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代谢组学全流程免费软件工具总结 | 涵盖从原始数据格式转换到通路富集分析的完整工作流

代谢组学全流程免费软件工具总结 | 涵盖从原始数据格式转换到通路富集分析的完整工作流

代谢组学全流程免费软件工具总结

涵盖从原始数据格式转换到通路富集分析的完整工作流,包括每个工具的平台支持与CLI/代码可用性

🔄第一步:原始数据格式转换

将各厂商专有格式(Thermo .raw, Waters .raw, Agilent .d, Bruker .d, SCIEX .wiff 等)转换为开放格式(mzML, mzXML, netCDF)。这是所有后续分析的前提。

ProteoWizard / msconvert

Windows + Linux*CLI ✅

功能
质谱原始数据格式转换的行业标准工具,支持几乎所有厂商格式→mzML/mzXML转换,含峰拾取(peakPicking)滤波
平台
Windows
:完整支持所有厂商格式读取Linux:仅支持开放格式间转换(如mzML→mzXML),无法直接读取厂商专有格式(需通过Wine/Docker间接运行Windows版本)
CLI/代码
提供CLI
(msconvert命令行工具),支持批处理脚本。同时提供GUI版(MSConvertGUI)。源代码开源(GitHub),C++编写,有Python绑定
许可证
BSD许可(开源免费)
备注
实际操作中,厂商格式转换通常在采集数据的Windows电脑上完成。Linux上可通过Wine运行,但配置复杂

ThermoRawFileParser (TRFP)

Windows + LinuxCLI ✅

功能
专门针对Thermo Fisher .raw文件的跨平台转换工具,输出mzML/MGF/Parquet格式
平台
Windows + Linux + macOS
:全平台支持。基于.NET,Linux/macOS通过Mono或.NET Core运行
CLI/代码
提供CLI
,命令行参数丰富(-i输入、-o输出、-f格式等)。也有GUI版本。源代码开源(GitHub, Apache-2.0)
许可证
Apache-2.0(开源免费)
备注
是Linux上处理Thermo原始数据的首选方案,解决了ProteoWizard在Linux上无法读取厂商格式的问题

msConvert (via Wine/Docker on Linux)

Windows + Linux(间接)CLI ✅

功能
同ProteoWizard msconvert,在Linux上通过Wine或Docker容器运行Windows版本以处理厂商专有格式
平台
Linux
:通过Wine运行(需安装Windows DLL),或使用Docker镜像。社区有msconvert-scripts等辅助工具
CLI/代码
提供CLI
,用法与Windows版相同
备注
配置较复杂,但对非Thermo厂商格式(如SCIEX .wiff, Agilent .d)在Linux上是可行方案

⚙️第二步:质谱数据处理

包括峰检测(peak picking)、色谱峰对齐(alignment)、去卷积(deconvolution)、特征分组(feature grouping)、归一化(normalization)等。这是代谢组学数据分析的核心步骤。

XCMS

Windows + LinuxR代码 ✅

功能
代谢组学最广泛使用的LC-MS/GC-MS数据处理R包。提供7种峰检测算法(centWave, matchedFilter, massifquant等)、2种保留时间校正(obiwarp, loess)、峰分组、缺失值填充
平台
Windows + Linux + macOS
:作为R/Bioconductor包,完全跨平台
CLI/代码
纯R代码接口
,通过R脚本运行,无GUI(XCMS Online提供Web界面)。所有功能均通过R函数调用,完全可编程化。源代码开源(GitHub, GPL-2+)
许可证
GPL (≥2)
备注
代谢组学领域引用最多的软件(5000+引用)。是构建自动化pipeline的首选工具

MZmine 3/4

Windows + LinuxCLI/Groovy ✅

功能
开源跨平台LC-MS/GC-MS数据分析工具。模块化设计:原始数据导入、色谱峰检测、去卷积、峰对齐(RANSAC/Join aligner)、归一化、同位素检测、特征导出。支持数十种厂商格式直接导入
平台
Windows + Linux + macOS
:基于Java,完全跨平台。注意部分厂商格式仅在特定OS上支持(Thermo .raw全平台,Agilent .d/SCIEX .wiff/Shimadzu .lcd仅Windows或需msconvert)
CLI/代码
支持Groovy脚本批处理
,可完全通过脚本运行(无GUI)。提供Batch Mode。源代码开源(GitHub, GPL-3)。Java编写,可作为库使用
许可证
GPL-3(开源免费)
备注
第二大使用的LC-MS处理工具。支持直接导出GNPS格式用于分子网络分析

MS-DIAL 5

Windows(GUI) + Linux(CLI)CLI ✅

功能
一体化代谢组学/脂质组学数据处理平台。支持DDA/DIA/GC-MS/LC-MS/离子淌度/质谱成像。包括峰检测、去卷积(MSDec算法)、对齐、注释(光谱匹配+碎裂规则)
平台
Windows
:GUI完整支持Linux + macOS:通过Console App(CUI)支持,.NET Core运行
CLI/代码
提供Console App (MSDIALCUI)
,支持Windows/Linux/macOS命令行运行。源代码开源(GitHub, LGPL-3 for code / CC-BY 4.0 for binary)。C#编写
许可证
LGPL-3(源代码)/ CC-BY 4.0(二进制)
备注
Console App是Linux上运行MS-DIAL的推荐方式,可集成到自动化pipeline中

OpenMS

Windows + LinuxCLI + Python ✅

功能
C++质谱数据分析框架,150+个TOPP工具覆盖蛋白质组学和代谢组学的各类任务。包括FeatureFinderMetabo(代谢物特征检测)、MapAligner(对齐)、AccurateMassSearch(精确质量搜索)等
平台
Windows + Linux + macOS
:完全跨平台,C++编写
CLI/代码
所有TOPP工具均为命令行工具
,可直接在终端运行。提供pyOpenMS(Python绑定)用于脚本化开发。支持KNIME/Galaxy/Nextflow工作流集成。源代码开源(GitHub, BSD-3)
许可证
BSD-3(开源免费,最宽松的许可证之一)
备注
适合需要高度可编程化和工作流自动化的场景。Windows安装包自带ProteoWizard

MassCube

Windows + LinuxPython代码 ✅

功能
2025年发布的Python端到端代谢组学数据处理框架。从原始文件到表型分类器的完整流程。峰检测通过信号聚类和高斯滤波辅助边缘检测。比MS-DIAL/MZmine3/XCMS更快
平台
Windows + Linux + macOS
:Python框架,完全跨平台。已在个人笔记本到HPC集群上测试
CLI/代码
提供命令行应用 + Python API
。专为非编程用户设计了CLI工具,同时可作为Python库用于高级开发。源代码开源(GitHub)
许可证
开源(具体见GitHub)
备注
2025年Nature Communications发表的最新工具,在速度和精度上优于现有软件。无GUI但提供CLI和可视化工具

asari

Windows + LinuxPython代码 ✅

功能
高速LC-MS代谢组学数据处理引擎,由mummichog作者Shuzhao Li开发。专注于快速特征检测和定量,已集成到MetaboAnalyst 6.0中
平台
Windows + Linux + macOS
:Python包,完全跨平台
CLI/代码
Python包 + CLI
,pip install asari 即可使用。既可作为命令行工具,也可作为Python库导入。源代码开源(GitHub)
许可证
开源

CAMERA

Windows + LinuxR代码 ✅

功能
XCMS的配套R包,用于峰列表注释。规则化标注同位素和加合物,基于EIC相关性标记未知加合物和碎片。是去除XCMS结果中错误特征报告的关键工具
平台
Windows + Linux + macOS
:R/Bioconductor包,完全跨平台
CLI/代码
纯R代码接口
,通过R函数调用。源代码开源(GitHub, GPL-2+)
许可证
GPL (≥2)

IPO

Windows + LinuxR代码 ✅

功能
XCMS参数自动优化R包。利用天然13C同位素峰计算峰拾取评分,通过实验设计(DoE)和响应面模型优化峰检测、保留时间校正和分组参数
平台
Windows + Linux + macOS
:R/Bioconductor包,完全跨平台
CLI/代码
纯R代码接口
,通过R函数调用。源代码开源(GitHub/Bioconductor, GPL-2+)
备注
解决XCMS参数调优难题,适合自动化pipeline中使用

MS-FLO (MS-Feature List Optimizer)

Windows + LinuxR代码 ✅

功能
使用XCMS、MZmine或MS-DIAL的结果报告,去除错误的峰发现(包括同位素和加合物)
平台
Windows + Linux + macOS
:R包,跨平台
CLI/代码
R代码接口

🧬第三步:结构鉴定与注释

通过MS/MS光谱匹配、in silico碎片化预测、分子式推导等方法对检测到的代谢物特征进行结构鉴定。包括数据库光谱匹配和计算预测两大类。

SIRIUS (含 CSI:FingerID, CANOPUS, ZODIAC, MSNovelist)

Windows + LinuxCLI ✅

功能
代谢物结构鉴定的旗舰工具集。SIRIUS通过碎裂树计算分子式;CSI:FingerID通过机器学习预测分子指纹并搜索结构数据库;CANOPUS进行化合物分类;ZODIAC改进分子式排序;MSNovelist进行de novo结构生成
平台
Windows + Linux + macOS
:基于Java,完全跨平台。安装包自带JRE,无需额外安装Java
CLI/代码
提供完整CLI
(sirius命令),支持批处理和workflow集成。同时提供GUI。源代码开源(GitHub, GPL-3)。提供SIRIUS-API SDK(Java)
许可证
GPL-3(开源);Web服务(CSI:FingerID等)学术免费,需注册账号
备注
鉴定率可达70%+。已集成到GNPS、OpenMS、MZmine中。当前版本6.3+(2025-2026更新)

GNPS (Global Natural Products Social Molecular Networking)

Web平台API/Python ✅

功能
质谱分子网络分析平台。经典分子网络(Classical MN)和基于特征分子网络(FBMN)。通过MS/MS光谱相似性连接相关分子,形成"分子家族"。支持光谱库搜索注释
平台
Web平台
(主要使用方式),数据上传到GNPS服务器处理。也可本地部署
CLI/代码
提供REST API和Python工具
,支持编程化访问。FBMN工作流源代码开源(GitHub, Python)。有format converter脚本。支持与MZmine/OpenMS/MS-DIAL/XCMS输出对接
许可证
非营利研究免费
备注
3000+ CPU核心支持,150+国家使用。FBMN是GNPS中第二大常用工具

MetFrag

Windows + LinuxCLI + R包 ✅

功能
组合式in silico碎片化工具。从PubChem/ChemSpider/KEGG等数据库检索候选分子,通过键断裂方式碎片化,与实验光谱匹配评分
平台
Windows + Linux + macOS
:基于Java,跨平台。提供Web版、CLI版、R包版三种使用方式
CLI/代码
提供MetFragCommandLine (CLI)
 + MetFragR (R包) + Web界面。源代码开源(GitHub, LGPL-2.1+)。可通过Bioconda安装
许可证
LGPL-2.1+(开源免费)
备注
支持本地数据库和在线数据库查询。可通过Docker部署

CFM-ID (Competitive Fragmentation Modeling)

Windows + LinuxCLI ✅

功能
基于机器学习的质谱预测和代谢物鉴定工具。从化学结构预测质谱(正向),以及从质谱鉴定代谢物(反向)。支持ESI-MS/MS和EI-MS数据
平台
Windows + Linux + macOS
:提供Windows二进制文件和跨平台源代码(C++编写)
CLI/代码
提供CLI工具
(cfm-predict, cfm-search, cfm-annotate等命令行程序)。也有Web服务器版本。源代码开源(SourceForge)
许可证
开源免费
备注
可部署到集群以处理大规模数据集

MS-FINDER

Windows(GUI)Console App ✅

功能
利用氢重排规则(HR rules)进行结构阐释的软件。支持分子式预测、代谢物类别预测、EI-MS和MS/MS光谱的结构阐释。内嵌15个数据库
平台
Windows
:GUI基于.NET Framework 4.8 / WPF,仅WindowsLinux:通过MsfinderConsoleApp(Console版本)可在Linux上运行(.NET Core),RECETOX项目对其进行了修改以支持Galaxy平台
CLI/代码
提供Console App
(MsfinderConsoleApp.exe annotate),支持命令行批处理。源代码开源(GitHub, LGPL-3)。C#编写
许可证
LGPL-3(源代码)/ CC-BY 4.0(软件)
备注
GUI仅限Windows,但Console版本可跨平台使用。与MS-DIAL同一开发团队

📊第四步:统计分析

对处理后的代谢物特征表进行统计检验、多变量分析、聚类分析等,包括PCA、PLS-DA、OPLS-DA、t检验、ANOVA、火山图、热图、随机森林、SVM等。

MetaboAnalyst 6.0 (Web + MetaboAnalystR)

Web + 跨平台RR代码 ✅

功能
代谢组学统计分析功能最全面的平台。单变量分析(t检验/ANOVA/火山图/相关分析);多变量分析(PCA/PLS-DA/OPLS-DA);高维特征提取(SAM/EBAM);聚类(热图/K-means/SOM);有监督分类(RF/SVM);时间序列分析;ROC曲线生物标志物分析
平台
Web平台
(metaboanalyst.ca,免费使用)+ 本地R包(MetaboAnalystR 4.0,Windows/Linux/macOS全平台)
CLI/代码
MetaboAnalystR是完全可编程的R包
,所有Web功能均有对应R函数。Web平台实时生成R代码供用户本地复现。源代码开源(GitHub, GPL-3)
许可证
GPL-3(开源免费);MetaboAnalyst-Pro企业版可本地部署
备注
MetaboAnalystR 4.0 (2024, Nature Communications) 是统一LC-MS工作流,含原始光谱处理+统计分析+功能解释

ropls

Windows + LinuxR代码 ✅

功能
R包,提供PCA、PLS、PLS-DA、OPLS-DA等多变量统计方法。专为代谢组学/转录组学设计,含VIP评分、交叉验证、score plot/loading plot可视化
平台
Windows + Linux + macOS
:R/Bioconductor包,完全跨平台
CLI/代码
纯R代码接口
,通过R函数调用。源代码开源(Bioconductor, GPL-3+)
许可证
GPL (≥3)
备注
已被Workflow4Metabolomics (W4M) Galaxy平台集成

limma

Windows + LinuxR代码 ✅

功能
经典的差异分析R包(源自微阵列/转录组学),在代谢组学中广泛用于差异代谢物筛选。提供经验贝叶斯调节的t检验/ANOVA,处理小样本数据效果好
平台
Windows + Linux + macOS
:R/Bioconductor包
CLI/代码
纯R代码接口
。已集成到MetaboAnalystR中
许可证
GPL (≥2)

Workflow4Metabolomics (W4M) / Galaxy-M

Web + 本地部署Galaxy API ✅

功能
基于Galaxy的代谢组学工作流平台。集成XCMS、CAMERA、ropls等工具,提供拖拽式可视化工作流。涵盖LC-MS/GC-MS/NMR数据预处理、统计分析、注释
平台
Web平台
(免费使用)+ 本地虚拟机部署(Windows/Linux/macOS均可)
CLI/代码
Galaxy API支持编程化访问
。所有工具可通过命令行调用。开源(GitHub)
许可证
开源免费(MIT/Academic Free License)
备注
W4M由法国生物信息学研究所(IFB)维护;Galaxy-M由英国团队维护。两者都基于Galaxy平台

🔍第五步:差异代谢物筛选

通过统计检验(t检验/ANOVA/limma等)、倍数变化(fold change)、多变量分析VIP值等方法筛选组间差异代谢物。通常与统计分析步骤紧密耦合。

MetaboAnalystR (差异分析模块)

Windows + LinuxR代码 ✅

功能
集成在MetaboAnalystR中的差异分析功能。包括t检验、ANOVA、limma差异分析、火山图、倍数变化分析。可输出差异代谢物列表
平台
Windows + Linux + macOS
:R包
CLI/代码
R代码接口
:Ttests.Anal(), ANOVA.Anal(), PerformLimmaDE()等函数

limma (差异分析)

Windows + LinuxR代码 ✅

功能
经验贝叶斯调节的差异分析,适合小样本代谢组学数据。输出logFC、P.Value、adj.P.Val等指标用于筛选差异代谢物
平台
Windows + Linux + macOS
CLI/代码
R代码接口
:eBayes(), topTable(), decideTests()等函数

DESeq2 / edgeR (可适配)

Windows + LinuxR代码 ✅

功能
本为RNA-Seq差异分析设计,但已被适配用于代谢组学计数型数据的差异分析。基于负二项分布模型
平台
Windows + Linux + macOS
:R/Bioconductor包
CLI/代码
纯R代码接口
。已集成到MetaboAnalystR依赖中

metabolomics R包

Windows + LinuxR代码 ✅

功能
提供代谢组学专用的统计分析函数,包括缺失值处理、归一化、PCA、PLS-DA、差异分析等
平台
Windows + Linux + macOS
CLI/代码
纯R代码接口

MS-DIAL (内置统计)

Windows(GUI) + Linux(CLI)CLI ✅

功能
MS-DIAL内置基本的统计分析功能,包括火山图、PCA、PLS-DA等,可直接在数据处理后进行差异筛选
平台
Windows
(GUI) + Linux/macOS(Console App CLI)
CLI/代码
Console App支持CLI
,但统计分析功能在CLI中可能有限

🛤️第六步:通路富集分析

将差异代谢物映射到代谢通路上,识别显著富集的生物学通路。包括基于已知代谢物ID的富集分析(MSEA)和基于m/z特征的通路预测(mummichog)。

MetaboAnalyst 6.0 (Pathway Analysis + Enrichment Analysis + MSEA)

Web + 跨平台RR代码 ✅

功能
三大功能模块:① Pathway Analysis (MetPA):整合通路富集分析和通路拓扑分析,支持>120物种② Enrichment Analysis (MSEA):代谢物集富集分析,含~13000个代谢物集,15个库③ MS Peaks to Pathways:基于mummichog算法,直接从m/z特征预测通路活性,无需先鉴定代谢物④ Joint Pathway Analysis:联合代谢组学和转录组学的整合通路分析
平台
Web平台
 + MetaboAnalystR R包(Windows/Linux/macOS)
CLI/代码
完全R代码可编程
:PerformPSEA(), PerformPathwayAnalysis(), PerformMummichog()等函数。源代码开源(GitHub, GPL-3)
许可证
GPL-3(开源免费)
备注
支持KEGG、SMPDB、Reactome等数据库。2024年Nature Communications发表MetaboAnalystR 4.0

mummichog

Windows + LinuxPython CLI ✅

功能
高通量非靶向代谢组学通路分析Python程序。利用代谢网络组织直接从特征表预测功能活性,绕过代谢物鉴定步骤。计算显著富集的代谢通路、识别网络中的显著模块、Web浏览器可视化
平台
Windows + Linux + macOS
:Python包,OS无关。pip install mummichog 即可
CLI/代码
提供CLI
:mummichog -f myData -o myResult。也可作为Python库使用。源代码开源(GitHub, MIT)
许可证
MIT(开源免费,最宽松许可证之一)
备注
已被MetaboAnalyst reimplemented为R版本。mummichog 2 (当前版本) 增加了保留时间用于离子分组。支持自定义代谢模型

MSEA (Metabolite Set Enrichment Analysis)

Web + 跨平台RR代码 ✅

功能
代谢物集富集分析,接受化合物名称列表、化合物浓度列表或浓度表作为输入。基于~9000组代谢物集(人类和哺乳动物),使用超几何检验或GSEA算法
平台
Web平台
(MetaboAnalyst内置模块)+ R包(MetaboAnalystR)
CLI/代码
R代码接口
。已集成到MetaboAnalystR中

MetScape (Cytoscape插件)

Windows + LinuxGUI插件

功能
Cytoscape插件,使用代谢物和基因表达结果构建网络并计算富集通路。基于KEGG数据库
平台
Windows + Linux + macOS
:作为Cytoscape插件,依赖Cytoscape(Java,跨平台)
CLI/代码
主要通过Cytoscape GUI使用,无独立CLI。Cytoscape本身有REST API可编程化
许可证
免费

ChemRich

Web + R/ShinyR代码 ✅

功能
利用化学结构相似性和MeSH本体进行化学富集统计分析(KS检验)。不同于基于通路的富集分析,侧重于化学类别富集
平台
Web平台
(Shiny应用)+ 可本地部署
CLI/代码
R/Shiny代码
,可本地运行
许可证
免费

MetaMapp

WebR/Python ✅

功能
使用化学相似性矩阵和KEGG Rpair关系显示差异网络图。将差异代谢物以网络形式可视化
平台
Web平台
CLI/代码
提供R和Python脚本

IP4M (Integrated Platform for Metabolomics data mining)

Windows + LinuxGUI + 脚本 ✅

功能
集成代谢组学数据挖掘平台,62个功能分8大模块,覆盖代谢组学全流程:原始数据预处理、峰注释、统计分析、差异分析、相关分析、聚类、ROC分析、通路富集分析
平台
Windows + macOS + Linux
:三个平台均提供免费版本
CLI/代码
提供GUI + 简化工作流
,同时支持高级参数自定义。内嵌KEGG代谢反应数据库
许可证
免费
备注
特色功能:GRaMM方法用于代谢组-微生物组关联分析;可生成比值变量反映酶活性

📋 全流程软件总览表

步骤
软件名称
功能简述
Windows
Linux
CLI/代码
语言/技术
许可证
格式转换
ProteoWizard/msconvert
厂商格式→mzML转换
✅ 完整
⚠️ 有限(仅开放格式)
✅ CLI
C++
BSD
格式转换
ThermoRawFileParser
Thermo .raw→mzML/MGF
✅ (Mono/.NET)
✅ CLI
C#/.NET
Apache-2.0
数据处理
XCMS
峰检测/对齐/分组
✅ R代码
R
GPL-2+
数据处理
MZmine 3/4
全流程LC-MS处理
✅ Groovy脚本
Java
GPL-3
数据处理
MS-DIAL 5
DDA/DIA/GC-MS处理+注释
✅ GUI
✅ Console App
✅ CLI
C#/.NET
LGPL-3/CC-BY
数据处理
OpenMS
C++框架+150+TOPP工具
✅ CLI + Python
C++/Python
BSD-3
数据处理
MassCube
端到端Python框架(2025)
✅ CLI + Python
Python
开源
数据处理
asari
高速特征检测引擎
✅ Python
Python
开源
数据处理
CAMERA
同位素/加合物注释
✅ R代码
R
GPL-2+
数据处理
IPO
XCMS参数自动优化
✅ R代码
R
GPL-2+
数据处理
MS-FLO
去除错误峰发现
✅ R代码
R
免费
结构鉴定
SIRIUS (+CSI:FingerID等)
分子式+结构鉴定旗舰工具
✅ CLI
Java
GPL-3
结构鉴定
GNPS
分子网络+光谱库搜索
🌐 Web
🌐 Web
✅ API/Python
Python/Web
非营利免费
结构鉴定
MetFrag
in silico碎片化预测
✅ CLI + R包
Java
LGPL-2.1+
结构鉴定
CFM-ID
机器学习质谱预测/鉴定
✅ CLI
C++
开源
结构鉴定
MS-FINDER
HR规则结构阐释
✅ GUI
⚠️ Console App
✅ Console App
C#/.NET
LGPL-3/CC-BY
统计分析
MetaboAnalyst 6.0
最全面统计分析平台
✅ Web/R
✅ Web/R
✅ R代码
R
GPL-3
统计分析
ropls
PCA/PLS-DA/OPLS-DA
✅ R代码
R
GPL-3+
统计分析
limma
经验贝叶斯差异分析
✅ R代码
R
GPL-2+
统计分析
W4M / Galaxy-M
Galaxy工作流平台
✅ Web/VM
✅ Web/VM
✅ Galaxy API
Python/XML
MIT/AFL
差异筛选
MetaboAnalystR (差异模块)
t检验/ANOVA/limma/火山图
✅ R代码
R
GPL-3
差异筛选
limma
贝叶斯差异分析
✅ R代码
R
GPL-2+
差异筛选
DESeq2 / edgeR
负二项分布差异分析
✅ R代码
R
GPL-3
差异筛选
MS-DIAL (内置统计)
火山图/PCA/PLS-DA
✅ GUI
✅ CLI
✅ CLI
C#/.NET
LGPL-3/CC-BY
通路富集
MetaboAnalyst (MetPA/MSEA)
通路富集+拓扑+MSEA
✅ Web/R
✅ Web/R
✅ R代码
R
GPL-3
通路富集
mummichog
m/z直接预测通路(无需鉴定)
✅ Python CLI
Python
MIT
通路富集
MetScape
Cytoscape通路网络
❌ GUI插件
Java
免费
通路富集
ChemRich
化学类别富集(KS检验)
✅ Web
✅ Web
✅ R/Shiny
R/Shiny
免费
通路富集
IP4M
集成平台(62功能/8模块)
✅ GUI+脚本
多语言
免费

🔑 关键发现与建议

1. Linux支持情况: 大部分核心工具已支持Linux。R包(XCMS, CAMERA, MetaboAnalystR, limma, ropls, IPO)和Python工具(mummichog, MassCube, asari)天然跨平台。Java工具(SIRIUS, MZmine, MetFrag)也跨平台。主要限制在于格式转换环节——ProteoWizard的厂商格式读取仅限Windows,Linux上需用ThermoRawFileParser(Thermo数据)或Wine/Docker(其他厂商数据)。

2. CLI/代码可用性: 几乎所有工具都提供CLI或代码接口。唯一例外是MS-FINDER的GUI仅限Windows(但有Console App),以及MetScape作为Cytoscape插件无独立CLI。这意味着构建完全自动化的代谢组学pipeline是完全可行的。

3. 推荐的纯Linux自动化pipeline技术栈:

  • 格式转换
    :ThermoRawFileParser (CLI) + ProteoWizard via Wine/Docker
  • 数据处理
    :XCMS (R) 或 MassCube (Python) 或 MS-DIAL Console App
  • 注释清理
    :CAMERA (R) + MS-FLO (R)
  • 结构鉴定
    :SIRIUS CLI + MetFrag CLI + CFM-ID CLI
  • 统计分析
    :MetaboAnalystR (R) + ropls (R) + limma (R)
  • 差异筛选
    :MetaboAnalystR / limma / DESeq2 (R)
  • 通路富集
    :MetaboAnalystR (R) + mummichog (Python CLI)

4. 全流程一体化工具(减少多工具拼接):MetaboAnalystR 4.0(从原始光谱到生物学洞见的统一R工作流)、MS-DIAL 5(数据处理+注释+基本统计)、IP4M(62功能集成平台)、MassCube(Python端到端框架)。

5. 工作流管理:Workflow4Metabolomics (W4M) Galaxy平台提供可视化拖拽工作流,适合非编程用户;OpenMS支持KNIME/Nextflow/Galaxy集成,适合生物信息学家。

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