深度學(xué)習(xí)算法可以更有效地識別基因突變和DNA錯配修復(fù)缺陷

為了有效治療結(jié)直腸癌，必須確定參與癌癥發(fā)展和關(guān)鍵突變的分子途徑

目前進(jìn)行基因測試以檢測突變和途徑，這可能很昂貴，可能需要數(shù)周時間

華威大學(xué)研究人員提出一種無需人工標(biāo)注的高精度機(jī)器學(xué)習(xí)新算法，可檢測結(jié)直腸癌的三個關(guān)鍵分子通路

與目前的方法相比，這些發(fā)現(xiàn)開辟了選擇可能以更低的成本和更快的周轉(zhuǎn)時間從靶向治療中受益的患者的可能性

由華威大學(xué)的研究人員創(chuàng)建的一種新的深度學(xué)習(xí)算法可以比現(xiàn)有方法更準(zhǔn)確地獲取導(dǎo)致結(jié)直腸癌的關(guān)鍵突變的分子途徑和發(fā)展，這意味著患者可以以更快的周轉(zhuǎn)時間和更低的成本從靶向治療中受益。

為了快速有效地治療結(jié)直腸癌，必須確定參與癌癥發(fā)展和關(guān)鍵突變的分子途徑的狀態(tài)。目前這樣做的方法涉及昂貴的基因測試，這可能是一個緩慢的過程。

然而，華威大學(xué)計算機(jī)科學(xué)系的研究人員一直在探索如何使用機(jī)器學(xué)習(xí)來預(yù)測三種主要的結(jié)直腸癌分子通路和超突變腫瘤的狀態(tài)。該方法的一個關(guān)鍵特征是它不需要對癌組織載玻片的數(shù)字化圖像進(jìn)行任何手動注釋。

在今天10 月19日發(fā)表在《柳葉刀數(shù)字健康》雜志上的論文中，“一種弱監(jiān)督的深度學(xué)習(xí)框架，可根據(jù)常規(guī)組織學(xué)圖像預(yù)測結(jié)直腸癌中分子通路和關(guān)鍵突變的狀態(tài)”，華威大學(xué)的研究人員探索了機(jī)器學(xué)習(xí)如何從用蘇木精和伊紅染色的結(jié)直腸癌載玻片的全載玻片圖像中檢測三個關(guān)鍵突變，作為這些途徑和突變的當(dāng)前測試方案的替代方案。

研究人員提出了一種新穎的迭代繪制和排序采樣算法，該算法可以從整個幻燈片圖像中選擇具有代表性的子圖像或圖塊，而無需病理學(xué)家在細(xì)胞或區(qū)域級別進(jìn)行任何詳細(xì)的注釋。從本質(zhì)上講，新算法可以利用原始像素數(shù)據(jù)的強(qiáng)大功能來預(yù)測臨床上重要的結(jié)腸癌突變和途徑，而無需人工攔截。

迭代繪制和排序采樣通過訓(xùn)練深度卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)來識別最能預(yù)測結(jié)直腸癌關(guān)鍵分子參數(shù)的圖像區(qū)域。迭代繪制和排序采樣的一個關(guān)鍵特征是它能夠?qū)D像塊的細(xì)胞組成進(jìn)行系統(tǒng)和數(shù)據(jù)驅(qū)動的分析，強(qiáng)烈預(yù)測結(jié)腸直腸分子通路。

研究人員還分析了迭代抽取和排序采樣的準(zhǔn)確性，他們發(fā)現(xiàn)對于三種主要的結(jié)直腸癌分子途徑和關(guān)鍵突變的預(yù)測，他們的算法被證明比當(dāng)前已發(fā)表的方法更準(zhǔn)確。

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