细胞命运指派中的预测多重性：无标签 Rashomon 集与逐细胞认证的局限

arXiv:2610.11185v1 公告类型：新论文 摘要：单细胞轨迹推断将转录组测量结果映射到发育连续谱上，但对数据拟合程度同样好的配置可能会指派出相互冲突的细胞命运。FateMultiplicity 是一个无标签框架，无需谱系标签即可构建统计上可接受的模型集合，即 Rashomon 集；其方法是在以随机种子变异校准的非劣效性检验下，利用交叉拟合的留出基因评估模型偏差。预测多重性很大，且更多地取决于模型空间的多样性，而非其规模：第二种算法的十二种配置揭示了 20.0% 的细胞存在多重性，而第一种算法的二十四种配置仅揭示了 3.8%。随后，我们检验逐细胞认证的命运间隔 FM 是否能比拟合模型本身提供更可靠的指派，结果表明不能。在具有真实值的模拟数据上，针对同一批细胞，FM 判别错误指派的 AUC 为 0.682，而基线配置自身决策间隔的 AUC 为 0.965（p = 0.003），基于随机种子离散程度的基线方法则为 0.854。信息量取决于可接受集合的广度，而非其基数：当基数为四时，更换随机种子重新拟合得到的集合对应 AUC 为 0.933，扰动超参数得到的集合则为 0.701。将下确界放宽为 q 分位数可恢复判别能力，但会趋近于单个模型自身的置信度；上确界达到 0.973，是因为 theta* 属于集合这一事实为其提供了下界，而下确界则缺乏锚定。轨迹推断中的多重性值得测量和报告，但在无标签 Rashomon 集上进行逐细胞认证，并不能带来更可靠的命运判定。两种构造仍然有效：间隔侵蚀比可在模拟中区分真实与虚假的分支点（AUC 为 0.890，尚未在真实数据上检验）；以克隆观测到的命运为参照，未通过认证的细胞与其所属克隆结局不一致的比例，比通过认证的细胞高出 16.4 个百分点（p < 0.001）。