Rでベン図　ーggVennDiagram, venn, 最大7サンプル表示可能にー

ベン図は、集合論や統計学で広く使用され、重なりや包含関係を視覚的に理解するのに役立ちます。
異なるグループの要素の交わりや固有の特性を把握し、データの関連性を把握するのにとても便利です。

■目次
1.　ベン図とは
2.　ベン図用ダミーデータ作成（遺伝子情報）
3.　ベン図　遺伝子数による色の濃淡指定　―ggVennDiagram(最大7サンプル表示)―
4.　ベン図　サンプル別色指定　―ggvenn(最大4サンプル表示), venn(最大7サンプル表示)―

1.　ベン図とは

ベン図は、複数の集合やグループの要素の重複や共通性を視覚的に表現するための図です。
円や楕円などの形状を用い、それぞれの形状が異なる集合やグループを表します。
各形状の重なり合いや共通部分が、対応する集合やグループの要素の共通性を示します。
通常、2つ以上の集合が組み合わさったり交わったりする場合に使用され、データの重複や相互関係を明示的に表示します。

今回は、遺伝子情報から、その違いを示すベン図の作成方法を紹介します。

2.　ベン図用遺伝子情報ダミーデータ作成（遺伝子情報）

遺伝子情報のダミーデータを作成しましょう。

genes <- paste("gene",1:1000,sep="")　#1
set.seed(0123)
x <- list(A=sample(genes,100),
           B=sample(genes,150),
           C=sample(genes,350),
           D=sample(genes,450),
           E=sample(genes,200),
           F=sample(genes,300),
           G=sample(genes,500))　　　#2 サンプル数は７設定
x  #3
#$A
#  [1] "gene415" "gene463" "gene179" "gene526" "gene195" "gene938" "gene818" "gene118" "gene299"
# [10] "gene229" "gene244" "gene14"  "gene374" "gene665" "gene602" "gene603" "gene768" "gene709"
# [19] "gene91"  "gene953" "gene348" "gene649" "gene355" "gene840" "gene26"  "gene519" "gene426"
# [28] "gene979" "gene766"  ～～

#$B
#  [1] "gene286"  "gene908"  "gene671"  "gene121"  "gene110"  "gene158"  "gene64"   "gene483" 
#  [9] "gene910"  "gene477"  "gene480"  "gene711"  "gene67"   "gene663"  "gene890"  "gene847" 
# [17] "gene85"   "gene165"  "gene648"  "gene51"   "gene74"   "gene178"  "gene362"  "gene236" 
# [25] "gene610"  "gene330" ～～

#1　paste関数は文字列を作成。”gene”と1から1000までの整数を結合して、”gene1″, “gene2”, …, “gene1000” のような文字列ベクトルを生成。

#2　list関数は、指定された要素を持つリストを作成。
例えば、A=sample(genes,100)は、遺伝子名のベクトル “genes” からランダムに100個の要素を選んで、集合Aに割り当て。B以降も同様。

#3　x内で、A～Gにランダムにgeneが割り当てられていることを確認。

それでは、この遺伝子情報のダミーデータを用いてベン図を作成していきます。

3.　ベン図　遺伝子数による色の濃淡指定　―ggVennDiagram(最大7サンプル表示)―

各サンプルが含有する遺伝子数（gene）の数に応じた色の表示をしてみましょう。

install.packages("ggVennDiagram")
install.packages("ggplot2")
library(ggVennDiagram)
library(ggplot2)

#各領域に属するgene数を表示
ggVennDiagram(x[1:3])　#4 A～Cまでのデータを用いてベン図を作成
ggVennDiagram(x[1:3],label_alpha=0) + scale_fill_gradient(low="white",high = "turquoise")　#5

#4　ベン図の作成　それぞれの領域に含まれるgeneの数（割合）に応じた色の表示。

#5　ベン図の数表示の背景を削除（label_alpha=0）し、色表示を指定（+ scale_fill_gradient）。
色は、Rカラーコード参考にしていただけたらと思います。

ベン図は、視認性の観点から3つのサンプルまでの表示が望ましいとされていますが、より多くのサンプル表示で説明されたい場合もあると思います。
ggVennDiagramパッケージでは最大7サンプルまで、ベン図での表示が可能になりました。
これは、最近公開されたvennパッケージからインポートされるようになったためです。
なお、視認性については、使用される目的などに応じて御判断いただけたらと思います。

ggVennDiagram(x[1:4],label_alpha=0) + scale_fill_gradient(low="white",high = "turquoise")　#6 4つ
ggVennDiagram(x[1:5],label_alpha=0) + scale_fill_gradient(low="white",high = "turquoise")　#7 5つ
ggVennDiagram(x[1:6],label_alpha=0) + scale_fill_gradient(low="white",high = "turquoise")　#8 6つ
ggVennDiagram(x,label_alpha=0) + scale_fill_gradient(low="white",high = "turquoise")　#9 7つ

4.　ベン図　サンプル別色指定　―ggvenn(最大4サンプル表示), venn(最大7サンプル表示)―

サンプルごとに色を変えた表示方法を見ていきましょう。

install.packages("ggvenn")
library(ggvenn)
ggvenn(x) #10 4サンプルまで表示可

install.packages("venn")
install.packages("ggpolypath")
library(venn)
library(ggpolypath)

venn(x[1:4]) #11 4つ　vennデフォルト
venn(x[1:4], ilabels = "counts", ggplot = TRUE, zcolor ="style",ellipse = TRUE)　#12 4つ　形指定、色・カウント表示
venn(x, ilabels = "counts", ggplot = TRUE, zcolor ="style") #13　7つ　色・カウント表示
venn(x, ilabels = "counts", ggplot = TRUE, zcolor =c("brown", "blue", "green", "magenta", "tomato", "grey60", "wheat"))　#14　7つ　色指定、カウント表示

#10 ggvenパッケージは、4サンプルまで表示可。このため、5サンプル目以降（E～G）は表示不可。各サンプルごとに異なる色での表示が可能

#11～14は、それぞれ以下の表示。ilabels = “counts”で、各領域の遺伝子情報数を表示。zcolor =で色を指定。styleは既に登録されている色情報を使用。ellipse = TRUEで、楕円形で表示できる。オリジナルの色にしたい場合は、#14のように色を指定。
色は、上記同様Rカラーコード参考にしていただけたらと思います。