多模态对齐提升计算病理学中基因组生物标志物预测的泛化性

《Cell Reports Methods》:Multimodal alignment improves generalizability of genomic biomarker prediction in computational pathology

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年09月10日 来源:Cell Reports Methods 5.8

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  动机:通过计算病理学模型进行生物标志物定量,具有显著提高精准肿瘤学测量可及性的潜力。然而,此类模型需要标记训练数据才能学习。在本研究中,研究人员描述了一种名为MARBLE的多模态对齐方法,该方法能够实现对新型生物标志物的数据高效微调。研究人员在真实世界的MSK

  
动机:通过计算病理学模型进行生物标志物定量,具有显著提高精准肿瘤学测量可及性的潜力。然而,此类模型需要标记训练数据才能学习。在本研究中,研究人员描述了一种名为MARBLE的多模态对齐方法,该方法能够实现对新型生物标志物的数据高效微调。研究人员在真实世界的MSK-IMPACT样本队列上,以最新版本作为留出测试集对MARBLE进行了评估,结果显示准确率得到提升,尤其在小样本量情况下。

亮点:
•MARBLE使用对比预训练来提升数据高效的预测性能
•研究考虑了LLM和PLM表示,两者均被证明可提高准确率
•MARBLE在真实世界的MSK-IMPACT panel数据队列上得到验证

总结:
利用数字化组织病理学全切片图像的计算病理学模型,有潜力在基因组生物标志物预测(精准肿瘤学中的一项关键任务)方面成为分子检测的一种经济高效且可扩展的替代方案。然而,随着新的基因组生物标志物被发现或定量,必须前瞻性地收集大型标记数据集来训练新模型。为应对这一挑战,研究人员开发了用于生物标志物学习和泛化的多模态对齐方法MARBLE,这是一种多模态对比预训练策略,将结构化生物标志物知识整合到组织病理学图像的表示学习中。MARBLE将组织病理学衍生的表示与由大语言模型(LLM)和蛋白质语言模型(PLM)生成的基因组生物标志物表示进行对齐。这种基于生物学信息的对齐能够实现对新型、分布外生物标志物的数据高效泛化。利用涵盖多个生物标志物panel版本的超过40,000名患者的MSK-IMPACT队列,研究人员设计了基于真实世界数据的实验,以证明所提出方法的价值。
**研究背景**

组织病理学数据,特别是苏木
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