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Prism 的非线性回归功能可直接对存储在“多变量”表中的数据进行曲线拟合。这使您能够灵活地将剂量反应曲线、结合、酶动力学及其他曲线拟合数据以标准数据库格式保存,从而更轻松地处理来自微孔板读数仪、实验室信息系统及其他统计软件的数据。
曲线拟合过程本身完全一致:它采用相同的算法,拟合相同的方程,并生成相同的参数估计值和统计量。唯一的区别在于您如何组织数据,以及如何告知 Prism 哪些列包含 X 和 Y 值,哪些列定义了您希望单独拟合的组别。
当您从“多变量”表中运行非线性回归时,会在分析参数对话框中看到一个新的“数据”选项卡。您可以在此处为变量分配角色:
•响应(Y)变量:测得的结果(结合率、反应、活性等)
•预测变量(X):自变量(浓度、剂量、时间等)
•分组变量:用于针对不同条件拟合独立曲线的可选分类变量
所有其他选项卡——包括用于选择方程的“模型”选项卡、用于设置参数限制的“约束”选项卡,以及诊断和输出选项——其工作方式与传统 XY 表格完全一致。
当您拥有来自多孔板、高通量筛选或任何需要对多个数据集拟合曲线的实验所获得的剂量反应曲线或浓度-效应数据时,“多变量”表格在非线性回归中尤为有用。 您无需手动将不同组别的数据整理成并列的列,而是可以直接处理来自微孔板阅读器或数据采集系统的长格式输出。
在以下情况下,建议使用“多变量”格式:
•从酶标仪、实验室自动化系统或数据库导入数据时
•在相同的 X 条件下测量了多个响应变量(例如,来自同一剂量-反应实验的多个读数)
•您希望针对多种不同的实验因素组合(化合物、细胞系、时间点等)拟合曲线
•您的数据已处于“整洁”或长格式
•您需要对同一数据集进行其他分析(统计分析、其他类型的回归分析)
当您直接将数据输入Prism,或者数据本身自然呈并列列格式时,传统的XY表格格式对于仅包含少量数据集的简单曲线拟合仍然非常有效。
对于非线性回归,您需要一组X值(预测变量或自变量)和一组Y值(因变量)。在“多变量”表格中,每一行代表一个观测值,包含X值、Y值以及用于定义不同组别的任何分组因子。
以下是一个典型的剂量-反应数据集结构:
样本ID |
浓度 |
响应 |
化合物 |
|---|---|---|---|
A01 |
0.001 |
5.2 |
药物_A |
A02 |
0.01 |
8.7 |
药物_A |
A03 |
0.1 |
42.5 |
药物_A |
A04 |
1.0 |
85.3 |
药物_A |
A05 |
10.0 |
96.8 |
药物_A |
B01 |
0.001 |
4.8 |
药物_B |
B02 |
0.01 |
12.3 |
药物_B |
B03 |
0.1 |
55.7 |
药物_B |
B04 |
1.0 |
91.2 |
药物_B |
B05 |
10.0 |
98.5 |
药物_B |
... |
... |
... |
... |
这是微孔板阅读器在进行多化合物剂量-反应实验时的典型输出结果。在运行分析时,您需要指定:
•响应(Y):响应值(测得的读数)
•预测因子(X):浓度(剂量)
•分组:化合物(为每种药物拟合独立的曲线)
Prism 将分别对 Drug_A 和 Drug_B 拟合独立的剂量反应曲线,并为每种化合物提供 EC50 值、Hill斜率及其他参数。
在许多实验中,您会在每个 X 值下测量多个结果。例如,您可能在每个药物浓度下同时测量细胞存活率和凋亡情况,或者在结合实验中追踪多个荧光标记物。借助“多变量”表格,您可以在单次分析中对所有这些响应变量拟合曲线。
包含多个响应变量的示例:
孔ID |
剂量_uM |
存活率 |
凋亡 |
化合物 |
|---|---|---|---|---|
A01 |
0.001 |
98.5 |
2.1 |
药物_A |
A02 |
0.01 |
87.3 |
8.4 |
药物_A |
A03 |
0.1 |
52.1 |
35.7 |
药物_A |
A04 |
1.0 |
18.6 |
68.2 |
药物_A |
... |
... |
... |
... |
... |
如果您将“存活率”和“凋亡”都设为响应变量,并将“化合物”设为分组变量,且测试了两种化合物,Prism 将拟合四条曲线:“存活率-药物_A”、“存活率-药物_B”、“凋亡-药物_A”和“凋亡-药物_B”。 这使您能够使用相同的 X 值,比较不同化合物对不同终点的影响。
高通量实验通常涉及多个实验因素:不同的化合物、细胞系、时间点、处理条件等。借助“多变量”数据表,您可以将多个分组变量分配给分析,Prism 将针对每种独特的组合分别拟合曲线。
包含多个分组因子的示例:
孔ID |
浓度 |
响应 |
化合物 |
细胞系 |
|---|---|---|---|---|
A01 |
0.001 |
5.2 |
药物_A |
HeLa |
A02 |
0.01 |
8.7 |
药物_A |
HeLa |
B01 |
0.001 |
3.8 |
药物_A |
A549 |
B02 |
0.01 |
12.5 |
药物_A |
A549 |
... |
... |
... |
... |
... |
将“化合物”和“细胞系”都设为分组变量(例如,有3种化合物和2种细胞系),将生成6条独立的剂量反应曲线。这便于在不同的细胞背景下比较化合物的效力。
请注意,分组变量越多,需要拟合的曲线就越多。例如,当有5种化合物、3种细胞系和2个时间点时,将产生30条独立曲线(5 × 3 × 2 = 30)。 请确保每条曲线都有足够的数据点。非线性回归通常需要每条曲线至少有5-6个独特的X值(覆盖曲线的整个范围),才能获得可靠的参数估计。
在“多变量”表格中,重复组只是具有相同 X 值和相同分组变量值的额外行。Prism 在拟合每条曲线时会使用所有数据点,这与传统 XY 表格中的处理方式相同。
例如,如果 Drug_A 的每种剂量都有三个重复孔,则您的数据中每个浓度将有三行,其中 Drug_A 作为分组变量值。Prism 将对所有 Drug_A 数据点拟合一条曲线,并适当处理重复数据。