R語言與醫學統計圖形-【33】生存曲線、森林圖、曼哈頓圖


1.生存曲線

基礎包survival+擴展包survminer。

survival包內置肺癌數據集lung。

library(survival)
library(survminer)
str(lung)

#擬合模型
fit <- survfit(Surv(time,status)~sex,data=lung)
#繪制生存曲線
ggsurvplot(fit,
           pval = TRUE, #添加log rank檢驗的p值
           conf.int = TRUE, #添加置信區間
           risk.table = TRUE, #添加風險表
           risk.table.col='strata', #根據數據分組為風險表添加顏色
           linetype = 'strata', #不同組別生存曲線線型
           surv.median.line = 'hv', #標注中位生存時間
           ggtheme = theme_bw(), #主題風格
           palette = c("#E7B800","#2E9FDF")) #顏色風格

image.png

生存曲線進一步修飾。

ggsurvplot(fit,
           pval = TRUE,
           conf.int = TRUE,
           conf.int.style='ribbon', #置信區間風格
           xlab='Time in days', 
           break.time.by=200, #將x軸按200為間隔切分
           ggtheme = theme_light(),
           risk.table = 'abs_pct', #風險表中添加絕對數和相對數
           risk.table.y.text.col=TRUE, #風險表文字顏色
           risk.table.y.text=FALSE, #以條圖展示風險表標簽(非文字)
           ncensor.plot=TRUE, #展示隨訪中不同時間點死亡和刪失的情況
           surv.median.line = 'hv',
           legend.labs=c('Male','Female'), #改變圖例標簽
           palette = c("#E7B800","#2E9FDF"))

image.png
其他類型生存曲線繪制。
fun參數默認pct (survival probability in percentage),即累計生存率,此外fun還可設為cumhaz(cumulative hazard)累計風險,或event(cumulative events)累計的結局事件發生數,即累計死亡人數。

#累計風險
ggsurvplot(fit,
           conf.int = TRUE,
           risk.table.col="strata",
           ggtheme = theme_bw(),
           palette = c("#E7B800","#2E9FDF"),
           fun = 'cumhaz') 

#累計死亡人數
ggsurvplot(fit,
           conf.int = TRUE,
           risk.table.col="strata",
           ggtheme = theme_bw(),
           palette = c("#E7B800","#2E9FDF"),
           fun = 'event') 
#注意y軸是累計死亡人數占總人數比例

image.png

2. meta分析森林圖

常見meta分析(重分析)圖形,如森林圖、漏斗圖。

#install.packages('meta')
library(meta)
data("Olkin95") #內置

#metabin進行二分類數據的meta分析
metal <- metabin(event.e, #實驗組事件發生數
                 n.e, #實驗組樣本量
                 event.c, #對照組事件發生數
                 n.c, #對照組樣本量
                 data = Olkin95,subset = c(41,47,51,59), #選取4篇文章meta分析
                 sm="RR", #匯總指標
                 method = "I", #結果匯總方法,I表倒方差法
                 studlab = paste(author,year))#森林圖上文獻標識

forest(metal)

image.png

認識一下普通meta分析森林圖的幾大基本元素。圖形的最左邊,即第一部分,是納入文獻的標識,此處使用的是第一作者姓名加上發表日期,這個標識是由metabin()函數中的studlab參數來決定的。依次往右,第二部分是納入文獻中的原始數據,由於此處使用的是二分類數據,所以有實驗組和對照組之分,在每個組中,又列出了事件發生數和總樣本數,即events和total。圖形第三部分是森林圖的圖形主干,展示的是每篇納入文獻的點估計和區間估計,大家注意,在圖中,納入文獻的點估計是用方塊表示,而在所有方塊下面,就是匯總的結果,用菱形表示,垂直於菱形中央的虛線表示的是匯總結果的點估計值,菱形的延伸范圍表示匯總結果的區間估計值。繼續往右,第四部分展示了每篇納入文獻的RR值的點估計和區間估計值。圖形第五部分展示的是不同模型下(固定效應模型和隨機效應模型)的每篇納入文獻所占權重。第六部分位於圖形的下方,可以看到圖中展示了固定效應模型和隨機效應模型下的匯總結果,並且展示了文獻之間的異質性和異質性檢驗結果。

forest函數的參數非常多,下面對其中主要參數進行設置。

修飾的森林圖。

forest(metal,
       studlab = TRUE, #添加文獻標識
       layout = 'RevMan5', #布局模式,JAMA
       comb.fixed = TRUE, #展示固定效應模型結果
       comb.random = FALSE, #展示隨機效應模型結果
       overall = TRUE, #展示匯總值
       lty.fixed = 2,#固定效應模型點估計值的線型,1-6
       prediction = TRUE,#展示匯總值預測區間
       xlab = 'RR estimates',
       xlab.pos = 1, #x軸標簽中點的位置
       xlim = c(0.1,5), 
       ref = 1, #設置參考值
       lab.e = '實驗組',
       lab.c='對照組',
       col.square='forestgreen', #每篇文獻對應方形顏色
       col.square.lines='blue',#每篇文獻對應區間線條顏色
       col.diamond.fixed='deeppink1',#固定效應模型匯總值的菱形顏色
       test.overall=TRUE, #匯總值統計檢驗
       fs.study=10, #每篇文獻結果字體大小
       ff.study='italic',
       fs.study.label=11, #文獻標識字體大小
       ff.study.label='bold',
       fs.axis=5,
       ff.axis='italic',
       ff.smlab='bold.italic',
       ff.fixed='plain',
       ff.hetstat='plain',
       digits=3
       )

image.png

統計結果匯總森林圖

分組匯總結果。
使用forestplot包。

3.曼哈頓圖

展示全基因組關聯分析(GWAS)結果。

#install.packages('qqman')
library(qqman)
gwasdata <- data.frame(SNP=1:50000,
                       CHR=c(paste0('Chr',rep(1:10,each=50000))),
                       BP=rep(1:50000,10), #染色體中SNP位點的位置
                       P=abs(rnorm(50000*10,0.2,0.3))) #SNP位點的統計檢驗P值
library(RColorBrewer)

manhattan(gwasdata,
          col=brewer.pal(10,'Spectral'), #定義x軸染色體顏色
          cex=0.6,
          chrlabs = rep(paste0('Chr',1:10)), #自定義染色體標號
          suggestiveline = -log10(1e-5), #添加指示線,默認-log10(1e-5)
          genomewideline = -log10(1e-7))#添加P值顯著線,默認-log10(5e-10)

#內置數據
str(gwasResults)
manhattan(gwasResults,
          highlight = snpsOfInterest, #需要標亮的SNP位點
          col=c("#A4D3EE","#DDA0DD"))

#單條染色體
manhattan(subset(gwasResults,CHR==2),col="#DDA0DD")

image.png


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