如何手动聚类热图行？基因类型分组热图绘制方案咨询

下面提供两种常用R包的实现方法，核心思路是关闭自动行聚类，手动按预设分组排序基因，并添加分组注释：

方法一：使用pheatmap包 #

pheatmap是绘制热图的常用工具，支持自定义行顺序和分组注释：

1. 准备数据与分组信息

# 模拟表达矩阵（行=基因，列=样本）
set.seed(123)
expr_matrix <- matrix(rnorm(10*6), nrow=10, 
                      rownames = c(paste0("PF_", 1:5), paste0("ECM_", 1:5)))
colnames(expr_matrix) <- paste0("Sample_", 1:6)

# 手动定义基因分组
gene_groups <- factor(c(rep("Protein Folding", 5), rep("ECM Component", 5)),
                      levels = c("Protein Folding", "ECM Component"))

2. 按分组排序基因

# 按分组顺序重新排列表达矩阵的行
sorted_expr <- expr_matrix[order(gene_groups), ]
# 同步更新分组信息的顺序
sorted_groups <- gene_groups[order(gene_groups)]

3. 绘制带分组注释的热图

library(pheatmap)

# 创建分组注释的dataframe
annotation_row <- data.frame(Group = sorted_groups)
rownames(annotation_row) <- rownames(sorted_expr)

# 绘制热图，关闭行聚类
pheatmap(sorted_expr,
         cluster_rows = FALSE,  # 关闭自动行聚类
         annotation_row = annotation_row,  # 添加行分组注释
         show_rownames = TRUE,
         main = "Gene Expression Heatmap with Manual Groups")

方法二：使用ComplexHeatmap包 #

ComplexHeatmap功能更灵活，支持添加分组分隔线、自定义注释样式：

1. 数据准备（同方法一）
2. 绘制热图

library(ComplexHeatmap)

# 创建分组注释
ha <- rowAnnotation(Group = sorted_groups,
                    col = list(Group = c("Protein Folding" = "#1f77b4", "ECM Component" = "#ff7f0e")))

# 绘制热图，关闭行聚类，添加注释和分组线
Heatmap(sorted_expr,
        cluster_rows = FALSE,
        row_names_side = "left",
        top_annotation = NULL,
        right_annotation = ha,
        row_gap = unit(2, "mm"),  # 组间添加间隙
        heatmap_legend_param = list(title = "Expression"),
        main = "Manual Grouped Gene Heatmap")

关键注意点 #

• 必须设置cluster_rows = FALSE，避免自动聚类打乱手动分组
• 若需要保留样本的聚类，可保留cluster_cols = TRUE（默认开启）
• 分组注释的颜色可根据需求自定义

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Maria Faleeva