用途:分析 Perturb-seq / CROP-seq 单细胞 CRISPR 筛选数据,完成 guide 分配、逃逸细胞剔除、扰动检验与效应量评估。参考示例经 pertpy 0.9+、scanpy 1.10+、anndata 0.10+、sceptre 0.10+ 测试,使用前应核对已安装版本。
主要能力:
- Guide 分配:guide 分配按混合问题处理,用 pertpy.pp.GuideAssignment 的每 guide 背景泊松加前景高斯混合模型按后验分配,而非统一 UMI 阈值;阈值法会因环境污染偏向高丰度 guide。
- 逃逸细胞剔除:用 pertpy.tl.Mixscape 或 Seurat Mixscape 构建局部扰动特征,将细胞分为有效扰动 KO 与非扰动 NP。全 NP 结果与低 guide 效率混淆,不能据此判定基因无功能。
- 校准检验:SCEPTRE 通过条件重采样建模 P(细胞获得该 guide | 技术协变量),对深度混杂稳健,需先做阴性对照校准检查。
- 效应量:pertpy 的 E-distance 与置换 E-test 在固定 PCA 嵌入中度量扰动移动幅度,依赖嵌入,不跨研究可比。
- 状态内表达变化:按(基因、重复)对原始计数求和做 pseudobulk,再用 DESeq2/edgeR 检验,需每条件至少 2-3 个生物学重复;一次转染对应一个重复,避免伪重复。
- 组成变化:用 Milo 邻域或 scCODA 做差异丰度,需与状态内 DE 分开报告,只重分布细胞的扰动会产生巨大的伪 DE 特征。
典型流程:先分配 guide,再做 Mixscape 去 NP,然后按问题选择 SCEPTRE、E-test、pseudobulk DE 或差异丰度检验。R 端 sceptre 流程为 import_data、set_analysis_parameters、assign_grnas(method='mixture')、run_qc、run_calibration_check,最后 run_discovery_analysis。
限制:领域基础模型(scGPT、Geneformer 等)在未见扰动上未可靠超过均值/加性基线;评估需整扰动留出与 DE 基因指标。API 随版本漂移,提交前应核对已安装文档;多 guide 分析前需先做 doublet 检测。