[논문 리뷰] ezcox: An R/CRAN Package for Cox Model Batch Processing and Visualization

Shixiang Wang, Xuesong Liu외 2명|arXiv (Cornell University)|2021. 10. 27.

Bioinformatics and Genomic Networks참고 문헌 13인용 수 7

한 줄 요약

ezcox는 임상 및 온믹스 데이터에서 코ックス 비례 위험 모델의 자동화된 배치 처리 및 시각화를 위한 오픈소스 R/CRAN 패키지입니다. 표준화되고 사용자 친화적인 함수를 통해 고스케일 데이터 분석을 위한 재현 가능하고 투명하며 확장 가능한 임상적으로 관련성이 있는 생물학적 마커와 유전자 서명을 식별하는 데에 생존 분석을 간소화합니다.

ABSTRACT

Cox analysis is a common clinical data analysis technique to link valuable variables to clinical outcomes including dead and relapse. In the omics era, Cox model batch processing is a basic strategy for screening clinically relevant variables, biomarker discovery and gene signature identification. However, all such analyses have been implemented with homebrew code in research community, thus lack of transparency and reproducibility. Here, we present ezcox, the first R/CRAN package for Cox model batch processing and visualization. ezcox is an open source R package under GPL-3 license and it is free available at https://github.com/ShixiangWang/ezcox and https://cran.r-project.org/package=ezcox.

연구 동기 및 목표

• 임상 및 온믹스 연구에서 일반적으로 사용되는 커스터마이즈된 홈브루 코드로 인해 발생하는 코ックス 모델 분석의 투명성과 재현성 부족 문제를 해결하기 위해.
• 임상 결과 예측을 지원하는 고스케일 코ックス 모델 처리를 위한 표준화되고 오픈소스의 R 패키지를 개발하기 위해.
• 사망 또는 재발과 같은 생존 결과에 대해 다수의 예측 변수를 효율적으로 배치 분석할 수 있도록 하기 위해.
• 결과 해석을 위한 통합 시각화 도구(예: 생존 곡선 및 위험비 플롯 포함)를 제공하기 위해.
• 코ックス 모델을 활용한 생물학적 마커 탐색 및 유전자 서식 식별에서 재현성과 투명성을 증진하기 위해.

제안 방법

• 패키지는 다수의 공변량에 대해 자동으로 코ックス 비례 위험 모델을 피팅하는 모듈식 R 기반 파이프라인을 구현합니다.
• 임상 및 온믹스 데이터 세트에서의 입력을 지원하며, 자동으로 케이싱 및 시간-사건 결과를 처리합니다.
• 핵심 기능으로는 survival 패키지의 coxph 함수를 사용한 코ックス 모델의 배치 피팅이며, 확장 가능하고 재현 가능한 프레임워크에 래핑되어 있습니다.
• 시각화 기능은 해석이 용이한 카프만-마이어 생존 곡선과 위험비의 숲 플롯을 생성합니다.
• 일반적인 생물정보학 및 통계 워크플로우에 통합될 수 있도록 설계되었으며, 일관된 출력 형식을 제공합니다.
• CRAN에 호스팅되어 있으며 GPL-3.0 라이선스 하에 배포되어 있어 개방형 액세스와 커뮤니티 확장성을 보장합니다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 임상 및 온믹스 데이터 분석에서 재현성을 향상시키기 위해 코ックス 모델의 배치 처리를 어떻게 표준화하고 자동화할 수 있을까요?
• RQ2 고스케일 데이터 세트에서 사망 또는 재발과 같은 생존 결과와 관련된 주요 예측 변수는 무엇일까요?
• RQ3 결과 해석을 향상시키기 위해 시각화 도구를 어떻게 배치 처리 파이프라인에 통합할 수 있을까요?
• RQ4 통합된 R 패키지는 생존 분석에서 임의의, 재현 불가능한 코드에 대한 의존도를 어느 정도 줄일 수 있을까요?
• RQ5 ezcox는 어떤 방식으로 생물학적 마커 탐색 및 유전자 서식 식별을 확장 가능하고 투명한 방식으로 지원할 수 있을까요?

주요 결과

• ezcox는 코ックス 비례 위험 모델의 배치 처리 및 시각화를 위한 첫 번째 전용 CRAN 호스팅 R 패키지입니다.
• 패키지는 커스터마이즈된 비이식 가능한 스크립트에 대한 의존도를 줄이며, 다수의 예측 변수에 대해 재현 가능하고 확장 가능한 생존 데이터 분석을 가능하게 합니다.
• 생존 곡선과 위험비 플롯의 자동 생성을 지원하여 결과의 해석 가능성을 향상시킵니다.
• GPL-3.0 라이선스 하에 무료로 이용 가능하여 오픈 사이언스와 커뮤니티 수용을 촉진합니다.
• 코ックス 모델 워크플로우를 표준화함으로써 투명성을 향상시키고 일관된 생물학적 마커 및 유전자 서식 식별을 촉진합니다.