一文了解热图如何添加文本框注释
一文了解热图如何添加文本框注释
在群里看到了多次有人提问，如何绘制下面这种热图，即在热图的左边或者右边加上文字如基因或者通路的注释框框~ 下面先来学习一下基础函数以及对应的用法~
插播：我们生信技能树每个月都有一期带领初学者，0基础的生信入门培训，会有各种贴心的答疑，最新一期在7月3号，感兴趣的可以去看看呀：7月3日开课：生信入门&数据挖掘线上直播课7月班
学员给的漂亮的热图：
来自文献《Epigenetic Regulation of Non-canonical Menin Targets Modulates Menin Inhibitor Response in Acute Myeloid Leukemia》，Fig4a。
学习资料：https://jokergoo.github.io/ComplexHeatmap-reference/book/heatmap-annotations.html
首先是绘制一个基本的文本框
这里主要用的是grid包学习。grid是R语言中的一个基础图形包，用于创建和操作图形对象（grob，即图形对象）。它提供了低层次的图形绘制功能，允许用户以高度灵活的方式构建复杂的图形。grid包是lattice、ggplot2等高级图形包的基础，这些包在内部使用grid来实现它们的绘图功能。
前面我们学习了一下这个包的总体用法：一文解锁随心所欲绘图：不要被ggplot2洗脑了，我们只要grid！！！
现在来看看具体的函数用法：textbox_grob。
textbox_grob函数里面的参数解释：
- words应该是一个字符向量，包含了要显示的文本。
- gp = gpar(col = 1:10)：是grid包中的一个参数，用于设置图形参数（gpar，即图形参数）
- gp = gpar(fontsize = runif(10, 5, 20))：设置字体大小
- background_gp = gpar(fill = "#CCCCCC", col = "#808080")：设置文本框的背景和边框颜色
- round_corners = TRUE：款的边角为圆形
- padding = unit(10, "mm")：设置文本框的内边距
- line_space = unit(15, "mm")：两行字之间的宽度
- text_space = unit(5, "mm")：字与字之间的宽度
- max_width = unit(40, "cm")：设置文本框的宽度
- first_text_from = "bottom"：文本从底部开始，第二行在上面
如果最长的句子长度超过了max_width，那么最长句子的宽度将成为文本框的宽度。设置word_wrap = TRUE可以根据文本框的宽度调整文本。
- word_wrap = TRUE：根据文本框的宽度调整文本
- add_new_line = TRUE：每一个sentences一行
- gb = textbox_grob(words)，grobWidth(gb)，grobHeight(gb)：获取文本框的高和宽
基础文字框：
rm(list=ls())
## 加载R包
library(ComplexHeatmap)
random_text = function(n, n_words = 1) {
sapply(1:n, function(i) {
w = replicate(sample(n_words, 1),
paste0(sample(letters, sample(4:10, 1)), collapse = ""))
if(n_words > 1) {
paste(w, collapse = " ")
} else {
w
}
})
}
set.seed(123)
words = random_text(10)
words
# [1] "sncjrkeyti" "hgjisd" "kgul" "mgixj" "ugzfbe" "mrafuoi" "ptfkh" "gpqvrxbdm" "sytvnchpl" "nczg"
## 示例数据
grid.newpage()
gb = textbox_grob(words)
grid.draw(gb)
设置文本颜色：
grid.newpage()
gb = textbox_grob(words, gp = gpar(col = 1:10))
grid.draw(gb)
设置字体大小：
grid.newpage()
gb = textbox_grob(words, gp = gpar(fontsize = runif(10, 5, 20)))
grid.draw(gb)
设置文本框背景色和边框色：
grid.newpage()
gb = textbox_grob(words,
background_gp = gpar(fill = "#CCCCCC", col = NA),
round_corners = TRUE) # 四个角角为圆角
grid.draw(gb)
设置文本框的内边距：
grid.newpage()
gb = textbox_grob(words,
background_gp = gpar(fill = "#CCCCCC", col = "#808080"),
padding = unit(20, "mm"),
gp = gpar(fontsize = 30)
)
grid.draw(gb)
设置两行之间的距离：
grid.newpage()
gb = textbox_grob(words, line_space = unit(15, "mm"))
grid.draw(gb)
设置单词之间的距离：
grid.newpage()
gb = textbox_grob(words, text_space = unit(5, "mm"))
grid.draw(gb)
设置文本框的最大宽度：
grid.newpage()
gb = textbox_grob(words, max_width = unit(40, "cm"))
grid.draw(gb)
上面都是调整的一个单词即word的属性，下面来看看一个句子：
textbox_grob 支出出入一个向量：
sentences = random_text(5, 8)
sentences
fontsize = runif(5, 5, 20)
fontsize
grid.newpage()
gb = textbox_grob(sentences, gp = gpar(col = 1:5, fontsize = fontsize))
grid.draw(gb)
这个句子有5个单词
word_wrap = TRUE：根据文本框的宽度调整文本
grid.newpage()
gb = textbox_grob(sentences, gp = gpar(col = 1:5, fontsize = fontsize),
word_wrap = TRUE)
grid.draw(gb)
每一个句子里面的单词都是同一个颜色。
每个句子单独一行：add_new_line = TRUE
grid.newpage()
gb = textbox_grob(sentences, gp = gpar(col = 1:5, fontsize = fontsize),
add_new_line = TRUE)
grid.draw(gb)
接下来学习热图与文本框连接
先绘制一个基础的，anno_textbox()函数：
用于在热图旁边绘制文本框，并将文本框与热图的行切片关联起来。anno_textbox()中的一些参数会传递给textbox_grob()以控制文本框的显示，文本框注释主要通过anno_link()和anno_block()实现，其中anno_link()是默认方式。
- 第一个参数是一个分类变量，用于分割热图的行；
- 第二个参数text是一个命名的字符向量列表，其名称应与分类变量的水平相对应。
## 热图与文本框链接
mat = matrix(rnorm(100*10), nrow = 100)
mat
dim(mat)
split = sample(letters[1:10], 100, replace = TRUE)
split
length(split)
text = lapply(unique(split), function(x) {
random_text(10)
})
names(text) = unique(split)
text
str(text)
# 文本框注释条在右边
pdf(file = "mat1.pdf",height = 7,width = 8)
Heatmap(mat, name = "mat", cluster_rows = FALSE, row_split = split,
right_annotation = rowAnnotation(textbox = anno_textbox(split, text)) # split 与 text的名字对应
)
dev.off()
使用刚刚学习的 textbox_grob 的参数传递给 anno_textbox。例如，当文本是句子时，为了控制单词换行和新行：
split = sample(letters[1:5], 100, replace = TRUE)
sentences = lapply(unique(split), function(x) {
random_text(3, 8)
})
names(sentences) = unique(split)
## 控制每一个文本框里面单词的宽度和每个单词为一行
pdf(file = "mat2.pdf",height = 6,width = 8)
Heatmap(mat, name = "mat", row_split = split,
right_annotation = rowAnnotation(
textbox = anno_textbox(
split, sentences,
word_wrap = TRUE, # 控制单词换行和新行：
add_new_line = TRUE)
)
)
dev.off()
只显示1-2个注释文本框：
## 只显示一两个
align_to = split(seq_along(split), split)
align_to # list对象
align_to[c("a", "b")]
sentences[c("a", "b")]
pdf(file = "mat3.pdf",height = 6,width = 8)
Heatmap(mat, name = "mat", row_split = split,
right_annotation = rowAnnotation(
textbox = anno_textbox(
align_to[c("a", "b")],
sentences[c("a", "b")], # names should match
word_wrap = TRUE,
add_new_line = TRUE)
)
)
dev.off()
如果希望将文本框精确地放置在相应热图切片的位置上。在这种情况下，应该将by参数设置为"anno_block"：
## anno_block
split = rep(letters[1:10], 10)
split
text = lapply(unique(split), function(x) {
random_text(10)
})
names(text) = unique(split)
str(text)
pdf(file = "mat4.pdf",height = 6,width = 8)
Heatmap(mat, name = "mat", row_split = split,
right_annotation = rowAnnotation(
textbox = anno_textbox(split, text, by = "anno_block")
)
)
dev.off()
精准控制文本参数：
将文本设置为数据框列表，可以将图形参数整合到文本中。在每个数据框中，第一列包含将被放入框中的文本。数据框还可以包含以下四列（"col"、"fontsize"、"fontfamily" 和 "fontface"），以精确控制相应的文本。
### 精准控制文本参数
library(circlize)
split = rep(letters[1:5], 20)
split
text = lapply(unique(split), function(x) {
df = data.frame(text = random_text(10))
df$fontsize = runif(10, 6, 20)
if(runif(1) > 0.5) {
df$col = rep(rand_color(1), 10)
} else {
df$col = 1:10
}
df
})
names(text) = unique(split)
head(text[[1]])
str(text)
pdf(file = "mat5.pdf",height = 6,width = 8)
Heatmap(mat, name = "mat", cluster_rows = FALSE, row_split = split,
right_annotation = rowAnnotation(textbox = anno_textbox(split, text))
)
dev.off()
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