深度学习在生物医药领域中的应用

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
2661	2025-04-17	Residue-Level Multiview Deep Learning for ATP Binding Site Prediction and Applications in Kinase Inhibitors 2025-01-13, Journal of chemical information and modeling IF:5.6Q1 DOI:10.1021/acs.jcim.4c01255 PMID:39690486	research paper	该论文介绍了一种名为Multiview-ATPBind的深度学习模型和ResiBoost算法，用于准确预测ATP结合位点，并应用于激酶抑制剂的药物发现	提出了Multiview-ATPBind模型，整合1D序列和3D结构信息进行快速精确的残基水平口袋-配体相互作用预测，以及ResiBoost算法用于缓解数据不平衡问题	未提及具体局限性	提高ATP结合位点的预测准确性，并应用于激酶抑制剂的药物发现	ATP结合位点及激酶抑制剂（如伊马替尼和达沙替尼）	machine learning	cancer	deep learning	Multiview-ATPBind, ResiBoost	1D序列数据, 3D结构数据	NA
2662	2025-04-17	MGT: Machine Learning Accelerates Performance Prediction of Alloy Catalytic Materials 2025-01-13, Journal of chemical information and modeling IF:5.6Q1 DOI:10.1021/acs.jcim.4c01065 PMID:39698829	研究论文	本文提出了一种名为MGT的机器学习方法，用于加速合金催化材料在氢析出反应中的性能预测	引入了掩码图Transformer网络（MGT）和非线性消息传递机制，增强模型对催化反应中关键位点的识别能力	当前深度学习方法未充分关注活性原子和吸附物的重要性，而更侧重于催化材料的整体结构	提高合金催化材料在氢析出反应中吸附能预测的准确性	合金催化材料	机器学习	NA	深度学习	Transformer, MPNN	分子图数据	小数据集OC20-Ni
2663	2025-04-17	Deep Learning-Driven Insights into Enzyme-Substrate Interaction Discovery 2025-01-13, Journal of chemical information and modeling IF:5.6Q1 DOI:10.1021/acs.jcim.4c01801 PMID:39721977	研究论文	介绍了一种名为MEI的新型机器学习框架，用于高精度预测分子是否为特定酶的底物	MEI模型通过先进的注意力机制在分层神经网络中结合原子环境数据和氨基酸序列特征，显著提高了预测准确性	虽然模型表现出色，但对于某些特定酶或分子的预测可能仍需进一步验证	开发高精度的计算模型来预测分子与酶之间的相互作用	酶与分子之间的相互作用	机器学习	NA	机器学习	分层神经网络	酶反应数据和酶序列数据	包含广泛酶反应和酶序列信息的综合数据集
2664	2025-04-17	Evaluations of the Perturbation Resistance of the Deep-Learning-Based Ligand Conformation Optimization Algorithm 2025-01-13, Journal of chemical information and modeling IF:5.6Q1 DOI:10.1021/acs.jcim.4c01096 PMID:39724561	研究论文	评估基于深度学习的配体构象优化算法（DeepRMSD+Vina）在输入扰动下的鲁棒性	与传统优化算法（如Prime MM-GBSA和Vina优化）相比，DeepRMSD+Vina在处理不同蛋白-配体案例时表现出更高的性能，并且在输入结构存在扰动（高达3 Å）时仍能生成正确的结合结构	对于大扰动（RMSD在3-4 Å之间），成功率显著下降至11%	评估基于深度学习的配体构象优化算法的鲁棒性	蛋白-配体结合构象	机器学习	NA	深度学习	DeepRMSD+Vina	蛋白-配体结合构象数据	NA
2665	2025-04-17	Robust soybean seed yield estimation using high-throughput ground robot videos 2025, Frontiers in plant science IF:4.1Q1 DOI:10.3389/fpls.2025.1554193 PMID:40230608	research paper	提出了一种利用计算机视觉和深度学习技术从地面机器人视频中高效估算大豆种子产量的新方法	结合了鱼眼图像校正和随机传感器效应的数据增强技术，提高了种子计数和产量估算的准确性和泛化能力	仅基于两年的测试数据（2021年的8,500个地块和2023年的650个地块），可能需要更多年份和更大范围的数据验证	开发一种高效、低成本的大豆种子产量估算方法，以替代传统劳动密集型且成本高的方法	大豆种子产量估算	computer vision	NA	computer vision, deep learning	P2PNet-Yield	image, video	2021年8,500个地块和2023年650个地块的数据
2666	2025-04-17	A weakly supervised deep learning framework for automated PD-L1 expression analysis in lung cancer 2025, Frontiers in immunology IF:5.7Q1 DOI:10.3389/fimmu.2025.1540087 PMID:40230846	research paper	开发了一种基于弱监督深度学习的框架MiLT，用于自动分析肺癌中的PD-L1表达	创新性地开发了多实例学习工具MiLT，显著减少了对劳动密集型细胞级注释的需求，同时保持高准确性	需要在前瞻性临床试验中进一步探索	开发可靠的方法来识别可能对免疫检查点抑制剂治疗有反应的肺癌患者群体	肺癌患者	digital pathology	lung cancer	multiple instance learning (MIL)	deep learning	whole slide images	内部和外部队列
2667	2025-04-17	Unlocking chickpea flour potential: AI-powered prediction for quality assessment and compositional characterisation 2025, Current research in food science IF:6.2Q1 DOI:10.1016/j.crfs.2025.101030 PMID:40231315	研究论文	本研究探讨了深度学习模型与近红外光谱技术相结合，以提高鹰嘴豆粉质量评估的准确性和效率	首次将CNN、ViT和GCN等深度学习模型应用于鹰嘴豆粉质量评估，并与传统PLSR方法进行比较	数据集有限，可能影响模型的泛化能力	提高鹰嘴豆粉质量评估的准确性和效率	136种不同品种的鹰嘴豆粉	机器学习	NA	近红外光谱技术	CNN, ViT, GCN	光谱数据	136种鹰嘴豆品种
2668	2025-04-17	Deep learning enabled integration of tumor microenvironment microbial profiles and host gene expressions for interpretable survival subtyping in diverse types of cancers 2024-Dec-17, mSystems IF:5.0Q1 DOI:10.1128/msystems.01395-24 PMID:39565103	research paper	该研究开发了一种名为ASD-cancer的半监督深度学习框架，用于从肿瘤微生物组和转录组数据中提取与生存相关的特征，并识别患者的生存亚型	提出了ASD-cancer框架，能够整合肿瘤微生物组和宿主基因表达数据，进行可解释的生存亚型分析，相比传统方法如PCA，提供了更好的风险分层	研究依赖于TCGA数据库的样本，可能无法涵盖所有肿瘤类型的多样性	解码肿瘤微生物组与宿主基因表达之间的复杂关系，及其对患者生存的联合影响	20种不同类型癌症的组织样本	digital pathology	cancer	deep learning, autoencoder	autoencoder	microbiome and transcriptome data	来自TCGA数据库的多种癌症类型的组织样本
2669	2025-04-17	Binding and sensing diverse small molecules using shape-complementary pseudocycles 2024-07-19, Science (New York, N.Y.) DOI:10.1126/science.adn3780 PMID:39024436	research paper	本文提出了一种设计高亲和力小分子结合蛋白的方法，并应用于下游传感	利用深度学习生成的具有不同形状中央结合口袋的假环结构，结合小分子以实现高亲和力结合，并构建化学诱导二聚化系统和低噪声纳米孔传感器	NA	设计高亲和力小分子结合蛋白并用于传感应用	小分子（如甲氨蝶呤和甲状腺素）	machine learning	NA	deep learning, docking	NA	molecular structure	四种不同小分子
2670	2025-04-17	Ultrasensitive plasma-based monitoring of tumor burden using machine-learning-guided signal enrichment 2024-Jun, Nature medicine IF:58.7Q1 DOI:10.1038/s41591-024-03040-4 PMID:38877116	研究论文	介绍了一种名为MRD-EDGE的机器学习引导的WGS ctDNA检测平台，用于提高肿瘤负荷监测的灵敏度	MRD-EDGE平台通过深度学习和ctDNA特异性特征空间，将WGS中的SNV信噪比提高了约300倍，并将CNV检测所需的非整倍性程度从1Gb降低到200Mb	未明确提及具体局限性	提高循环肿瘤DNA（ctDNA）在低肿瘤分数（TF）环境中的检测灵敏度，用于最小残留疾病（MRD）评估和治疗反应监测	多种癌症类型（包括肺癌、结直肠腺瘤和黑色素瘤）的患者	数字病理学	肺癌、结直肠癌、黑色素瘤	全基因组测序（WGS）	深度学习	基因组数据	未明确提及具体样本数量
2671	2025-04-17	Massively parallel characterization of regulatory elements in the developing human cortex 2024-05-24, Science (New York, N.Y.) DOI:10.1126/science.adh0559 PMID:38781390	研究论文	通过大规模并行报告基因检测，研究人类大脑皮层发育中的基因调控元件及其变异	首次在人类神经元发育中建立了全面的功能性基因调控元件和变异目录，并验证了脑类器官作为发育皮层模型的适用性	研究主要集中在中孕期皮层，可能无法完全代表其他发育阶段	解析人类大脑皮层发育过程中的基因调控机制	人类中孕期皮层原代细胞和脑类器官	基因组学	神经系统疾病	大规模并行报告基因检测(MPRA)、深度学习	深度学习模型	基因组数据	102,767个开放染色质区域
2672	2025-04-17	Medical forecasting 2024-05-24, Science (New York, N.Y.) DOI:10.1126/science.adp7977 PMID:38781357	研究论文	本文讨论了AI在天气预报中的应用及其在医学预测中的潜力	提出将天气预报中的深度学习模型GraphCast应用于医学预测，以提高预测准确性和速度	目前医学预测领域缺乏黄金标准，预测健康结果的方法尚不成熟	探索AI在医学预测中的应用，以预防疾病或严重急性事件	个体健康风险预测	机器学习	NA	深度学习	GraphCast	NA	NA
2673	2025-04-17	Whole-body magnetic resonance imaging at 0.05 Tesla 2024-05-10, Science (New York, N.Y.) DOI:10.1126/science.adm7168 PMID:38723062	research paper	开发了一种使用0.05特斯拉永磁体和深度学习的全身MRI扫描仪，无需射频和磁屏蔽	利用深度学习和0.05特斯拉永磁体开发了一种低成本、无需屏蔽的全身MRI扫描仪，并采用三维深度学习重建提升图像质量	未提及具体样本量和临床验证结果	开发低成本、易普及的全身MRI扫描技术	全身MRI扫描仪	医学影像	NA	MRI, 深度学习	深度学习	MRI图像	NA
2674	2025-04-17	Sequence basis of transcription initiation in the human genome 2024-04-26, Science (New York, N.Y.) DOI:10.1126/science.adj0116 PMID:38662817	研究论文	该研究通过深度学习模型Puffin预测人类基因组中转录起始的序列模式，揭示了大多数人类启动子的转录起始规则	使用可解释的深度学习模型Puffin，在碱基对分辨率上预测转录起始，并识别出关键序列模式及其在启动子活性中的作用	研究可能未涵盖所有转录起始的复杂调控机制，且模型解释性可能有限	理解人类基因组中转录起始的序列基础和规则	人类基因组中的转录起始位点和启动子	基因组学	NA	深度学习	Puffin	基因组序列数据	NA
2675	2025-04-17	Development and Validation of an Automated Classification System for Osteonecrosis of the Femoral Head Using Deep Learning Approach: A Multicenter Study 2024-02, The Journal of arthroplasty IF:3.4Q1 DOI:10.1016/j.arth.2023.08.018 PMID:37572719	研究论文	本研究开发并验证了一种基于深度学习的自动化分类系统，用于股骨头坏死（ONFH）的分类	采用深度学习中的卷积神经网络（CNN）模型对ONFH进行分类，并在多中心数据集上验证了其高准确性和泛化能力	研究仅使用了来自4家机构的回顾性数据，可能需要更多前瞻性数据进一步验证模型的普适性	开发高准确性的ONFH自动分类系统以辅助临床决策	股骨头坏死（ONFH）患者	数字病理学	骨科疾病	MRI成像	CNN	图像	1,806张MRI图像（来自1,337个髋关节），其中外部验证集包含334张图像（来自182个髋关节）
2676	2025-04-17	Multiple-instance learning of somatic mutations for the classification of tumour type and the prediction of microsatellite status 2024-01, Nature biomedical engineering IF:26.8Q1 DOI:10.1038/s41551-023-01120-3 PMID:37919367	研究论文	本文提出了一种弱监督端到端多实例学习模型，用于编码和聚合体细胞突变的局部序列上下文或基因组位置，以进行样本级分类	使用多注意力头的多实例学习模型，能够建模个体测量对样本级分类的重要性，提供更强的可解释性，并在合成任务和实际任务中表现优异	NA	改进基因组数据集的聚合信息任务性能，以生成生物学见解	体细胞突变数据	机器学习	肿瘤	多实例学习	多注意力头模型	基因组数据	NA
2677	2025-04-17	De novo design of diverse small molecule binders and sensors using Shape Complementary Pseudocycles 2023-Dec-21, bioRxiv : the preprint server for biology DOI:10.1101/2023.12.20.572602 PMID:38187589	研究论文	提出了一种结合深度学习和能量基础的通用方法，用于设计能够高亲和力结合并感知任意小分子的蛋白质	首次采用深度学习生成具有中央口袋的假环结构，能够针对不同大小和形状的小分子设计高形状互补性的结合口袋，并成功应用于极性柔性分子如甲氨蝶呤和甲状腺素	未提及该方法在更复杂生物环境中的适用性或对其他类型分子的普适性	开发一种通用方法设计能够结合并感知任意小分子的蛋白质	小分子（包括甲氨蝶呤、甲状腺素等极性柔性分子）	机器学习	NA	深度学习	NA	分子结构数据	四种不同分子（包括甲氨蝶呤和甲状腺素）
2678	2025-04-17	Form follows function: Nuclear morphology as a quantifiable predictor of cellular senescence 2023-12, Aging cell IF:8.0Q1 DOI:10.1111/acel.14012 PMID:37845808	研究论文	本文探讨了核形态作为细胞衰老的量化预测指标的作用	揭示了核形态在驱动衰老表型中的主动作用，并利用深度学习算法实现了对增殖细胞和衰老细胞的准确分类	未明确核形态异常是衰老的原因还是结果	研究核形态作为细胞衰老预测生物标志物的潜力	组织细胞	数字病理学	老年疾病	深度学习	CNN	图像	多种细胞类型和物种的体外和体内数据
2679	2025-04-17	Sequence basis of transcription initiation in human genome 2023-Jun-29, bioRxiv : the preprint server for biology DOI:10.1101/2023.06.27.546584 PMID:37425823	研究论文	本研究通过深度学习启发的可解释建模方法，揭示了人类基因组中转录起始的序列基础	提出了一个统一模型，在碱基对水平上解释了转录起始的序列基础，并揭示了大多数人类启动子的简单规则	NA	理解人类基因组中转录起始位点的序列模式和规则	人类基因组和241种哺乳动物基因组	基因组学	NA	深度学习启发的可解释建模方法	深度学习	基因组序列数据	241种哺乳动物基因组和小鼠转录起始位点数据
2680	2025-04-17	Massively parallel characterization of psychiatric disorder-associated and cell-type-specific regulatory elements in the developing human cortex 2023-Feb-16, bioRxiv : the preprint server for biology DOI:10.1101/2023.02.15.528663 PMID:36824845	研究论文	该研究通过大规模并行报告实验，分析了人类发育中皮质和脑器官样体中102,767个序列的调控活性，包括皮质发育中的细胞类型特异性区域和精神疾病相关的单核苷酸变异	首次在人类原代细胞和脑器官样体中大规模并行分析调控元件的活性，并利用深度学习解码增强子活性的序列基础和上游调控因子	研究主要关注发育中的人类皮质，可能不适用于其他脑区或发育阶段	建立人类神经元发育中功能性基因调控元件和变异的全面目录	人类发育中皮质和脑器官样体中的调控元件	基因组学	精神疾病	大规模并行报告实验(MPRA), 深度学习	深度学习模型	基因组序列数据	102,767个序列