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这是一个非常前沿且极具应用价值的研究方向。将迁移学习应用于提升多基因风险评分(Polygenic Risk Score, PRS)的性能,正在解决传统PRS方法面临的一些核心瓶颈。 下面我将详细解释传统PRS的挑战,以及迁移学习如何提升PRS,包括其核心思想、技术方法和优势。
4. 优势与挑战
优势:
显著提升跨人群性能:是解决PRS人群差异性的最有前景的方向之一。
提高小数据集上的预测力:使针对罕见病或特定人群的研究变得可行。
发掘共享生物学机制:通过跨表型迁移,有助于理解疾病之间的共同遗传基础。
挑战:
负迁移风险:如果源领域和目标领域遗传架构差异过大(如完全不相关的疾病),迁移可能无效甚至有害。
模型复杂性:深度学习模型需要专业知识和强大的计算资源。
可解释性:深度学习模型如同“黑箱”,解释其预测结果比解释传统PRS更困难。
数据隐私与伦理:跨人群、跨数据集的数据共享和模型训练涉及复杂的伦理和隐私问题。
总结
迁移学习为提升多基因风险评分的普适性、公平性和准确性提供了强大的技术路径。 它通过将大规模生物库中学到的知识“迁移”到数据稀缺的场景,正在打破传统PRS依赖于单一大型GWAS的范式。
未来,随着更多多样化基因库的建立和更先进的迁移学习算法出现,我们有望构建出在不同祖先背景中均表现良好的、真正具有临床实用价值的PRS工具,从而实现精准医疗的普惠愿景。
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