富集分析(超几何分布)(Fisher's Exact Test)

如题所述

第1个回答  2022-06-14
超几何分布(hypergeometric)是统计学上一种离散概率分布。它描述了由有限个物件中抽出n个物件,成功抽出指定种类的物件的个数(不归还)。

超几何分布和Fisher's Exact Test是完全一模一样的原理,只是两种不同的称谓。

例如在有N个样本,其中m个是不及格的。超几何分布描述了在该N个样本中抽出n个,其中k个是不及格的机率:

上式可如此理解:n^N 表示所有在N个样本中抽出n个,而抽出的结果不一样的数目。
k^m 表示在m个样本中,抽出k个的方法数目。剩下来的样本都是及格的,而及格的样本有N-m个,剩下的抽法便有(n-K^N-m)种。

若n=1,超几何分布还原为伯努利分布。

若N接近∞,超几何分布可视为二项分布。注意二项分布是有归还 (with replacement) 的抽取。

然后计算得到的p-value通过Bonferroni校正之后,以0.05为阈值(小于0.05),满足此条件的GO term定义为显著富集。

(1)超几何分布的模型是不放回抽样

(2)超几何分布中的参数是M,N,n上述超几何分布记作X~H(n,M,N)。

以文章Gene Expre ssion in Ovarian Cancer Reflects Both Morphology and Biological Behavior, Distinguishing Clear Cell from Other Poor-Prognosis Ovarian Carcinomas所鉴定的差异基因为例。

测试一下这些基因和化学刺激响应的相关性。

样本的大小是n,属于“化学刺激响应”这个分类的基因有k个。

那么做为背景,总体基因为N,属于“化学刺激响应”这个分类的基因有M个。

从总体上看,要拿到一个基因属于“化学刺激响应”这个分类的概率是M/N。那么现在抽了n个基因,里面有k个基于这个分类,p值为

二项式分布,是有放回的抽样,你可以多次抽到同一基因,这是不符合的。所以这个计算只能说是做为近似的估计值,无放回的抽样,符合超几何分布,通过超几何分布的计算,p值为:

用2x2表做独立性分析

对于2x2表来说,卡方检验通常也只能做为近似估计值,特别是当sample size或expected ell count比较小的时候,计算并不准确。

名副其实,真的就比较exact,因为它使用的是超几何分布来计算p值。Fisher精确检验是基于超几何分布计算的,它分为两种,分别是单边检验(等同于超几何检验)和双边检验。

1.n大于等于40.所有理论频数大于等于5---用卡方检验
2.n大于等于40,所有理论频数大于1,小于5----用校正的卡方
3.n小于40,理论频数小于1-----用fish精确概率法
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