DEPLOY·从组织病理学预测DNA甲基化肿瘤类型

发布于:2024-06-02 ⋅ 阅读:(157) ⋅ 点赞:(0)

题目:Prediction of DNA methylation-based tumor types from histopathology in central nervous system tumors with deep learning

DEPLOY (Deep lEarning from histoPathoLOgy and methYlation)是一个深度学习框架,可预测 DNA 甲基化并从组织病理学中对中枢神经系统肿瘤进行分类。

DEPLOY 具体方法和验证过程:

1.深度学习模型的开发:为了从H&E染色切片构建DNA甲基化预测器,作者训练了一个深度学习模型,使用了NCI的匹配幻灯片图像和DNA甲基化档案(共1796名患者)。
 

2.间接模型:该模型利用四种不同的经典机器学习算法,基于推断出的DNA甲基化数据来训练和预测肿瘤类型。
 

3.直接模型:直接模型采用另一个深度学习分类器,直接基于图像来训练和预测肿瘤类型,而不依赖于任何中间的分子水平预测。
 

4.人口统计学模型:该模型采用三个特定的变量:年龄、性别和肿瘤位置,来对肿瘤类型进行分类。
 

5.模型集成:通过计算三种模型的预测分数的平均值,创建了一个统一的预测模型。这种集成模型的性能超过了三种单独的分类预测模型。
 

6.模型性能评估:首先,在NCI队列上进行了五折交叉验证,其中DEPLOY模型在患者子集上迭代训练,并在剩余子集上进行预测。
其次,为了验证模型,DEPLOY分类器在来自Digital Brain Tumor Atlas (DBTA)、Children’s Brain Tumor Network (CBTN)和NCI–Prospective队列的外部H&E图像上进行了评估,分别包括1522名、348名和286名患者。

通过这种方法,作者展示了深度学习在提高从H&E染色切片中获得的诊断准确性方面的潜力,为病理学家在诊断上具有挑战性的案例提供了快速评估,可能有助于推进资源有限地区的脑癌治疗。此外,这种方法为将来开发其他癌症类型的准确高分辨率基于H&E的肿瘤分类器奠定了计算基础。

 

参考文献:Nature Medicine, 2024, doi: 10.1038/s41591-024-02995-8.

代码:DEPLOY: An integrated deep learning model for predicting DNA methylation and tumor types from H&E images (zenodo.org)


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