用途:scvi-tools 是面向单细胞基因组学的 Python 概率建模框架,基于 PyTorch 和 PyTorch Lightning,用变分推断的深度生成模型分析多种单细胞数据模态。适用于 scRNA-seq 降维、批次校正与整合,ATAC-seq 染色质可及性分析,CITE-seq、multiome 等多模态整合,空间转录组反卷积与映射,差异表达分析,细胞类型注释与迁移学习,以及甲基化、流式/质谱细胞术、RNA 速率等专门模态和自定义概率模型。
主要能力:按模态组织模型。RNA-seq 方面有 scVI(无监督降维与批次校正)、scANVI(半监督注释与整合)、AUTOZI(零膨胀检测)、VeloVI(RNA 速率)、contrastiveVI(扰动效应分离);ATAC 方面有 PeakVI、PoissonVI、scBasset;多模态有 totalVI、MultiVI、MrVI;空间有 DestVI、Stereoscope、Tangram、scVIVA;专门模态有 MethylVI/MethylANVI、CytoVI、Solo、CellAssign。
使用方式:模型遵循统一 API:setup_anndata 注册数据(指定 layer、batch_key、协变量)→ 创建模型并 train → 用 get_latent_representation、get_normalized_expression 提取结果 → 存回 AnnData 供 scanpy 下游分析。差异表达用 model.differential_expression;模型可用 save/load 持久化。安装:uv pip install scvi-tools;GPU 支持:uv pip install scvi-tools[cuda]。
限制与注意:模型要求未归一化的原始计数数据,需先过滤低计数基因并做高变基因选择;应在 setup_anndata 中登记已知技术因素;建议保存训练好的模型避免重复训练;大数据集可启用 GPU。官方文档、教程与 API 参考见 https://docs.scvi-tools.org/en/stable/。