让Single cell UMAP注释支棱起来
分享是一种态度
最近在画UMAP的时候发现有的时候细胞亚群的注释与点重合颜色上不是很搭配，同事提出让注释“支棱”起来，首先想到的是ggforce中的geom_mark_ellipse，实践中遇到一些问题（比如，ggforce会受outlier影响，看起来比较乱），于是有了这一篇Single cell的记录。
ggforee
受outlier影响
尝试用ggforce注释
library(dplyr)
library(Seurat)
library(SeuratData)
library(patchwork)
library(ggforce)
##InstallData("pbmc3k")
data("pbmc3k")
points <-
data.frame(pbmc3k.final@reductions$umap@cell.embeddings, cluster=Idents(pbmc3k.final))
DimPlot(pbmc3k.final) +
geom_mark_ellipse(data=points, aes(x=UMAP_1, y=UMAP_2, label=cluster, col=cluster),
inherit.aes = F) +
NoLegend()
版本一
非常难看不是吗？因为有一些cluster（Naive CD4 T）存在异常值，ggforce中的函数会包含所有的点。所以应该将异常值去掉，这个方法有很多，我使用的是之前用到的置信椭圆的方法。
修改
思路如下：
- 对每一个cluster计算一个尽量小的置信椭圆
- 用置信椭圆上的点来画geom_mark_ellipse
points <-
data.frame(pbmc3k.final@reductions$umap@cell.embeddings, cluster=Idents(pbmc3k.final))
## adapted from https://github.com/fawda123/ggord/blob/master/R/ggord.R
theta <- c(seq(-pi, pi, length = 50), seq(pi, -pi, length = 50))
circle <- cbind(cos(theta), sin(theta))
library(plyr)
aux <- function(x, one, two, prob=0.8) {
if(nrow(x) <= 2) {
return(NULL)
}
sigma <- var(cbind(x[,one], x[,two]))
mu <- c(mean(x[,one]), mean(x[,two]))
ed <- sqrt(qchisq(prob, df = 2))
data.frame(sweep(circle %*% chol(sigma) * ed, 2, mu, FUN = '+'))
}
ell <- plyr::ddply(points, "cluster", aux, one="UMAP_1", two="UMAP_2")
DimPlot(pbmc3k.final) +
geom_mark_ellipse(data=ell, aes(x=X1, y=X2, label=cluster, col=cluster),
inherit.aes = F) +
NoLegend()
版本二
微调
下面就是进行一些微调，将椭圆缩小使注释指在亚群上更好的位置
## 调整prob参数
ell <- plyr::ddply(points, "cluster", aux, one="UMAP_1", two="UMAP_2", prob=0.1)
DimPlot(pbmc3k.final) +
geom_mark_ellipse(data=ell, aes(x=X1, y=X2, label=cluster, col=cluster),
inherit.aes = F) +
NoLegend()
把椭圆隐藏
DimPlot(pbmc3k.final) +
geom_mark_ellipse(data=ell, aes(x=X1, y=X2, label=cluster, group=cluster),
color=NA,
inherit.aes = F) +
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