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Adonis與ANOSIM檢驗究竟是什麽?

本文參考:

什麽是ANOSIM分析?

Adonis和ANOSIM,安能辨我是雄雌

Adonis,多元方差分析,亦可稱為非參數多元方差分析。其原理是利用距離矩陣(比如基於Bray-Curtis距離、Euclidean距離)對總方差進行分解, 分析不同分組因素對樣品差異的解釋度 ,並使用置換檢驗對其統計學意義進行 顯著性分析

Adonis分析結果通常如下:

其中,GroupFactor表示實驗中的分組方法

Df表示自由度

SumsOfSqs表示總方差即離差平方和

MeanSqs表示均方差(SumsOfSeqs/Df)

F.Model表示檢驗值F

R2表示該分組方式對樣品間差異的解釋度,R2越大說明該分組方案對差異的解釋度越高

Pr表示P值,小於0.05時顯著說明本次檢驗的可信度高。

那麽Adonis具體要如何使用呢?

在微生物的分析中我們通常把Adonis和PCA分析結合在壹起。進行完PCA分析後,我們想要檢驗不同的分組之間究竟是否有差異,差異是否顯著,這時候我們就可以用Adonis檢驗。如下圖,雖然我們可以看到三組被分開了,但是這種分開真的顯著嗎?這種分組又能對樣本的差異解釋多少呢?那麽右側的Adonis檢驗就告訴了我們明確的答案,這種分組時顯著的,R2=0.11。

在R中我們可以使用Vegan包中的函數 adonis() 或 adonis2() 進行adonis檢驗。

ANOSIM,相似性分析是壹種非參數檢驗, 用於檢驗高緯度數據間的相似性,比較組間和組內差異的大小 ,從而判斷分組是否有意義,其可以用於檢驗兩組的組間和組內差異,也可以用於多組。

ANOSIM的原理如下,以最基本的兩個組為例:

現在壹***有6個樣本,根據我們的實驗方案將其分為兩組Group1和Group2,每組含有3個樣本。

1、首先我們基於組內樣本間的距離計算組內的相似性。

2、然後我們基於組間樣本的距離計算組間的相似性。

結合組內和組間,得到:

然後我們根據公式計算R值:

其中,

r0= mean rank of between group dissimilarities 即組間差異性秩的平均值

rw= mean rank of within group dissimilarities 即組內差異性秩的平均值

n=the number of samples 即樣本總數量

因此根據公式可以知道,R的取值範圍為[-1,1]:

當R趨向於1時,說明組間差異大於組內差異

當R=0時,說明組間沒有差異,即分組無效,不同分組之間沒有差異。

當R趨向於-1時,說明組間差異小於組內差異。

當R大於0時,我們還要進壹步檢驗這種差異是否顯著具有可信度,ANOSIM中對其的檢驗方法也是使用Permutation Test即置換檢驗。

在我們做完PCoA、NMDS等降維分析的時候,我們也會遇到壹同樣的問題,數據看起來是分開的,但是不同的組之間差異真的顯著嗎?這個時候也可以選擇ANOSIM進行檢驗。

R中Vegan包也提供了ANOSIM檢驗。下面用R中自帶的鳶尾花數據集(iris)做壹個示範:

從上圖我們可以直觀地看出,組間差異大於組內差異,三組樣本明顯可以分開。

那麽進壹步我們用ANOSIM檢驗來驗證我們從圖中得到的結論。

從上圖可以直觀看到組間差異大於組內差異,R=0.858,接近於1,P值為0.001,小於0.05,說明該不同的分組之間差異明顯,該分組是有意義的。