SourceTracker—微生物来源分析
前一阵我们翻译Rob Knight的综述，1.8万字，让你熟读2遍轻松掌握微生物组领域分析框架、把握未来分析趋势。目前在宏基因组平台累计过万人次，热心肠平台首发阅读7600+，科学网加精置顶阅读6500+，三大平台阅读人数超过2.5万余次。
还没有仔细学习的，赶快读两遍吧！
其中提到了一款追踪微生物来源的软件SourceTracker，被多位朋友留言，今天为大家分享一下。
SourceTracker有什么用？
用途是可以识别相关各组间来源的分析，如具体的问题：
婴儿的肠道菌群有哪些继承了母亲的肠道菌群、哪些来自阴道菌群、哪些来自皮肤
法医学的应用，尸体中的菌群与来源土壤的鉴定、腐败菌来自本身，还是周围环境
河流污染物的来源分析、周围工厂、农田、养殖厂对河流污染的贡献和来源追溯。
分析植物菌组形成过程：植物根际菌在土壤中来源和种子来源；叶际菌群的土壤来源比例等。
软件简介
Bayesian community-wide culture-independent microbial source tracking 于2011年发表于Nature Methods
由圣地亚哥大学的Scott教授及Rob Knight团队合作完成。
Google统计目前引用299次。
该软件称目标样本为Sink，微生物污染源或来源的样品为Source；基于贝叶斯算法，探究目标样本（Sink）中微生物污染源或来源（Source）的分析。根据Source样本和Sink样本的群落结构分布，来预测Sink样本中来源于各Source样本的组成比例。
我们之前解读过Rob Knight的一篇Sciences文章中图2A就使用此软件分析确定尸体腐败过程中主要菌来自于土壤的结果。
软件结果解读
SourceTracker分析图a，预测样本来源比例柱状图。一幅图代表一个预测样本，用不同颜色的柱子表示该样本中各来源的比例，Unknow代表未知来源分类，误差线代表100次Gibbs采样的标准差。
SourceTracker分析图b，预测样本来源比例面积图。一幅图代表一个预测样本，不同颜色代表不同来源的比例，每一列代表一次Gibbs采样结果，100次Gibbs采样结果按照相近的排列顺序进行展示。
SourceTracker分析图c，预测样本来源比例饼图。一个饼图代表一个预测样本，不同颜色扇形的比例代表该预测样本中各来源的比例。
文章实战解读
Nature Method [1]原文：每个图形代表一个样本Sink，分别是Lab1、NICU、Office；不同颜色表示不同样本来源Source，所占面积为在Sink样本中各来源的比例。
Rob Knight-2016-Sciences[2]文章中图(A) 动态贝叶斯推理网络: 分解过程微生物分类群神经信息流动网络，土壤是其主要来源。小鼠四种取样位置分分别为头、躯干、腹部和土壤。颜色为3种环境，分别为沙漠、草地和森林，且均与土壤来源微生物非常显著相关。
[3]产道菌群移植对剖腹产婴儿缺失菌群的恢复：图中展示了婴儿三个部位Skin、Oral、Anal中，肠道菌群组成的来源，随时间的推移而发生的改变。
剖腹产的婴儿患免疫和代谢疾病的风险增高，被认为可能由于缺乏了与母亲生殖道分泌物（包括微生物）的接触；母亲生殖道的分泌物会覆盖顺产婴儿的全身，促进了婴儿口腔、肠道、皮肤菌群的定殖，以及对婴儿的保护作用；对剖腹产婴儿涂抹分泌物，随时间推移，其各部位菌群特征逐渐趋向于顺产婴儿。该方法可以部分的恢复剖腹产婴儿菌群，但对健康的长期影响有待观察，以及样本量也需要扩大。
软件安装
SourceTracker是一个R脚本， 最新版本地址： https://github.com/danknights/sourcetracker ，版本1.0，2016年9月18日更新
# 下载脚本和测试数据
git clone git@github.com:danknights/sourcetracker.git
cd sourcetracker/example.r使用data目录中的OTU表和mapping实现文章中的分析实例
# 运行测试数据
Rscript example.r按照data/metadata.txt和data/otus.txt标准的实验设计，在example.r中修改对应的分组，即可分析自己的数据了，非常easy。
Reference
Knights D, Kuczynski J, Charlson ES, et al. Bayesian community-wide culture-independent microbial source tracking [J]. Nature Methods, 2011, 8(9): 761.
Metcalf, J. L., et al. (2016). “Microbial community assembly and metabolic function during mammalian corpse decomposition.” Science 351(6269): 158-162.
Dominguez-Bello MG, De JKM, Nan S, et al. Partial restoration of the microbiota of cesarean-born infants via vaginal microbial transfer [J]. Nature Medicine, 2016, 22(3): 250-253.
https://www.nature.com/articles/nmeth.1650
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/21765408
锐翌16S分析升级之③ SourceTracker — 寻找微生物的来源 https://mp.weixin.qq.com/s/eAD42C8ZZAcHBXWmr6HnUw
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