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更新于 10-28 00:17

数据与分析

17,076 个结果

pathogen-variant-surveillance

该技能用于通过 GenSpectrum LAPIS API 查询实时病原体基因组监测数据,回答当前流行哪些病毒谱系、其增长快慢、谱系名称当前含义以及检测靶标是否仍然匹配等问题。它强调不凭记忆陈述流行情况或谱系名称,因为 Pango 命名是持续变化的实时数据结构,且部分名称会被撤回或重新指定。技能提供四个脚本:resolve_lineage.py 解析谱系名称是否仍存在及其展开与来源;lineage_prevalence.py 按周统计谱系占比与增长;mutation_profile.py 分析突变并比较谱系差异;reporting_lag.py 评估数据报告滞后以判断可信时间范围。支持 SARS-CoV-2、H5N1、流感、RSV、mpox 等多种病原体实例,字段名因实例而异,脚本在运行时读取数据库配置。适用于研究性监测数据分析,不产生临床解读或公共卫生建议,序列计数不等于病例数。

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polars-bio

polars-bio 是一个基于 Polars、Apache Arrow 和 Apache DataFusion 构建的高性能 Python 库,用于基因组区间运算和生物信息学文件读写。它提供以 DataFrame 为中心的 API,支持 overlap、nearest、merge、coverage、complement、subtract 等区间算术,以及 BED、VCF、BAM、CRAM、GFF/GTF、FASTA、FASTQ 等常见格式的读写。该库支持流式/核外处理、云存储 I/O 和 DataFusion SQL 查询,官方称在真实基因组基准上比 bioframe 快 6-38 倍。

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pyhealth

PyHealth 是一个用于临床深度学习的 Python 工具包,围绕电子健康记录(EHR)、生理信号和医学影像提供统一的模块化流程。其核心是五阶段流水线:Dataset → Task → Model → Trainer → Metrics,各阶段可替换且接口稳定。该技能覆盖加载 MIMIC-III/IV、eICU、OMOP-CDM、EHRShot、SleepEDF、SHHS、ISRUC、COVID19-CXR、ChestX-ray14、TUEV/TUAB 等数据集,支持死亡率、再入院、住院时长、药物推荐、睡眠分期、ICD 编码、EEG 事件和去标识化等预测任务,并提供 ICD-9-CM、ICD-10-CM、ATC、NDC、RxNorm、CCS 等医学编码的查询与交叉映射。安装需 Python ≥ 3.12 且 < 3.14,推荐使用 uv 管理环境。

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pyopenms

PyOpenMS 是 OpenMS 库的 Python 绑定,用于计算质谱分析,支持蛋白质组学和代谢组学数据处理。可读写质谱文件格式、处理原始谱图、检测与定量特征、鉴定肽段和蛋白质,并运行端到端 LC-MS/MS 流程。该技能附带 scripts/ 目录下可直接运行的参数化 CLI 脚本,覆盖常见高层工作流,优先运行脚本而非编写新代码。安装命令为 uv pip install pyopenms,当前版本 3.5.0。

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pysam

pysam 是一个用于基因组文件处理的 Python 库,基于 HTSlib/samtools/bcftools 构建,提供对 SAM/BAM/CRAM、VCF/BCF、FASTA/FASTQ 以及 tabix 索引表格等 HTSlib 支持格式的底层流式访问能力。它通过 AlignmentFile、AlignedSegment、VariantFile、VariantHeader、VariantRecord、FastaFile、FastxFile、TabixFile 等类,以及 pysam.samtools、pysam.bcftools 命令封装,支持读取、查询、过滤和写入基因组数据。当前上游基线为 pysam 0.24.0(2026 年 4 月 27 日),封装 HTSlib/samtools/bcftools 1.23.1。安装可使用 uv pip install "pysam==0.24.0",支持的 macOS 和 Linux 平台提供预编译 wheel。使用前需明确文件格式、压缩方式、排序顺序和可用索引,注意数值坐标为 0 基半开区间,区域字符串为 1 基闭区间。适用于基因组数据分析、变异检测、序列处理等生物信息学场景。

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scanpy

Scanpy 是一个基于 AnnData 的可扩展 Python 单细胞 RNA 测序数据分析工具包,用于完成从质量控制、标准化、降维(PCA/UMAP/t-SNE)、聚类、标记基因识别、可视化到轨迹分析的完整单细胞工作流。当前稳定版本为 scanpy 1.12.x(2026 年 1 月),要求 Python 3.12+ 和 anndata ≥0.10。该技能提供了一套可直接运行的命令行脚本工具包,覆盖数据加载、QC、预处理、降维、批次校正、聚类、标记基因查找、细胞类型注释、基因集打分、pseudobulk 聚合、子集提取和绘图等常见步骤,并支持一条命令完成端到端流程。脚本以 .h5ad 为输入输出,可相互串联,每个脚本均带 --help。对于 R 原生对象(.rds、.RData、Seurat、SingleCellExperiment),需先用 R 工具转换为 .h5ad 再加载。

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scikit-bio

scikit-bio 是一个用于生物数据处理的 Python 库,覆盖序列操作、比对、系统发育、微生物生态与多元统计等分析场景。它提供 DNA、RNA、蛋白质等专用序列类,支持 FASTA、FASTQ、GenBank、Newick、BIOM 等 19 种以上生物文件格式的读写与自动识别;内置 pair_align 比对引擎(含 BLASTN/BLASTP 风格封装)、TabularMSA 多序列比对存储;可从距离矩阵构建系统发育树(NJ、UPGMA、GME、BME)并进行修剪、重根、Robinson-Foulds 比较等操作;提供 alpha/beta 多样性指标(Shannon、Faith's PD、UniFrac、Bray-Curtis 等)、PCoA/CCA/RDA 排序方法,以及 PERMANOVA、ANOSIM、Mantel 等生态统计检验。此外还支持 BIOM 特征表、蛋白质语言模型嵌入和距离矩阵操作。

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scvi-tools

scvi-tools 是一个基于 PyTorch 与 PyTorch Lightning 的单细胞基因组学概率模型 Python 框架,使用变分推断实现深度生成模型,用于分析多种单细胞数据模态。当前稳定版本为 scvi-tools 1.4.3(2026 年 5 月)。它提供统一的 API 模式(setup → train → extract),以 AnnData 为中心,可与 scanpy 生态无缝集成,并支持 GPU 加速。模型按数据模态组织:单细胞 RNA-seq(scVI、scANVI、AUTOZI、VeloVI、contrastiveVI 等)、染色质可及性(PeakVI、PoissonVI、scBasset)、多模态与多组学整合(totalVI、totalANVI、MultiVI、MrVI、DIAGVI)、空间转录组(DestVI、Stereoscope、Tangram、scVIVA)以及专门模态(MethylVI/MethylANVI、CytoVI、Solo、CellAssign)。核心模型位于 scvi.model 命名空间,多数其他模型位于 scvi.external。安装需 Python 3.12+,可用 uv pip install scvi-tools,GPU 支持使用 uv pip install "scvi-tools[cuda]"。

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tiledbvcf

TileDB-VCF 是一个基于 TileDB 稀疏数组技术的高性能 C++ 库,提供 Python 与 CLI 接口,用于基因组变异调用数据的高效存储与检索。它支持 VCF/BCF 文件的规模化导入、无需昂贵合并操作的增量样本添加,以及对本地或云端(S3、Azure、GCS)变异数据的并行查询。该技能适合学习 TileDB-VCF 概念与工作流、基因组学分析与流水线原型开发、中小规模数据集(少于 1000 个样本)、需要向已有数据集增量添加样本、跨多样本高效查询特定基因组区域、处理云端存储的变异数据、导出大型 VCF 数据集子集、构建队列研究变异数据库,以及教学项目与方法开发等场景。

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waypoint-bio

Waypoint 是 Outpost Bio 开源的一套用于微生物组的基础模型工具,包含三个基于 GPT-2 架构的因果语言模型检查点(Waypoint-6m、Waypoint-45m、Waypoint-170m)、Atlas 数据集(约 53.9 万个微生物组样本)和 Compass 基准(八项下游任务)。其核心思路是把微生物组样本视为“句子”,每个分类单元视为一个 token,按丰度 z-score 降序排列,用下一 token 预测训练。配套命令行工具 waypoint 提供 prepare-dataset、embed、finetune、benchmark、pretrain 五个子命令,支持将 16S/宏基因组分类谱嵌入为固定向量、微调预测表型或连续读数、在 Compass 上评分、以及在 Atlas 或自有语料上预训练。注意:标注样本少于约 1000 时,随机森林通常优于该模型;不在词汇表中的分类单元会被静默丢弃;该工具不适用于临床或诊断。

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reshard-c4-data

该技能为数据重分片(resharding)任务提供指导,主要针对需要按目录结构重新组织文件、同时满足文件大小上限和每目录条目数上限等约束的场景。其核心概念是约束的递归应用:当约束规定“每个目录最多 N 个文件或文件夹”时,该限制适用于输出结构中的所有目录,包括根目录、中间分组目录以及最终的分片/叶目录。技能强调在实现前进行约束算术验证,通过计算输出条目总数判断是否需要分层嵌套,并给出从输入分析、约束验证、层级结构设计、文件分发到重建元数据生成的完整流程,以及递归校验脚本模式和常见陷阱。

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