Nachgedacht für ein paar Sekunden
- Datenvorverarbeitung
- RNA-seq-Counts in TPM oder RPKM normalisieren.
- Log2-Transformation (z. B. log2(TPM + 1)).
- Pro Gen z-Score normalisieren (Mittelwert 0, SD 1).
- Feature-Selektion (optional, aber empfohlen)
- Variance-Filter: Nur die etwa 500–2 000 Gene mit der höchsten Varianz behalten.
- Alternativ: Univariate Testverfahren (z. B. t-Test), top K Gene auswählen.
- Modelle und Regularisierung
- a) Logistische Regression mit L1 oder Elastic-Net
- Sparsame Modelle durch L1-Penalty (nur wenige Gene erhalten nicht-Null-Koeffizienten).
- Elastic-Net (Kombination aus L1 und L2) sinnvoll, wenn viele Gene schwach korreliert sind.
- Hyperparameter: Regularisierungsstärke C und L1-L2-Mix (l1_ratio).
- Validierung: LogisticRegressionCV in scikit-learn mit nested Cross-Validation auf AUC oder Accuracy.
- b) Support Vector Machine (SVM) mit linearem Kernel
- Robust bei p ≫ n dank Regularisierung über C.
- Einfach skalierbar, wenig anfällig für irrelevante Features.
- Hyperparameter: C (z. B. Grid-Search zwischen 1e-3 und 1e3).
- Nested CV und Standardisierung vorab.
- c) Random Forest / Gradient Boosting (XGBoost, LightGBM)
- Erfasst nichtlineare Effekte und Interaktionen.
- Feature-Importance hilft bei Interpretation.
- Vorsicht: Bei wenigen Samples leichtes Overfitting → vorab Feature-Selektion empfohlen.
- Hyperparameter (RF): max_depth, n_estimators (100–500), max_features='sqrt' oder kleiner.
- Hyperparameter (Boosting): Learning Rate (0.01–0.1), max_depth ≤ 3, early stopping auf Validierungs-Split.
- d) PLS-Discriminant Analysis (PLS-DA)
- Projiziert Gen-Expressionen auf wenige latente Komponenten, optimiert auf Klassentrennung.
- Wähle über Cross-Validation die optimale Anzahl der Komponenten (meist 2–10).
- Achtung: Zu viele Komponenten → Overfitting.
- Modell-Pipeline
- Preprocessing (Normalisierung, Log-Transformation, Batch-Korrektur)
- Feature-Selektion (Varianceschnitt oder univariate Tests)
- Hyperparameter-Tuning via GridSearchCV/RandomizedSearchCV mit nested CV
- Finale Evaluierung auf einem unabhängigen Test-Set (z. B. 20 % der Daten)
- Empfohlene Reihenfolge
- Logistische Regression (L1/Elastic-Net) – einfach & interpretierbar
- Linear SVM – gleiche Regularisierungsidee, hohe Robustheit
- Random Forest / XGBoost nach Feature-Filterung – fängt Nichtlinearitäten ab
- PLS-DA als Alternative, wenn du latente Signaturen vermutest
Viel Erfolg bei der Klassifikation deiner RNA-seq-Samples! Bei Fragen zu Code-Beispielen oder konkretem Hyperparameter-Tuning melde dich gerne.