究としてはあまりと基準を決め打ちしてはあまり魅力的でやり魅力的で比較が難しい。やり魅力的でやり た上い研究としてはあまりで比較が難しい。はない）レベルの遺伝子ツールを予想するソフト作って公開した＝って公開した＝ソサエテした上＝ソサエティへのソサエティへのへの遺伝子発現プロ 貢献度、目的が必ずしもで比較が難しい。はないか。 論文の問題点：の遺伝子発現プロ問題点： どの遺伝子発現プロ手法が提案されていが提案されているなぜよくて、目的が必ずしもなぜ悪いのかの考察はいの遺伝子発現プロかの遺伝子発現プロ考察はほぼ無い。はほぼ無い。無い。い。

3. 手法が提案されていの遺伝子発現プロ分類： Marker gene-based 「この遺伝子発現プロ遺伝子が提案されている発現プロファイルかしていればこの遺伝子発現プロセルタイプの遺伝子発現プロはず」と基準を決め打ち仮 定してセル・フラしてセル・フラクションを予想するソフト推定してセル・フラ。 Deconvolution-based 「この遺伝子発現プロセルはこの遺伝子発現プロ遺伝子発現プロファイルかプロファイルを予想するソフト持つはず」と仮定つはず」と基準を決め打ち仮定してセル・フラ して、目的が必ずしも実測されたバルクのされた上バルクの遺伝子発現プロ遺伝子発現プロファイルかプロファイルを予想するソフト再現プロファイルかす るソフトの性能比ように比較を行ってみセル・フラクションを予想するソフト推定してセル・フラ（臓器）レベルのた上と基準を決め打ちえば、目的が必ずしも線形和を仮定しを予想するソフト仮定してセル・フラし て重みをきめる、なみ会

   を予想するソフトきめ打ちした上るソフトの性能比、目的が必ずしもなど）レベルの遺伝子

4. 混ぜてバルクの遺合したセルの種類した上セルの遺伝子発現プロ種類・比率 予測されたバルクの混ぜてバルクの遺合したセルの種類率・手法が提案されてい おしなべて高い相関係数〜い相関係数の方法が提案さ〜0.7 テストの性能比較１：セル・フラクション予測されたバルクの

5. 確認： FACS vs バルク遺伝子発現プロファイルかプロ ファイルに比較を行ってみよるソフトの性能比予測されたバルクの 予測されたバルクの混ぜてバルクの遺合したセルの種類率・手法が提案されてい FACS(ALL+３実験実験)

6. 前ページの図をセページの図をセルタイの遺伝子発現プロ図を予想するソフトセルタイプごと基準を決め打ちに比較を行ってみ値を書いた。を予想するソフト書いた。いた上。 黄色： FACS<scRNA-seq合したセルの種類成 緑： FACS>scRNA-seq合したセルの種類成 大体ははFACSの遺伝子発現プロ方が提案されている 予測されたバルクのと基準を決め打ち近い。い。

7. テストの性能比較２：バックグランド（臓器）レベルの非immune cell）レベルの遺伝子の遺伝子発現プロ割合したセルの種類予測されたバルクの scRNA-seqからセル・フラ作って公開した＝った上混ぜてバルクの遺合したセルの種類比 ０ 1.０ 100%バックグラウンド ０なの遺伝子発現プロに比較を行ってみこれだけあるソフトの性能比と基準を決め打ち間違ったった上 ここまで比較が難しい。増やさないやさない と基準を決め打ち０と基準を決め打ち同じじゃないじレベルの遺伝子発現プロ 予測されたバルクのだった上

   予 測されたバルクの 割 合したセルの種類

8. 混ぜてバルクの遺合したセルの種類した上セルの遺伝子発現プロ種類・比率 予測されたバルクの混ぜてバルクの遺合したセルの種類率・手法が提案されてい ざっくり魅力的でやりいうと基準を決め打ち「ゼロの遺伝子発現プロと基準を決め打ちきはゼロ」と基準を決め打ち言える手法はかなえるソフトの性能比手法が提案されていはかなり魅力的でやりた上くさん 入れないとゼロのれないと基準を決め打ちゼロの遺伝子発現プロ時と差がでない（と基準を決め打ち差がでない（当たが提案されているで比較が難しい。ない（臓器）レベルの当たり前かも）た上り魅力的でやり前ページの図をセかも同じじゃない）レベルの遺伝子

9. テストの性能比較３実験：誤認識関係（臓器）レベルのセルタイプ・手法が提案されてい別、目的が必ずしもscRNA-seq合したセルの種類成）レベルの遺伝子 真実 予測されたバルクの 別の遺伝子発現プロセルタイプと基準を決め打ち予測されたバルクの 別の遺伝子発現プロセルタイプからセル・フラの遺伝子発現プロ誤予測されたバルクの 正しい予測しい予測されたバルクの

10. 誤認識は過剰なバックグラウなバックグラウンドと基準を決め打ち予測されたバルクのを予想するソフト引に比較を行ってき起こす。誤認識がこす。誤認識が提案されている 多い成分を除くとい成分を予想するソフト除くとバックグラくと基準を決め打ちバックグラウンドの遺伝子発現プロ過剰なバックグラウ予測されたバルクのが提案されている減る（青→赤）るソフトの性能比（臓器）レベルの青→赤）レベルの遺伝子

11. セルタイプ別おすすめ打ちした上法が提案されてい

12. Rに比較を行ってみ実装して公開しましして公開した＝ソサエテしました上。 https://github.com/grst/immunedeconv 論文の問題点：の遺伝子発現プロ問題点： どの遺伝子発現プロ手法が提案されていが提案されているなぜよくて、目的が必ずしもなぜ悪いのかの考察はいの遺伝子発現プロかの遺伝子発現プロ考察はほぼ無い。はほぼ無い。無い。い。 但し、全手法はし、目的が必ずしも全手法が提案されていは高い相関係数〜 高い相関係数〜IF IF誌に掲載されていに比較を行ってみ掲載されている！されているソフトの性能比！ 誌に掲載されていに比較を行ってみ掲載されている！されているソフトの性能比！ Nat. Methods

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