任务 4 的 FDR 读法
结果复核阶段的 FDR 不是单独打开一个阈值框再看一眼,而是按顺序进入:先看 scoring histograms 是否形成清晰 target / decoy 分离,再看对象层级对应的 q-value 是否与当前结论一致,最后才看 candidates、volcano 与 heatmap。这样可以避免在矩阵质量尚未站稳时提前放大候选解释。
Spectronaut Workshop
七个实操任务按真实上机顺序覆盖 环境准备、workflow 选择、condition 设置、
结果复核、report schema、QC 与
命令行 / XIC 导出 七个任务,完整串起 Spectronaut 的实操主线。
Roadmap
每个任务均明确目标、输入、输出与判断标准,七个任务共同构成完整的 discovery 工作流。
七个任务共同覆盖环境、workflow、统计结构、结果复核、交付结构、长期运行与证据回查。
| 任务 | 输入 | 输出 | 通过标准 |
|---|---|---|---|
| 任务 1 环境准备 | raw、library / FASTA、目录、GO、Search Archive | 可复用的项目工作环境 | 能说清所有输入和输出目录 |
| 任务 2 workflow 选择 | 项目目标、样本复杂度、library 状态 | 有理有据的 workflow 决策 | 能说明路线选择依据 |
| 任务 3 Conditions 设计 | 样本分组、reference、replicates、fractions | 正确的统计骨架 | 能说清后续谁和谁比较 |
| 任务 4 结果复核 | analysis 结果矩阵与 post analysis 图 | 稳定性优先的解释顺序 | 先判断质量,再判断候选 |
| 任务 5 Report Schema | 对象层与字段需求 | 对应问题的报表结构 | 能说明 schema 与交付对象的对应关系 |
| 任务 6 QC / Pipeline | 单次成功分析与历史策略 | 长期监控和重复运行逻辑 | 能判断是否进入平台流程 |
| 任务 7 CLI / XIC | GUI 设置、参数文件、report rows | 可复核、可自动化的高级入口 | 知道如何从结果回到证据层 |
每个任务都需要明确三件事:输入是什么,改变的是哪一层对象,最终输出的是什么。Task 2 的输出是可解释的 workflow 决策,Task 5 的输出是一套与当前问题匹配的 report schema。
只要这三层结构明确,整条 discovery 工作流就能被重新组织出来。
Task 1
第一步不是导入 raw,而是检查本地高速盘、Search Archive 目录、临时目录、结果输出路径、demo data、FASTA 和 GO 是否就位。很多人第一次跑失败,并不是 workflow 不会,而是路径和资源不完整。
这一任务完成后,需要能够明确原始文件位置、library 或 FASTA 来源、结果落点以及后续共享方式。基础文件一旦理顺,后续分析才能稳定展开。
| 必须确认的内容 | 当前阶段的意义 |
|---|---|
| raw / library / FASTA / GO 的位置 | 后面所有 workflow 和解释都会依赖这些文件 |
| Search Archive / temp / results 目录 | 如果路径混乱,复跑、共享和自动化都会受影响 |
| demo data 还是正式项目数据 | 避免把演示环境的速度和结果错误外推到正式项目 |
Task 2
第二个任务是先完成方法选择。开始前应先确认:当前是否已有高质量 library、样本复杂度如何、项目目标更偏向快速启动还是最大覆盖、是否存在 PTM 探索需求。
workflow 选择一旦缺少依据,后续结果差异就很难回溯到输入层;判断重点是形成可复核的选择依据,而不是单纯启动某个向导。
| 待比较项 | 更偏向 library-based DIA | 更偏向 directDIA / 其他路线 |
|---|---|---|
| 先验知识 | 已有高质量、匹配样本的 library | 没有可用库,或项目内需要自建知识库 |
| 目标 | 强调稳定、长期可比性和标准流程 | 强调快速启动、探索或特殊 search space |
| 特殊需求 | 常规蛋白层 discovery | PTM probing、Method Evaluation、Fast / Deep 权衡 |
Task 3
这一步需要完成 condition、replicate、fraction、reference condition 以及 quantity correction factor 设置。Condition Setup 直接定义统计比较矩阵。
设置完成后,需要能够清楚说明样本之间的比较关系与 reference 结构。
| 设置项 | 常见漏项 | 后果 |
|---|---|---|
condition | 分组名称和真实实验设计不一致 | 后续比较对象会从根上出错 |
reference condition | 默认参照没想清楚就直接选 | fold change 解释方向会混乱 |
replicate / fraction | 重复与分级信息录入不完整 | 统计与 completeness 结构被扭曲 |
correction factor | 不知道它会进入 quantity 调整 | 结果数值可能被误读 |
Task 4
结果复核应先看 scoring histograms、run identifications、data completeness、normalization 与 CV,再进入 PCA、candidates、volcano 与 heatmap。
这一顺序先判断矩阵质量,再进入候选与生物学解释层。
结果复核阶段的 FDR 不是单独打开一个阈值框再看一眼,而是按顺序进入:先看 scoring histograms 是否形成清晰 target / decoy 分离,再看对象层级对应的 q-value 是否与当前结论一致,最后才看 candidates、volcano 与 heatmap。这样可以避免在矩阵质量尚未站稳时提前放大候选解释。
| 复核场景 | 先固定什么 | 再确认什么 |
|---|---|---|
| 常规 canonical FASTA discovery | scoring histograms、completeness、对象层级 q-value | 候选与差异解释是否值得继续展开 |
| non-canonical FASTA 或更开放的 search space | database 版本、group 结构、per-group precursor FDR | 新增命中是否仍处于可解释的风险边界内 |
| 先看什么 | 再看什么 | 排序依据 |
|---|---|---|
| scoring histograms、run identifications、completeness、CV | PCA、candidates、volcano、heatmap | 先判断矩阵质量,再解释候选与生物学结构 |
如果这批 run 同时使用了 canonical + non-canonical FASTA,先不要急着解释新增命中。第一步先确认当前 workflow 是否启用了对应复杂数据库的 precursor 层控制;第二步确认 scoring 与对象层级 q-value 是否仍然稳定;第三步再判断这些新增对象是否只停留在 precursor 层,还是已经被 protein inference 汇总到蛋白层。只有这三步都站稳,新增名录才具备继续解释的前提。
Task 5
这一任务围绕 schema tree、column chooser、filters 与 report preview 展开,同时要求能够区分不同报表结构对应的使用场景。
Protein Group、Peptide、Elution Group、Fragment 与 PTM Site 代表不同粒度的证据载体,交付结构需要据此选择对象层。
当交付对象落在 Protein Group 层时,必须同时确认 PG.Qvalue、protein inference 与 single-hit protein 策略。只有把对象层级、汇总规则与保留规则写清,蛋白层结果才具备可复核的边界;否则同样的蛋白名录可能来自完全不同的证据压力。
| 交付前检查项 | 必须写清的内容 | 如果缺失,别人会误解成什么 |
|---|---|---|
| Database | canonical 还是 canonical + non-canonical,版本号与来源 | 把不同数据库条件下的蛋白层名录当成同一类结果 |
| Protein inference | 共享 peptide 如何汇总到 protein group | 同名 protein group 被误读为相同证据结构 |
| Single-hit protein | 采用默认 stratified 规则还是放宽保留 | 蛋白层数量增加被误读成真实发现提升 |
PG.Qvalue | 它代表 Protein Group 层风险,而不是 precursor 层证据强度 | 把蛋白层 q-value 当成单峰质量指标 |
| 对象层 | 主要回答的问题 |
|---|---|
| Protein Group | 蛋白层总结和大多数项目交付 |
| Peptide / Elution Group | 更细的定量与峰证据解释 |
| Fragment / PTM Site | 高阶复核、位点项目和证据下钻 |
| 交付判断点 | 需要固定的内容 | 如果忽略会出现什么问题 |
|---|---|---|
PG.Qvalue | 明确当前交付对象确实是 Protein Group 层 | 把蛋白层结论误读成 precursor 层证据强度 |
| Protein inference | 固定汇总规则与数据库结构 | 同名蛋白组在不同项目之间不可比较 |
| Single-hit protein | 固定保留或分层控制策略 | 蛋白层数量与经验错误比例被放大 |
如果项目使用了 non-canonical FASTA、开放搜索空间或放宽了 single-hit protein 保留策略,蛋白层名单不能只带一列 PG.Qvalue 就直接进入最终交付。更稳的做法是同步写明 database 结构、protein inference 规则与 single-hit protein 策略,并把这三项写进 report schema 对应的说明区或项目方法部分。
Task 6
QC Perspective 把结果纳入长期历史,Pipeline 把分析转成重复性流程。这一任务围绕长期监控、重复运行和结果留存展开。
进入这一层后,需要同时考虑批量样本、仪器命名、QC history 归档以及固定输出结构。
| 维度 | 核心问题 |
|---|---|
| QC | 这次 run 放到长期历史里是否仍然稳定 |
| Pipeline | 这套分析是否值得变成可重复运行的生产流程 |
| 结果留存 | 哪些 schema、history 和目录结构必须固定 |
Task 7
最后一个任务围绕 command arguments file、JSON override、Exit Codes 与 XIC Export DB 展开。GUI 配置在这里进入命令行与自动化环境。
同时,报表行也可以通过 FG.XICDBID 与 XIC SQLite 数据库重新接回 chromatogram 轨迹,形成从 report 到证据层的完整回查路径。
| 高级能力 | 至少要学会什么 |
|---|---|
| command arguments file | 知道 GUI 设置可以被导出并迁入 CLI |
| JSON override | 理解它是在固定 schema 上做有限覆盖,而不是随意改配置 |
| Exit Codes | 知道 Spectronaut 可以被调度器与日志系统托管 |
| XIC Export DB | 知道如何把 report 行重新接回 chromatogram 证据层 |