基于貝葉斯統(tǒng)計(jì)思想的基因表達(dá)數(shù)據(jù)分析.pdf

1、生命體是個(gè)開放的復(fù)雜巨系統(tǒng)，基因組計(jì)劃產(chǎn)出的生物學(xué)及其衍生的海量數(shù)據(jù)為使用從定性到定量的綜合集成法研究各種生命現(xiàn)象，揭示生命系統(tǒng)的運(yùn)行機(jī)制和內(nèi)在規(guī)律創(chuàng)造了條件。 人類基因組草圖基本繪就之后，基因組學(xué)研究的重心逐漸轉(zhuǎn)向了基因功能的研究，也就是進(jìn)入了“后基因組學(xué)時(shí)代”?；蛐酒夹g(shù)的高通量特點(diǎn)使人們得以研究大量基因同時(shí)表達(dá)的情況，無疑為基因功能研究提供了一種強(qiáng)有力的工具?；蛐酒诨虮磉_(dá)分析、疾病診斷和治療、新藥發(fā)現(xiàn)等眾多領(lǐng)域得

2、到廣泛的應(yīng)用。但是基因芯片的應(yīng)用過程產(chǎn)生了大量的關(guān)系復(fù)雜的數(shù)據(jù)，如何處理和分析這些數(shù)據(jù)并從中挖掘出有意義的生物信息已成為當(dāng)前生命科學(xué)，特別是生物信息學(xué)的一個(gè)重要的研究課題。 貝葉斯統(tǒng)計(jì)是在與頻率派經(jīng)典統(tǒng)計(jì)的不斷爭論中逐漸完善起來的，是基于貝葉斯定理而發(fā)展起來用于系統(tǒng)地闡述和解決統(tǒng)計(jì)問題的方法。貝葉斯統(tǒng)計(jì)推斷理論幾乎可以作為每一個(gè)學(xué)科的研究工具之一；而且由于貝葉斯計(jì)算的快速發(fā)展，它在實(shí)踐中獲得了廣泛的應(yīng)用?，F(xiàn)在，貝葉斯統(tǒng)計(jì)分析也正

3、在被積極地引入到生物信息學(xué)的研究中去。 本文首先對基因芯片的產(chǎn)生和它在后基因組學(xué)研究中的重要地位做了簡單介紹，闡述了基因芯片數(shù)據(jù)分析對生物學(xué)功能研究的意義。其次，系統(tǒng)地闡述了貝葉斯統(tǒng)計(jì)分析方法的思想、先驗(yàn)分布的選取、后驗(yàn)推斷以及貝葉斯計(jì)算；并且簡單介紹了在不同生物學(xué)復(fù)雜層次上，常用的基因芯片數(shù)據(jù)分析方法。最后，將貝葉斯分析思想應(yīng)用到基因芯片數(shù)據(jù)分析中，建立了基因芯片數(shù)據(jù)的特征基因篩選模型和貝葉斯兩總體分類模型。一方面將建立的貝葉

4、斯兩總體模型應(yīng)用于乳腺癌基因芯片數(shù)據(jù)，對攜帶BRCA1和BRCA2突變的患者進(jìn)行兩類別分類；另一方面，分別采用OVA和AP方法將多總體的乳腺癌基因芯片數(shù)據(jù)分類問題轉(zhuǎn)化為兩總體分類，利用以上建立的貝葉斯分類模型建立多個(gè)兩總體分類器，并采用一定的方法將各個(gè)分類器的分類結(jié)果進(jìn)行綜合，從而得到多分類問題的分類結(jié)果；不僅如此，由于基因芯片數(shù)據(jù)的“小樣本，多變量”特點(diǎn)，應(yīng)用交叉證實(shí)方法對建立的貝葉斯分類模型的分類效果和模型穩(wěn)定性進(jìn)行了評估，而且與S