深度学习在生物医药领域的应用

序号	推送日期	文章	类型	简述	创新点	不足	研究目的	研究对象	领域	病种	技术	模型	数据类型	样本量	算法框架	模型架构	性能指标	计算资源
861	2025-07-23	Combination of facial and nose features of Amur tigers to determine age 2025-Jan, Integrative zoology IF:3.5Q1 DOI:10.1111/1749-4877.12817 PMID:38509845	研究论文	通过结合东北虎的面部和鼻子特征，利用深度学习模型进行年龄测定	发现老虎鼻子上的黑色斑点面积与年龄呈正相关，并首次将面部和鼻子特征结合用于年龄测定	准确率为87.81%，仍有提升空间	开发一种基于图像特征的东北虎年龄测定方法	东北虎的面部和鼻子特征	计算机视觉	NA	深度学习	CNN	图像	未提及具体样本数量	NA	NA	NA	NA
862	2025-07-23	Deep learning imaging analysis to identify bacterial metabolic states associated with carcinogen production 2025, Discover imaging DOI:10.1007/s44352-025-00006-1 PMID:40098681	研究论文	本研究利用深度学习成像分析技术，识别与致癌物产生相关的细菌代谢状态	首次使用深度学习成像分析方法区分产生和不产生致癌物DCA的C. scindens细胞状态	研究仅针对C. scindens和两种Bacteroides物种，未涵盖其他可能相关的肠道细菌	探索成像方法在识别与结直肠癌相关的细菌代谢状态中的应用	C. scindens细菌及其在不同培养条件下的代谢状态	数字病理学	结直肠癌	光学显微镜成像	CNN, DenseNet, ResNet, nnU-Net	图像	四种培养条件下的C. scindens图像数据	NA	NA	NA	NA
863	2025-07-23	Gross tumor volume confidence maps prediction for soft tissue sarcomas from multi-modality medical images using a diffusion model 2025-Jan, Physics and imaging in radiation oncology DOI:10.1016/j.phro.2025.100734 PMID:40123775	研究论文	本研究开发了一种基于扩散模型的深度学习技术，用于从多模态医学图像中自动预测软组织肉瘤的总肿瘤体积（GTV）置信图	首次使用扩散模型预测GTV置信图，并考虑了读者间和读者内的变异性	样本量较小（49例患者），且仅使用了公开数据集	开发自动化的GTV勾画技术以提高放疗计划的可重复性	软组织肉瘤患者的多模态医学图像（FDG-PET、CT和MRI）	数字病理	软组织肉瘤	扩散模型	扩散模型	医学图像（FDG-PET、CT和MRI）	49例患者的多模态医学图像数据	NA	NA	NA	NA
864	2025-10-06	Benchmarking protein language models for protein crystallization 2025-01-18, Scientific reports IF:3.8Q1 DOI:10.1038/s41598-025-86519-5 PMID:39827171	研究论文	本研究通过TRILL平台评估多种蛋白质语言模型在预测蛋白质结晶倾向性方面的性能	首次系统性地对开放蛋白质语言模型进行结晶预测能力基准测试，并利用ProtGPT2模型生成可结晶蛋白质	仅评估了有限的蛋白质语言模型，且生成的潜在可结晶蛋白质数量较少	评估蛋白质语言模型在预测蛋白质结晶倾向性方面的性能	蛋白质序列及其结晶倾向性	自然语言处理	NA	蛋白质语言模型，深度学习	Transformer, LightGBM, XGBoost	蛋白质序列	3000个生成的蛋白质，最终筛选出5个潜在可结晶蛋白质	TRILL, LightGBM, XGBoost	ESM2, Ankh, ProtT5-XL, ProstT5, xTrimoPGLM, SaProt, ProtGPT2	AUPR, AUC, F1-score	NA
865	2025-10-06	Direct Prediction of 48 Month Survival Status in Patients with Uveal Melanoma Using Deep Learning and Digital Cytopathology Images 2025-Jan-13, Cancers IF:4.5Q1 DOI:10.3390/cancers17020230 PMID:39858012	研究论文	本研究使用深度学习技术分析葡萄膜黑色素瘤的数字细胞病理图像，直接预测患者48个月生存状态	首次使用深度学习直接从细胞病理图像预测葡萄膜黑色素瘤患者长期生存状态，无需基因表达谱分析	样本量较小（74例患者），需要前瞻性验证	开发基于深度学习的葡萄膜黑色素瘤生存预测方法	葡萄膜黑色素瘤患者	数字病理学	葡萄膜黑色素瘤	细针穿刺活检，H&E染色，全玻片扫描	深度学习，人工神经网络	数字细胞病理图像	74例患者，207,260个独特ROI区域	NA	全连接神经网络	准确率，灵敏度	NA
866	2025-10-06	Multimodal deep learning improves recurrence risk prediction in pediatric low-grade gliomas 2025-Jan-12, Neuro-oncology IF:16.4Q1 DOI:10.1093/neuonc/noae173 PMID:39211987	研究论文	本研究开发了一种多模态深度学习模型，用于改善儿童低级别胶质瘤术后复发风险预测	首次将预训练的深度学习分割工具提取的MRI影像特征与临床特征相结合，构建多模态模型来预测pLGG术后无事件生存期	需要更大规模的多中心训练数据来提高模型的泛化能力	改善儿童低级别胶质瘤术后复发风险预测和分层	儿童低级别胶质瘤患者	数字病理	脑肿瘤	磁共振成像	深度学习逻辑风险模型	医学影像, 临床数据	396名患者（来自两个机构：Dana Farber/Boston Children's Hospital和Children's Brain Tumor Network）	NA	NA	时间依赖性一致性指数, Kaplan-Meier曲线, log-rank检验	NA
867	2025-10-06	Unsupervised deep learning of electrocardiograms enables scalable human disease profiling 2025-Jan-12, NPJ digital medicine IF:12.4Q1 DOI:10.1038/s41746-024-01418-9 PMID:39799251	研究论文	开发无监督深度学习模型从心电图中检测人类疾病	使用深度学习去噪自编码器系统评估心电图编码与约1600种疾病的关联	模型开发与评估使用的数据集分离，未明确说明具体数据限制	探索心电图在人类疾病检测中的应用潜力	心电图数据与Phecode疾病分类系统	机器学习	心血管疾病	心电图分析	自编码器	心电图信号	三个独立数据集（具体数量未明确）	NA	去噪自编码器	p值，疾病鉴别能力	NA
868	2025-10-06	Transformer-based modeling of Clonal Selection and Expression Dynamics reveals resistance mechanisms in breast cancer 2025-Jan-10, NPJ systems biology and applications IF:3.5Q1 DOI:10.1038/s41540-024-00485-8 PMID:39794360	研究论文	提出基于Transformer的TraCSED模型，用于分析乳腺癌中克隆选择和基因表达动态，揭示耐药机制	开发首个基于Transformer的动态深度学习方法来建模克隆选择过程，能够识别可解释的基因程序及其与克隆选择关联的时间点	仅应用于体外研究，未在临床样本中验证，且对特定克隆的耐药机制分析有限	理解癌细胞转录异质性及其对治疗反应的影响，识别耐药机制	乳腺癌细胞系，使用giredestrant（ER拮抗剂和降解剂）和palbociclib（CDK4/6抑制剂）处理的细胞	机器学习	乳腺癌	单细胞RNA测序（scRNA-seq），克隆条形码技术	Transformer	单细胞基因表达数据，克隆适应性数据	NA	NA	Transformer	NA	NA
869	2025-10-06	N2GNet tracks gait performance from subthalamic neural signals in Parkinson's disease 2025-Jan-04, NPJ digital medicine IF:12.4Q1 DOI:10.1038/s41746-024-01364-6 PMID:39755754	研究论文	提出一种基于深度学习的回归模型N2GNet，能够从帕金森病患者丘脑底核局部场电位实时追踪步态表现	首次开发能够直接从STN LFP信号追踪步态性能的深度学习模型，利用全面频带信息而非仅限于beta波段	研究样本量较小（18名患者），仅在原地踏步任务中验证	开发用于帕金森病自适应脑深部电刺激的实时步态性能追踪算法	帕金森病患者	机器学习	帕金森病	局部场电位记录，地面反作用力测量	回归模型	神经信号，生物力学数据	18名帕金森病患者	NA	N2GNet	相关性分析	NA
870	2025-10-06	Drug molecular representations for drug response predictions: a comprehensive investigation via machine learning methods 2025-01-02, Scientific reports IF:3.8Q1 DOI:10.1038/s41598-024-84711-7 PMID:39748003	研究论文	通过机器学习方法系统评估不同药物分子表示在药物反应预测中的效果	首次全面评估多种药物分子表示与遗传特征结合对药物反应预测的影响，并发现PubChem指纹和SMILES表示能显著提升深度学习模型性能	未明确说明具体使用的数据集规模和实验设置的详细参数	评估不同药物分子表示在药物反应预测中的有效性	药物分子表示和遗传特征	机器学习	NA	药物分子表示技术（PubChem指纹、SMILES）	深度学习模型	分子表示数据、遗传特征数据	NA	NA	NA	NA	NA
871	2025-10-06	Automated MRI-based segmentation of intracranial arterial calcification by restricting feature complexity 2025-Jan, Magnetic resonance in medicine IF:3.0Q2 DOI:10.1002/mrm.30283 PMID:39221515	研究论文	开发基于MRI的颅内动脉钙化自动分割与检测的深度学习模型	提出基于变分自编码器框架的新型深度学习模型，引入理论基础的差异损失函数来限制特征复杂度，使模型学习更具泛化能力的MRI特征	NA	提高MRI图像中颅内动脉钙化的自动分割和检测精度	颅内动脉钙化	医学影像分析	脑血管疾病	MRI	变分自编码器	医学影像	113名受试者	NA	变分自编码器	Dice相似系数, 精确召回曲线下面积, 豪斯多夫距离, 平均对称表面距离, F1分数, 召回率, 精确率	NA
872	2025-01-15	Glomerular and Nephron Size and Kidney Disease Outcomes: A Comparison of Manual Versus Deep Learning Methods in Kidney Pathology 2025-Jan, Kidney medicine IF:3.2Q1 DOI:10.1016/j.xkme.2024.100939 PMID:39807248	NA	NA	NA	NA	NA	NA	NA	NA	NA	NA	NA	NA	NA	NA	NA	NA
873	2025-07-22	Graph-Based 3-Dimensional Spatial Gene Neighborhood Networks of Single Cells in Gels and Tissues 2025, BME frontiers IF:5.0Q1 DOI:10.34133/bmef.0110 PMID:40084126	研究论文	开发了一种基于图的三维空间基因邻域网络嵌入方法（3D-spaGNN-E），用于发现亚细胞基因邻近关系并识别细胞间通讯（CCC）中的关键亚细胞模式	结合3D成像空间转录组学和基于图的深度学习，首次在三维空间中解析亚细胞基因邻近关系	三维数据复杂度高，需要新的分析方法	研究细胞间通讯中的亚细胞基因邻近关系	间充质干细胞（MSCs）、外周血单个核细胞（PBMCs）、小鼠下丘脑和皮层中的星形胶质细胞-神经元	空间转录组学	NA	3D成像空间转录组学、MERFISH	图自编码器（graph autoencoder）	3D空间转录组数据	间充质干细胞培养物、MSC-PBMC共培养系统、小鼠下丘脑和皮层组织	NA	NA	NA	NA
874	2025-10-06	Analysis of TEM micrographs with deep learning reveals APOE genotype-specific associations between HDL particle diameter and Alzheimer's dementia 2025-Jan-27, Cell reports methods IF:4.3Q2 DOI:10.1016/j.crmeth.2024.100962 PMID:39874947	研究论文	本研究使用深度学习模型YOLOv7分析透射电子显微镜图像，揭示了APOE基因型特异性HDL颗粒直径与阿尔茨海默病痴呆之间的关联	首次使用YOLOv7深度学习模型对超过180万个HDL颗粒进行直径测量，实现了对大规模临床样本中单个HDL颗粒的精确测量	研究样本量相对有限（183个HDL样本），且主要关注亚20纳米直径范围内的纳米颗粒	探索HDL颗粒直径分布与阿尔茨海默病痴呆之间的关联，特别关注APOE基因型的影响	183个HDL样本，包括痴呆患者和认知正常对照者	计算机视觉	阿尔茨海默病	透射电子显微镜（TEM）	CNN	图像	183个HDL样本，超过1,800,000个HDL颗粒	NA	YOLOv7	效率、准确性	NA
875	2025-10-06	Machine learning-optimized targeted detection of alternative splicing 2025-Jan-24, Nucleic acids research IF:16.6Q1 DOI:10.1093/nar/gkae1260 PMID:39727154	研究论文	提出一种基于机器学习的靶向RNA测序方法LSV-seq，用于高效检测和定量分析选择性剪接事件	开发了新型机器学习算法Optimal Prime用于引物设计，并创建了LSV-seq方法显著提高剪接检测灵敏度	NA	解决RNA-seq在选择性剪接检测中的固有偏差问题	选择性剪接事件	机器学习	NA	RNA-seq, LSV-seq, 靶向RNA测序	深度学习	RNA测序数据	数千个引物序列性能数据，GTEx RNA-seq数据集	NA	NA	捕获率，测序深度，灵敏度	NA
876	2025-10-06	Equitable artificial intelligence for glaucoma screening with fair identity normalization 2025-Jan-20, NPJ digital medicine IF:12.4Q1 DOI:10.1038/s41746-025-01432-5 PMID:39833503	研究论文	开发公平身份归一化模块以提升青光眼筛查AI模型在不同种族和族裔群体间的性能公平性	提出公平身份归一化(FIN)模块，通过均衡不同身份群体的特征重要性来改善模型性能公平性	NA	开发公平的人工智能系统用于青光眼筛查，解决现有模型在不同身份群体间性能不均的问题	青光眼患者和非青光眼患者	医学人工智能	青光眼	光学相干断层扫描(OCT)	深度学习	医学影像	NA	NA	NA	AUC, ES-AUC	NA
877	2025-10-06	Enhancing Gene Expression Predictions Using Deep Learning and Functional Annotations 2025-Jan, Genetic epidemiology IF:1.7Q3 DOI:10.1002/gepi.22595 PMID:39344923	研究论文	提出一种结合功能注释的深度学习架构来预测基因表达，相比线性模型显著提升预测性能	引入可学习的输入缩放层和卷积编码器来捕捉非线性效应和高阶交互，同时支持跨网络参数共享以利用功能注释先验信息	未明确说明模型在非遗传基因上的泛化能力及计算复杂度分析	提升转录组关联研究中基因表达预测的准确性	人类基因组中的遗传基因表达数据	机器学习	NA	eQTL数据分析	深度学习,CNN	基因型数据,功能注释数据	真实基因组数据集中的大量遗传基因	NA	卷积编码器	预测性能指标	NA
878	2025-10-06	SpaRG: Sparsely Reconstructed Graphs for Generalizable fMRI Analysis 2025, Machine learning in clinical neuroimaging : 7th international workshop, MLCN 2024, held in conjunction with MICCAI 2024, Marrakesh, Morocco, October 10, 2024, proceedings. MLCN (Workshop) (7th : 2024 : Marrakesh, Morocco) DOI:10.1007/978-3-031-78761-4_5 PMID:39758707	研究论文	提出一种基于稀疏化和自监督的通用fMRI分析方法SpaRG，用于识别高度信息化的功能连接并提高跨域分类性能	通过联合训练稀疏输入掩码、变分自编码器和下游分类器的端到端框架，仅保留泛化能力强的输入特征	需要部分标记样本训练分类器，且仅在相对粗糙的脑区划分（64个区域）上验证	开发可泛化的fMRI分析方法以识别与精神疾病和个人特征相关的模式	静息态功能磁共振成像（rs-fMRI）数据	医学影像分析	精神疾病	功能磁共振成像（fMRI）	变分自编码器（VAE）, 分类器	脑功能连接图像	来自18个站点的标记数据及两个分布外站点的未标记样本（使用公开ABIDE数据集）	NA	变分自编码器	分类准确率	NA
879	2025-10-06	Deep learning enhances the prediction of HLA class I-presented CD8+ T cell epitopes in foreign pathogens 2025, Nature machine intelligence IF:18.8Q1 DOI:10.1038/s42256-024-00971-y PMID:40008296	研究论文	开发了名为MUNIS的深度学习模型，用于预测HLA I类分子呈递的CD8+ T细胞表位	构建了包含651,237个独特HLA-I配体的数据集，开发了性能优于现有模型的深度学习预测方法	NA	提高CD8 T细胞表位的预测准确性，促进T细胞疫苗开发	人类白细胞抗原I类分子配体和CD8+ T细胞表位	机器学习	传染病	深度学习，体外HLA-I-肽稳定性和T细胞免疫原性实验	深度学习模型	肽序列数据	651,237个独特HLA-I配体	NA	MUNIS	肽呈递预测准确性，CD8 T细胞表位免疫优势层次预测	NA
880	2025-10-06	Digital pathology assessment of kidney glomerular filtration barrier ultrastructure in an animal model of podocytopathy 2025, Biology methods & protocols IF:2.5Q3 DOI:10.1093/biomethods/bpaf024 PMID:40223818	研究论文	开发基于深度学习的数字病理计算方法，自动测量足细胞病动物模型中肾小球滤过屏障的超微结构宽度	首次将U-Net模型与图像处理算法结合，实现肾小球基底膜和足细胞足突宽度的自动化测量	在ILK cKO样本中自动与手动测量的足突宽度存在差异，自动方法对表型差异的检测能力在足突宽度方面较弱	开发自动化方法测量肾小球滤过屏障超微结构，促进足细胞病研究	整合素连接激酶足细胞特异性条件敲除小鼠和野生型对照小鼠的肾脏组织	数字病理	足细胞病	透射电子显微镜	CNN	图像	WT和ILK cKO同窝小鼠在4周龄时的TEM图像，采用4折交叉验证	NA	U-Net	Jaccard指数, 统计显著性检验	NA