通过整合靶向蛋白质组学和机器学习方法区分胃癌与酸性消化系统疾病

《Journal of Radiology Nursing》:Differentiating Gastric Cancers from Acid Peptic Diseases through Integrative Targeted Proteomics and Machine Learning Approaches

【字体: 时间:2025年10月11日 来源:Journal of Radiology Nursing CS0.9

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  胃癌筛查液态活检技术质谱-MRM检测法结合深度神经网络(DNN)与SHAP可解释性分析实现高灵敏度区分(AUROC=0.95)

  
Poornima Ramesh | Shubham Sukerndeo Upadhyay | Sonet Daniel Thomas | Chandrashekar Jeevaraj Sorake | Ganesh M. K. | Vijith Vittal Shetty | Prashant Kumar Modi | Rohan Shetty | Manavalan Vijayakumar | Jalaluddin Akbar Kandel Codi | Thottethodi Subrahmanya Keshava Prasad
系统生物学与分子医学中心(ICMR合作卓越中心,2024-2029年),Yenepoya研究中心,219141 Yenepoya(被认定为大学),Mangalore 575018,印度
由于早期症状不典型,类似于胃酸相关疾病(APDs),胃癌(GCs)通常在晚期才被诊断出来。尽管近期取得了一些进展,但目前仍缺乏一种基于液体活检的简单多蛋白检测方法,能够区分胃癌和胃酸相关疾病。基于质谱(MS)的靶向蛋白质组学方法,包括多重反应监测(MRM),被用作开发实验室自建检测(LDTs)的首选技术,这些检测方法正在彻底改变胃癌的早期诊断和筛查方式。在这项研究中,开发并测试了一种22分钟的MS-MRM LDT,用于检测135份来自未接受治疗的胃癌患者、胃酸相关疾病患者及健康个体的血清样本中的蛋白质谱。值得注意的是,研究开发了一种基于深度神经网络(DNN)的模式识别评分系统,并结合了模型可解释性工具(SHAP),用于对胃癌进行评分和分类。MRM-MS检测方法具有较低的交叉污染和基质效应,并具备良好的检测/定量限。通过ELISA测得的SAA1和IGFBP2的定量结果与LDT的结果具有相似的敏感性。重要的是,基于DNN的评分系统能够有效区分胃癌与其他样本(AUROC = 0.95),平均精度超过0.90,且蛋白质表达的偏差对模型性能的影响极小。该LDT可作为预诊断筛查工具,帮助临床医生和患者进行确诊。
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