基于Tree-Based LASSO的微生物组子结构回归分析

摘要

人体微生物成分和功能变化对其表型或疾病有着重要的影响,在研究微生物对人体影响时不能仅仅考虑单个微生物动态,还应考虑分类水平下群落的整体影响.为此,提出一种基于tree-based LASSO的微生物组子结构回归分析方法,以分析微生物群落与人体表型之间的关联影响.首先,结合系统发育树结构,构建一种新的惩罚函数逐节点分析树结构;其次,对148个样本进行复杂和稀疏子结构回归对比实验及系数评估,对位于不同子结构上菌种的回归系数进行结果对比分析,并与传统LASSO方法进行比较.结果表明,该方法能够突出微生物群落树结构的影响.在测试节点上的回归系数分别为0.122和0.127,优于传统LASSO方法的回归系数0.106和0.118,从而验证该方法识别菌落结构的优势,因此能更好地分析微生物群落与人体表型之间的关联.