IBD 77 個獨立糞便
- IBD57
- Healthy20
約 2.85 : 1。健康組只有 20 人,而且低深度庫集中在這一組。
Metadata summary · 2026-10-05 · 五個疾病分開比較
IBD、T2D、CRC 來自資料夾裡的 metadata。AD 是 SRR9671446 所屬的 PRJNA554111。PD 是 PRJDB8639 裡有分組的 360 個糞便。目前都還沒有 taxonomy 或豐度表。下面對齊分組、樣品數與論文,並列出豐度表以 run 接上之後,每一個研究實際能訓練的預測模型。
五份資料各來自一個 BioProject。ml_label 可直接當監督式學習的 y。平台、檢體種類與臨床問題都不同,豐度表不應上下疊成一個資料集。各篇原始論文見文末。
| 項目 | IBD 發炎性腸道疾病 | T2D 第二型糖尿病 | CRC 大腸直腸癌 | AD 阿茲海默症 | PD 帕金森氏症 |
|---|---|---|---|---|---|
| 檔案 | IBD/metadata/ibd_groups.csv |
T2D/metadata/t2d_groups.csv |
CRC/metadata/crc_groups.xlsx |
AD/metadata/ad_groups.csv |
PD/metadata/pd_groups.csv |
| BioProject / Study | PRJEB86986 / ERP170281 | PRJNA1447078 / SRP688705 | PRJNA989099 / SRP446495 | PRJNA554111 / SRP214293 | PRJDB8639 / DRP006407 建模用 DRA009229 |
| 定序庫 / 受試者 | 77 庫 / 77 人 | 100 庫 / 100 人 | 113 庫 / 45 人 | 86 庫 / 86 人 | 360 庫 / 360 人 BioProject 另有 330 個無分組 run |
| 一人幾筆 | 1 | 1 | 2 或 3。45 人都有腫瘤與鄰近非腫瘤;其中 23 人另有糞便 | 1。AD1–AD43、CON1–CON43 都齊 | 1。樣本名唯一 |
| 分組(庫數) | IBD 57(74.0%) Healthy 20(26.0%) |
聽力受損 43(43%) 聽力正常 57(57%) 全員都是 T2D |
Tumor 45 NonTumor 45 StoolHealthyLike 23 |
AD 43(50%) Control 43(50%) |
PD 223(61.9%) Control 137(38.1%) |
| 這份標籤在問什麼 | 糞便菌相能否區分 IBD 與健康人 | T2D 患者中,能否區分感音神經性聽力損失與聽力正常 | 同一批病人的腫瘤組織、鄰近黏膜、糞便有何不同;腫瘤樣本另有期別 | 糞便菌相能否區分阿茲海默症與認知正常對照 | 糞便菌相能否區分帕金森氏症與對照。樣本名 P 為病人、C 為對照 |
| 檢體 | stool,77/77 | feces,100/100 | 腫瘤組織 45、非腫瘤組織 45、糞便 23。部位:右結腸 44、左結腸 39、直腸 27、缺 3 | 糞便 86/86。BioSample 的 tissue 欄寫成 gut1–gut86,不是解剖部位 | 糞便。四個採樣地:愛知 146、岩手 96、岡山 64、福岡 54 |
| 平台 | PacBio Sequel IIe AMPLICON · SINGLE |
Illumina MiSeq AMPLICON · PAIRED |
Ion Torrent Proton AMPLICON · PAIRED 論文:Ion 16S kit、Ion S5 |
Illumina MiSeq PAIRED · 2×301 bp SRA 登錄為 METAGENOMIC;論文是 16S |
Illumina MiSeq AMPLICON · PAIRED · 2×300 論文:16S V3–V4,引子 341F / 805R |
| 性別 | 整欄空白 | 男 52、女 48 | 病人層級男 27、女 18 樣品層級男 72、女 41 |
兩組都是女 20、男 23 | 公開 metadata 沒有性別 |
| 年齡(歲) | 整欄空白 | 30–55,平均 42.6,中位數 43,SD 7.5 | 43–94,平均 73.8,中位數 75,SD 10.4 | AD 57–85,平均 70.1,中位數 69 Control 55–85,平均 69.7,中位數 71 |
公開 metadata 沒有年齡。論文有年齡、性別、BMI、便秘與用藥,但沒有進這張表 |
| 其他臨床欄位 | 無 | phenotype、disease_annotation 有值。disease_stage 整欄空白 | BMI 三級、腫瘤期別(只在 45 個腫瘤列)、sample_origin | 醫院:對照 43 人全是大坪醫院;AD 有 35 人大坪、8 人來自另外三家重慶醫院。沒有 MMSE、CDR、APOE | 採樣地不平衡。福岡是 PD 49、對照 5。沒有 Hoehn–Yahr 分期 |
| spots 中位數(最小–最大) | 17,721 (28 – 29,582) |
89,524 (52,334 – 151,130) |
360,075 (53,435 – 704,216) |
38,090 (30,040 – 44,971) |
110,000 (21,863 – 163,561) |
| 檔案大小中位數 | 12 MB(0–21,0 是整數四捨五入) | 13 MB(6–22) | 61 MB(9–117) | 8.3 MB(5.9–10.2) | 34.3 MB(6.9–67.6) |
| 樣本是否獨立 | 獨立。分層交叉驗證即可 | 獨立。分層交叉驗證即可 | 不獨立。同一 host_subject_id 必須整組留在訓練或測試 |
獨立。分層交叉驗證即可。醫院與疾病不完全獨立,要放進基準模型 | 獨立。分層交叉驗證,並把採樣地放進基準模型 |
spots 是各平台自己的讀數數。Sequel 單端、三份 MiSeq 雙端與 Ion Torrent 的讀長和錯誤型態不同。同樣是 MiSeq,spots 中位數大約是 PD 11 萬、T2D 9 萬、AD 3.8 萬,不能拿來比「誰的菌相訊號比較強」。
ml_label = IBD 或 Healthy。host_subject_id 在 CSV 裡重複出現一次,兩欄內容相同。pd_groups.csv。年齡與性別能當協變量的有 T2D、CRC 與 AD。IBD 與 PD 的公開表沒有這兩欄;PD 論文裡有,但沒有寫進 ENA。定序深度在 IBD 的健康組特別不穩;CRC 的糞便庫深於組織庫;PD 的 360 庫中位數約 11 萬 reads。
| Healthy 20 | IBD 57 | |
|---|---|---|
| spots 平均 | 14,294 | 17,025 |
| spots 中位數 | 17,193 | 18,038 |
| spots 最小 | 28 | 87 |
| 整體平均 / SD | 16,316 / 7,396 | |
| size_MB 平均 | 11.3(中位數 12) | |
spots < 1,000 有 5 庫:健康 3、IBD 2。spots < 5,000 有 10 庫:健康 5、IBD 5。健康組有四分之一低於 5,000 reads。
| 聽力受損 43 | 聽力正常 57 | |
|---|---|---|
| 年齡平均 | 42.8 | 42.4 |
| 年齡中位數 | 43 | 43 |
| spots 平均 | 96,238 | 96,568 |
| spots 中位數 | 99,422 | 85,398 |
| 整體 spots | 平均 96,426,SD 25,615 | |
平均深度接近,中位數仍差約 1.4 萬。模型裡保留 log(spots)。最低 52,334,沒有像 IBD 那種近乎空庫。
| 中位數 spots | 平均 spots | |
|---|---|---|
| Tumor | 325,883 | 323,049 |
| NonTumor | 368,495 | 366,605 |
| Stool | 459,339 | 431,191 |
| 全部 113 | 360,075 | 362,406 |
SD 122,004。低於 100,000 spots 的有 5 庫(3 個非腫瘤、2 個腫瘤),最低是 CC13-N 的 53,435。組織與糞便要分開看深度。
| AD 43 | Control 43 | |
|---|---|---|
| 年齡平均 | 70.1 | 69.7 |
| 年齡中位數 | 69 | 71 |
| 年齡範圍 | 57–85 | 55–85 |
| spots 平均 | 37,428 | 38,422 |
| spots 中位數 | 36,987 | 38,145 |
| 整體 spots | 中位數 38,090,最小 30,040 | |
兩組深度接近。檔案大小中位數 AD 8.22 MB、Control 8.35 MB。SRA 的 library_source 寫 METAGENOMIC,論文方法是 16S。
| 採樣地 | Control | PD |
|---|---|---|
| 愛知 Aichi | 60 | 86 |
| 岩手 Iwate | 44 | 52 |
| 岡山 Okayama | 28 | 36 |
| 福岡 Fukuoka | 5 | 49 |
| spots 中位數 | 110,060 | 109,940 |
| spots 範圍 | 21,863 – 163,561,整體中位數 110,000 | |
採樣日期 2016-11-11 到 2019-05-15,3 筆缺日期。每個 spot 約 602 bp,對應 MiSeq 2×300 的 V3–V4。
接豐度表時用 run(IBD 是 ENA ERR,其餘是 SRA SRR)。ml_label 當 y。host_subject_id 在 CRC 用來把同一人綁在一起。
| 欄位 | 用途 | IBD | T2D | CRC | AD | PD |
|---|---|---|---|---|---|---|
| run, biosample, sample_name | 樣本鍵、對豐度表 | 完整,各 77 唯一 | 完整,各 100 唯一 | 完整,各 113 唯一 | 完整,各 86 唯一 | 360 個有名稱的 run 唯一 |
| host_subject_id | 人的 ID、交叉驗證分組 | 完整;CSV 重複一欄 | 完整,一人一值 | 45 個 ID | 與 sample_name 相同,一人一值 | 用樣本名,360 個唯一 |
| group, ml_label | 預測標籤 | IBD / Healthy | 聽力受損 / 聽力正常 | Tumor / NonTumor / StoolHealthyLike | AD / Control | PD / Control,由樣本名的 P 與 C 解析 |
| sex, age | 協變量或基準模型 | 皆空白 | 完整 | 完整,且同一人各列相同 | 完整。年齡在 BioSample,不在 ENA 主表 | ENA 沒有。論文有,但未進公開樣本表 |
| tissue | 檢體或解剖部位 | 全部 stool | 全部 feces | 右結腸、左結腸、直腸;CC2 三庫空白 | 糞便。原始欄是 gut 加編號 | 全部 feces |
| sample_origin | 組織還是糞便 | 無此欄 | 無此欄 | Tumoral / Non Tumoral / Feces,與 group 一一對應 | 無此欄 | 無此欄 |
| bmi_class | 協變量 | 無 | 無 | Normal / Overweight / Obese | 無 | 無 |
| stage | 期別預測 | 無 | disease_stage 欄存在但全空 | 只在腫瘤列:I–IV | 無 | 無 Hoehn–Yahr |
| 醫院或表型 | 混淆或標籤核對 | 無 CD/UC 亞型 | phenotype 與 group 一致 | 無醫院欄 | hospital。8 個非大坪樣本都是 AD | site:愛知、岩手、岡山、福岡。福岡嚴重不平衡 |
| library_strategy, layout, instrument | 批次 / 平台 | AMPLICON, SINGLE, Sequel IIe | AMPLICON, PAIRED, MiSeq | AMPLICON, PAIRED, Ion Proton | SRA:OTHER / METAGENOMIC / MiSeq。論文:16S | AMPLICON, PAIRED, MiSeq。論文:16S V3–V4 |
| spots, size_MB | 文庫量、QC、協變量 | 有;尾端很長 | 有 | 有 | 有,深度很齊 | 有。中位數 11 萬,最低仍超過 2 萬 |
| bioproject, study, disease | 研究識別 | 單一研究 | 單一研究 | 單一研究 | 單一研究 | 單一研究,但有兩個 DRA 提交 |
公開 metadata 都沒有用藥、HbA1c、MMSE 或連續 BMI。IBD 論文有 CD 與 UC,這份 CSV 只留 IBD / Healthy。T2D 論文有 TNF-α、IL-6、LBP。PD 論文有年齡、性別、BMI、便秘與用藥,ENA 樣本表沒有這些欄。引子區間以各篇方法為準,見參考文獻。
樣本數是 77、100、86、360、45 這個量級,特徵數通常大於樣本數。適合係數可解釋、有正則化的模型。神經網路在這個 n 上會記住訓練集。
| 研究 | 預測問題 | y 怎麼取 | 可用 n | 驗證方式 | 模型 | 判斷 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| PD | 帕金森氏症 vs 對照 | PD vs Control | 360 人,223 對 137 | 依疾病分層的重複 5-fold,採樣地當協變量 | Elastic-net(採樣地、log spots)。沒有年齡與性別可放 | 優先做 |
| AD | 阿茲海默症 vs 認知正常 | AD vs Control | 86 人,43 對 43 | 重複分層 5-fold | Elastic-net(年齡、性別、log spots、是否大坪醫院) | 優先做 |
| T2D | T2D 患者是否合併聽力損失 | T2D_hearing_loss vs T2D_normal_hearing | 100 人 | 重複分層 5-fold | Elastic-net(含年齡、性別、log spots);Random forest 作對照 | 優先做 |
| IBD | 糞便菌相區分 IBD 與健康 | IBD vs Healthy | 77 人;先檢視 spots < 1,000 的 5 庫 | 重複分層 5-fold。健康組每折大約 4 人,區間會寬 | class_weight 平衡的 elastic-net。必須同時報告「只使用 log(spots)」的基準 | 可做,先處理深度 |
| CRC | 腫瘤黏膜 vs 鄰近非腫瘤黏膜 | Tumor vs NonTumor,不含糞便 | 45 對,90 庫 | 依 host_subject_id 的 GroupKFold。同一人的兩塊組織不可拆開 | 病人內豐度差(paired)為主;分類模型當補充 | 可做,解釋成組織差異 |
| CRC | 腫瘤早晚期 | I–II vs III–IV,只用腫瘤列 | 26 vs 19,一人一筆 | 重複分層 5-fold | Elastic-net,協變量含性別、年齡、部位、BMI、log spots | 探索用,IV 期只有 3 人 |
| CRC | 四期分類 I / II / III / IV | stage | 7 / 19 / 16 / 3 | — | 樣本撐不住四類,尤其 IV 期 | 改做早晚期 |
| CRC | 糞便篩檢:大腸癌 vs 健康人 | 檔案中沒有獨立健康糞便 | 23 個糞便全部來自已有腫瘤的病人 | — | StoolHealthyLike 是這 23 個糞便列的組名,sample_origin 為 Feces | 這份 metadata 沒有這個標籤 |
| CRC | BMI 三級,或左/右結腸/直腸 | bmi_class 或 tissue | 45 人(取一種檢體,避免一人多列) | 一人一列的分層 CV | 拿來檢查菌相是不是主要在學 BMI 或部位,而不是期別 | 當混淆檢查 |
| 五研究合併 | 一個模型分辨 IBD、T2D、CRC、AD、PD | 疾病名稱 | 736 庫 | 平台、引子與疾病綁在一起 | 模型會學到 Sequel、MiSeq、Ion 與糞便/組織的差異 | 不要訓練 |
run 把 count 表接到 metadata。保留 count,自己做過濾與轉換;若只有相對豐度,就不要再稀釋一次。| 做法 | 在這五份資料的角色 |
|---|---|
| Elastic-net logistic | 預設主模型。n 小、p 大、需要一組可解釋菌屬。 |
| 只用協變量的 logistic | 基準。菌相模型要贏過它。 |
| Shannon + 豐富度 | 第二基準。若打平,訊號是整體多樣性。 |
| Random forest | 看非線性。重要性在組成型資料上較不穩。 |
| sPLS-DA | 菌相研究常用的低維面板,適合跟 elastic-net 對照。 |
| Gradient boosting | 樹要很淺,且用巢狀 CV 調參,否則 n=77–100 容易過擬合。 |
| 神經網路、深度學習 | 這五份的樣本數不夠。 |
| 未分組的隨機切分(CRC) | 同一人的腫瘤與鄰近組織會漏到測試集,分數會虛高。 |
Sequel 的 spots 不能用 Illumina 的深度門檻硬套。下面 5 個 IBD 文庫低到接近空庫,建議做「納入 / 排除」兩套成績。1,000 到 5,000 的 PacBio 擴增子是否保留,等讀長與稀釋曲線再定。
| sample_name | run 列所在分組 | spots | size_MB |
|---|---|---|---|
| F148 | Healthy | 28 | 0 |
| F006 | IBD | 87 | 0 |
| F104 | IBD | 90 | 0 |
| F161 | Healthy | 155 | 0 |
| F147 | Healthy | 615 | 0 |
| F003 | IBD | 1,158 | 0 |
| F155 | Healthy | 1,169 | 0 |
| F159 | Healthy | 2,599 | 1 |
| F010 | IBD | 3,476 | 2 |
| F020 | IBD | 4,640 | 3 |
size_MB 為 0 的共 7 庫,是整數進位,spots 最高到 1,169。排除 spots < 5,000 之後,健康組從 20 人變 15 人,IBD 從 57 人變 52 人。
| sample_name | group | 病人 | spots | size_MB |
|---|---|---|---|---|
| CRC_IdISSC2023_CC13-N | NonTumor | CC13 | 53,435 | 9 |
| CRC_IdISSC2023_CC4-T | Tumor | CC4 | 70,463 | 14 |
| CRC_IdISSC2023_CC1-N | NonTumor | CC1 | 75,820 | 14 |
| CRC_IdISSC2023_CC18-T | Tumor | CC18 | 80,777 | 14 |
| CRC_IdISSC2023_416-N-R | NonTumor | 416 | 83,344 | 15 |
100 庫 spots 都在 52,334 以上,性別與年齡無缺值。disease_stage 全空,不要把空白期別編碼成一個類別。
86 庫 spots 都在 30,040 以上。性別與年齡無缺值。地理、採樣日期、宿主在 BioSample 裡都是 missing。建模時保留醫院欄,不要把 8 個非大坪樣本直接刪掉,否則 AD 組會少 8 人且失去校正醫院的機會。
DRA009229 的 360 庫 spots 都在 21,863 以上,低於 30,000 的有 5 庫(C057AG、F-P027AG、F-C030AG、O-P039AG、O-P009AG)。DRA008768 的 330 庫沒有樣本名與疾病分組,其中 171 庫 spots 為 0,不放進建模表。iRBD 的定序在另一個登錄號 DRA009322,不在 PRJDB8639。
每一列是一個 run,對 CRC 的期別模型改成每一列是一個 host_subject_id。特徵是 genus CLR。y 用該研究的 ml_label。CRC 組織比較若要做分類,分組變數用 host_subject_id。五個研究的特徵空間分開擬合,係數不要跨研究比較大小。
每份定序資料對應一篇原始論文。連結是 DOI。論文裡有、metadata 沒有的臨床變數,不能當成這次訓練表裡的欄位。
Radhakrishnan ST, Mullish BH, Olbei ML, Danckert NP, Valdivia-Garcia MA, Serrano-Contreras JI, et al. Deciphering the microbiome–metabolome landscape of an inflammatory bowel disease inception cohort. Gut Microbes. 2025;17(1):2527863.
DOI 10.1080/19490976.2025.2527863 · PMID 40679059。糞便 16S,並有血清、尿液與糞便代謝體。論文比較了 Crohn’s disease 與 ulcerative colitis;這份 CSV 只保留 IBD / Healthy,沒有亞型,也沒有年齡與性別。定序平台在 metadata 是 PacBio Sequel IIe 單端擴增子。
Zhang P, Jiang L, Ge C, Yang J, Shi Z, Liang X, Fan Z. The gut-inflammation-hearing axis in diabetic patients aged 30–55: exploring microbiome-mediated pathways to auditory complications. BMC Microbiology. 2026 Aug 15.
DOI 10.1186/s12866-026-05504-8。100 名 30–55 歲 T2DM、聽力受損 43%、糞便 16S,與這份 metadata 的人數、年齡範圍和分組一致。論文另測了 TNF-α、IL-6、IL-1β、hs-CRP 與 LBP,並報告含 LBP 的組合指標 AUC 0.921。這些發炎指標不在 t2d_groups.csv。
Tesolato S, Ortega-Hernández A, Gómez-Garre D, Claver P, De Juan C, De la Serna S, et al. Gut microbiota profiles in feces and paired tumor and non-tumor tissues from Colorectal Cancer patients. Relationship to the Body Mass Index. PLoS ONE. 2023;18(10):e0292551.
DOI 10.1371/journal.pone.0292551 · PMC10553240。論文寫明 BioProject PRJNA989099,113 個樣本、45 位病人。方法是 Ion 16S Metagenomics Kit,擴增 V2、V4、V8 與 V3、V6–7、V9,在 Ion S5、Ion 530 chip 上定序。metadata 的 instrument 欄寫的是 Ion Torrent Proton。研究沒有獨立健康對照,主要比較糞便、腫瘤與鄰近組織,以及 BMI、腫瘤位置。
Nishiwaki H, Hamaguchi T, Ito M, Ishida T, Maeda T, Kashihara K, Tsuboi Y, Ueyama J, Shimamura T, Mori H, Kurokawa K, Katsuno M, Hirayama M, Ohno K. Short-chain fatty acid-producing gut microbiota is decreased in Parkinson’s disease but not in rapid-eye-movement sleep behavior disorder. mSystems. 2020;5:e00797-20.
DOI 10.1128/mSystems.00797-20 · PMID 33293403。論文寫明帕金森氏症的 FASTQ 是 DRA009229,也就是這份 PRJDB8639 裡 223 名 PD 與 137 名對照。方法是糞便 16S V3–V4(341F / 805R),MiSeq 2×300,QIIME2 與 DADA2。同一篇的 26 名 iRBD 在另一個登錄號 DRA009322。年齡、性別、BMI、便秘與用藥寫在論文,沒有出現在 ENA 樣本表。
Zhuang ZQ, Shen LL, Li WW, et al. Gut microbiota is altered in patients with Alzheimer’s disease. Journal of Alzheimer’s Disease. 2018;63(4):1337–1346.
DOI 10.3233/JAD-180176 · PMID 29758946。第三軍醫大學大坪醫院神經內科。43 名 AD 與 43 名年齡、性別配平的認知正常對照,糞便 16S rRNA。SRA 把文庫登錄成 METAGENOMIC / OTHER,讀長為 2×301 bp、約 3–4.5 萬 pairs,與 MiSeq 16S 相符。公開 metadata 沒有 MMSE 或其他認知分數。查詢樣品 SRR9671446 是對照組 CON17。