推特
分享在LinkedIn
在兴
分享

将机器学习应用于寻找救命的抗癌药物

玛克辛-劳里·马歇尔——2017年4月
机器学习正在革新癌症药物的发现。博士Bissan Al-Lazikani癌症研究所(Institute of Cancer Research)数据科学部门的负责人,他解释了这项技术如何为抗击癌症增加了一个新的维度。

在激增的数据量和强大而廉价的计算能力的推动下,机器学习现在正被应用于许多以前“不可能的挑战”——从自动驾驶汽车和营销个性化,到欺诈检测和同声翻译。

但是,没有什么比它在抗癌方面的应用更有价值了。一种利用算法来建立模型的计算方法,这种算法可以从所接触的数据中反复学习——无需明确编程——已经对有效新药和疗法的发现产生了革命性的影响。

这种技术的飞跃正在逐步取代科学家的历史研究方法,后者通常会对一种药物的潜力提出假设,然后在实验和试验中观察其效果。机器学习现在向研究人员展示了那些最有可能成为新药成功目标的领域,减少了许多无果试验的需要。

Bissan Al-Lazikani博士是癌症研究所(ICR)数据科学的负责人,他强调了机器学习是如何由数据——以及大量的数据——驱动的。这是ICR拥有的丰富的东西——包括基因组、成像、治疗和癌症和健康患者的医疗保健数据。

在ICR,这些丰富的资源汇集在一个单一的平台——知识中心——允许研究人员在前所未有的水平上搜索模式和探索特定癌症的复杂性。利用机器学习技术,该团队正在建立模型来预测肿瘤对治疗的反应,以及哪种药物最适合治疗这种疾病。

对于任何一种癌症,可能有100种药物可以用于治疗的靶点或基因。Al-Lazikani说,药物发现的过程过去常常是碰运气,所以当研究人员意识到他们选择了错误的目标时,大量的时间和精力都被浪费了。通过机器学习,人们可以以更聪明的方式看待数据,帮助科学家“对冲风险”。

“我们开发了机器学习技术和算法来分析综合的综合数据,并为特定背景下的最佳目标提出建议。”这些算法从它们以前看过的例子中学习。所以当它们遇到一个对它们来说是新的蛋白质时,它们可以告诉我们它是否有可能成为一个好的药物靶点或者它是否可能失败。ICR的药物发现现在使用机器学习来帮助选择我们将要研究的目标,”她说。

这样做有很多好处:患者将得到更聪明、更有效的治疗,研究人员的工作效率也会高得多,经常能获得他们甚至不知道存在过的有价值的信息。Al-Lazikani总结道:“隐藏的知识发现才是机器学习真正强大的结果。”
网络分析应用于生物学

为机器学习算法提供动力的数据可能以一些令人惊讶的形式出现。“你不再局限于生物学,你可以对它应用任何类型的分析,”Al- Lazikani说。例如,研究人员可以应用网络分析模型来帮助揭示体内数千个基因和蛋白质之间的交流和互动模式。

正如Al-Lazikani强调的那样,蛋白质和基因的行为联系可能类似于在Facebook或LinkedIn等社交网络上建立友谊网络的方式。

“我们的研究首次确定了癌症蛋白质的‘社会行为’规则,并将其用于预测潜在抗癌药物的新目标。”我们计算了近400种不同的基于网络的属性,它们与生物学无关。通过将数据输入不同的机器学习算法,我们可以得出预测模型。”

正如她概述的那样,这种方法已经产生了一些强有力的结果:“我们发现,癌症蛋白质和抗癌药物靶点实际上与体内其他蛋白质的行为非常不同。这意味着我们可以建立预测模型,观察蛋白质在癌细胞中的行为,并预测它是否可能成为一个好的药物靶点。”

  • 摄影:本黄金
第一次出版
2017年4月
推特
分享在LinkedIn
在兴
分享
Bissan Al-Lazikani博士的资料图片
简介:Bissan Al-Lazikani博士
作为ICR的数据科学主管,Bissan Al-Lazikani博士将大数据分析和机器学习引入与癌症的斗争中。在ICR,她领导了世界上最大的癌症药物发现知识库canSAR的开发。在业余时间,她正在接受私人飞行员执照的培训。

您对这个网站上的cookies的选择

我们的网站使用cookies用于分析目的,并为您提供最好的体验。

点击Accept同意或Preferences查看并选择您的cookie设置。

该网站使用cookie在您的计算机上存储信息。

为了提供最好的用户体验,一些cookie是必要的,而另一些则提供分析或重新定位,以便显示与你相关的广告。

要了解我们的饼干的完整列表以及我们如何使用它们,请访问我们的饼干的政策


必要的饼干

这些cookies使网站能够发挥最大的功能,并为您提供最佳的用户体验。它们仍然可以通过浏览器设置被禁用。


分析饼干

我们使用谷歌Analytics所使用的分析cookie,为我们提供用户与www.kinoata.com互动方式的信息——这有助于我们对网站进行改进,以提高您的体验。

要查看完整的分析cookie列表以及我们如何使用它们,请访问我们的饼干的政策


社交媒体的饼干

我们使用cookies追踪来自Facebook和LinkedIn等社交媒体平台的访问,这些cookies允许我们用www.kinoata.com的相关广告重新定位用户。

想了解社交媒体cookies的完整列表以及我们如何使用它们,请访问我们的饼干的政策