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宾夕法尼亚大学的研究人员正在开发机器学习策略,以改进肾脏配型并减少移植失败的风险

宾夕法尼亚大学的研究人员正在开发机器学习策略,以改进肾脏配型并减少移植失败的风险 四海 第1张宾夕法尼亚大学的研究人员正在开发机器学习策略,以改进肾脏配型并减少移植失败的风险 四海 第2张

通过分析某种基因变异,人工智能已经成为个体的希望,以减少肾移植的风险。传统上,评估肾移植中移植物衰竭风险依赖于HLA(人类白细胞抗原)不匹配。宾夕法尼亚大学的研究团队探索了一种创新的机器学习算法,可以帮助揭示氨基酸不匹配(AA-MMs)与移植物衰竭可能性之间的隐藏联系。

他们的方法被称为FIBRES(风险分层的特征包含箱演化器),利用进化算法自动构建AA-MMs箱,最小化对箱构成的假设。它有助于将移植配对有效地分为高风险和低风险组,以实现移植物存活。通过使用FIBRES方法分析来自(移植者科学登记处)SRTR数据的1,66,754个肾移植的数据集,研究人员发现了传统方法在移植物衰竭风险方面的局限性。他们强调了氨基酸变异的作用,使FIBRES能够识别出两倍于低风险患者的数量。

FIBRES利用进化算法迭代优化AA-MMs箱的适应性,以进行移植物衰竭风险分层。它选择表现较好的“父代”生成新的后代箱,通过在箱内交叉和突变(替换、添加和删除)AA位置。FIBRES包含“风险层最小值”,以确保所得结果的统计可靠性。

该方法应用于三个分析:(1)使用跨越五个HLA位点的AA-MMs构建箱并比较风险分层,(2)分别在每个HLA内对AA-MMs进行分箱,(3)使用交叉验证评估性能。与0-ABDR抗原不匹配相比,它有助于增强风险分层。研究发现,通过AA-MM评估,24.4%的肾移植是低风险,而通过0-ABDR评估只有9.1%。交叉验证证实了FIBRES箱风险预测的普适性,验证了其稳健性。

研究人员强调,FIBRES在确定哪些AA-MMs影响风险方面可能更全面。然而,他们需要更大的数据集。未来,研究人员的目标是通过(1)将分箱扩展到其他HLA位点,(2)比较首次移植和再移植受体之间的结果,以及(3)调整FIBERS以优化能够将供受体配对分层为任意数量的风险组,学习组阈值,并学习AA-MM权重以推断给定MM的重要性。

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