ggplot2|玩转Manhattan图-你有被要求这么画吗？

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Manhattan图算是GWAS分析的标配图了，可参考Bio|manhattan图 进行绘制。

由于Manhattan点太多，后期AI/PS修改的话难度有点大，如果可以“个性化”绘制的话那是极好的！

一 载入R包，数据

1）载入数据处理的tidyverse包，使用qqman中gwasResults示例数据集

#载入R包
#install.packages("qqman")
library(qqman)
library(tidyverse)
#查看原始数据
head(gwasResults)
 SNP CHR BP         P
1 rs1   1  1 0.9148060
2 rs2   1  2 0.9370754
3 rs3   1  3 0.2861395
4 rs4   1  4 0.8304476
5 rs5   1  5 0.6417455
6 rs6   1  6 0.5190959

我们知道Manhattan图实际就是点图，横坐标是chr，纵坐标是-log(Pvalue) ，原始P值越小，-log转化后的值越大，在图中就越高。

原始数据中重要的“元素”都有了 ，我们自己的数据也是只需要这四列就可以了。注意绘制前需要转化一下：

2）处理原始数据---计算SNP的累计位置

# 1)计算chr长度
chr_len <- gwasResults %>% 
  group_by(CHR) %>% 
  summarise(chr_len=max(BP))
​
# 2） 计算每条chr的初始位置
chr_pos <- chr_len  %>% 
  mutate(total = cumsum(chr_len) - chr_len) %>%
  select(-chr_len) 
​
#3)计算累计SNP的位置
Snp_pos <- chr_pos %>%
  left_join(gwasResults, ., by="CHR") %>%
  arrange(CHR, BP) %>%
  mutate( BPcum = BP + total)
​
#查看转化后的数据
head(Snp_pos,2)
​
  SNP CHR BP         P total BPcum
1 rs1   1  1 0.9148060     0     1
2 rs2   1  2 0.9370754     0     2

数据准备完成，开始绘图。

二 ggplot2绘制Manhattan图

1 纵坐标为P值转-log10（）

ggplot(Snp_pos, aes(x=BPcum, y=-log10(P))) +
geom_point( aes(color=as.factor(CHR)))

• 基本图形出来了，但是有点怪；不急，一点点改进：

  • 横坐标标签设置在每个chr中间位置；

  • 背景色去掉，线去掉等

  • 去掉点和X轴之间的 “gap” （很多地方可用）

  • 添加阈值线

2 绘制加强版Manhattan图

1) 准备X轴标签位置--在每条chr的中间

X_axis <-  Snp_pos %>% group_by(CHR) %>% summarize(center=( max(BPcum) + min(BPcum) ) / 2 )

2）绘制“改良版”Manhattan图

p <- ggplot(Snp_pos, aes(x=BPcum, y=-log10(P))) +
#设置点的大小，透明度
   geom_point( aes(color=as.factor(CHR)), alpha=0.8, size=1.3) +
#设置颜色
   scale_color_manual(values = rep(c("grey", "skyblue"), 22 )) +
#设定X轴
   scale_x_continuous( label = X_axis$CHR, breaks= X_axis$center ) +
#去除绘图区和X轴之间的gap
   scale_y_continuous(expand = c(0, 0) ) +  
#添加阈值线
geom_hline(yintercept = c(6, -log10(0.05/nrow(Snp_pos))), color = c('green', 'red'), size = 1.2, linetype = c("dotted", "twodash")) + 
#设置主题
   theme_bw() +
   theme(
     legend.position="none",
     panel.border = element_blank(),
     axis.line.y = element_line(),
  panel.grid.major.x = element_blank(),
  panel.grid.minor.x = element_blank()
  )

这时候是不是就可以了，