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Nat. Commun. | 基于基因表达的癌症药物敏感性推断

本文介绍由印度的德里印度理工学院Debarka Sengupta研究员团队和澳大利亚昆士兰州的前列腺癌研究中心的Colleen C. Nelson教授团队联合发表在Nature Communications的研究成果。肿瘤间和肿瘤内异质性是癌症治疗的主要障碍,会导致癌症患者出现不同的药物反应。高通量筛选数据集为基于机器学习的个性化治疗建议铺平了道路。本文作者介绍了Precily,这是一种使用基因表达数据推断癌症治疗反应的预测建模方法。作者展示了将通路活性估计与药物描述符结合作为特征的好处。作者将Precily应用于与数百个癌细胞系相关的单细胞和bulk RNA测序数据。然后,作者使用他们内部的前列腺癌细胞系和暴露于不同治疗条件的异种移植数据集来评估治疗结果的可预测性。此外,作者证明了本文方法对来自癌症基因组图谱的患者药物反应数据的适用性,以及描述三名黑色素瘤患者治疗过程的独立临床研究。研究结果强调了化学转录组学方法在癌症治疗选择中的重要性。

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放射学中基于影像组学和人工智能预测癌症预后

人工智能(AI)在医学影像诊断中的成功应用使得基于人工智能的癌症成像分析技术开始应用于解决其他更复杂的临床需求。从这个角度出发,我们讨论了基于人工智能利用影像图像解决临床问题的新挑战,如预测多种癌症的预后、预测对各种治疗方式的反应、区分良性治疗混杂因素与进展,肿瘤异常反应的识别以及突变和分子特征的预测等。我们综述了人工智能技术在肿瘤成像中的发展和机遇,重点介绍了基于人工的影像组学方法和基于深度学习的方法,并举例说明了它们在决策支持中的应用。我们还解决了临床应用过程中面临的挑战,包括数据整理和标注、可解释性以及市场监管和报销问题。我们希望通过帮助临床医生理解人工智能的局限性和挑战,以及它作为癌症临床决策支持工具所能提供的机会,为他们揭开影像组学人工智能的神秘面纱。

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【姊妹篇】预测模型研究利器-列线图(Cox回归)

人类总是痴迷于“算命”。无论是中国文化中的“算命”,还是西方文化中的“占星术”,都显示出人们对此的热情。在这一部分,我们将讨论另一种科学的“算命”。 该模型将用于评估患者的预后。作为一名肿瘤科医生,在临床实践中你将面临癌症患者提出的诸如“我能活多久”之类的问题。这是一个令人头痛的问题。大多数情况下,我们可以根据相应疾病的临床分期来判断患者的中位生存时间。实际上,临床分期是我们对这些患者进行生存预测的基础,换句话说,临床分期就是“预测模型”。我们根据患者的临床分期用中位生存期来回答这个问题。但是,这样做可能会引出新的问题,因为用一群人的中位生存期来预测特定个体的生存时间可能并不那么准确,无法判断该特定个体的预后是更好还是更差。

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Radiology:人工智能在神经肿瘤学中的新兴应用

随着计算机算法呈指数式增长,人工智能(AI)方法有望提高医学诊断和治疗方法的精确度。影像组学方法在神经肿瘤学领域中的应用一直并可能继续处于这场革命的前沿。应用于常规和高级神经肿瘤学MRI数据的各种AI方法已经能够识别弥漫性胶质瘤的浸润边缘,区分假性进展和真实进展,并且比日常临床实践中使用的方法更好地预测复发和生存率。影像基因组学还将促进我们对癌症生物学的理解,允许以高空间分辨率对分子环境进行无创采样,从而能够对潜在异质性细胞和分子过程的系统理解。通过提供空间和分子异质性的体内标记物,基于人工智能的影像组学和影像基因组学工具有可能将患者分为更精确的初始诊断和治疗途径,并在个性化医疗时代实现更好的动态治疗监测。尽管仍存在重大挑战,但随着人工智能技术的进一步发展和临床应用的验证,在影像学实践中将发生巨大变化。

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