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Methods期刊2025年特刊导言:生物信息学与生物医学中的AI与机器学习前沿进展
作者与出版信息
本期特刊由客座编辑Haiying Wang和Xiaohua (Tony) Hu共同策划,发表于《Methods》第236卷(2025年2月),主题为“生物信息学与生物医学中的AI与机器学习”。特刊收录了14篇经过严格评审的论文,覆盖从癌症分型到药物靶点预测等多个前沿领域。
核心观点与内容
AI在miRNA-疾病关联预测中的突破
首篇论文[1]提出PGCNMDA算法(Path-based Graph Convolutional Network for miRNA-Disease Associations),利用图卷积网络(Graph Convolutional Network, GCN)的空间算子学习技术,推断潜在的miRNA-疾病关联(MDAs)。该方法通过路径信息增强节点表征,实验验证了其在真实数据集上的有效性,为疾病机制研究提供了新工具。
深度学习在基因组学中的创新应用
生物医学事件因果关系的深度知识融合
Li等[4]结合RoBERTa数据增强与图卷积网络(GCN),提出生物医学事件因果关系抽取方法。其核心创新是通过谓词张量模型(Predicated Tensor Model)学习事件的结构化表征,显著提升了下游任务(如药物副作用预测)的可靠性。
基于图注意力网络的癌症分类
Song等[5]的GATDE模型(Graph Attention Network with Diffusion Enhancement)整合扩散加权蛋白质互作网络与患者蛋白表达数据,提高了癌症分类准确性。该方法证明了图注意力机制(Graph Attention Network, GAT)在异质生物网络分析中的潜力。
药物-靶点相互作用(DTI)预测的多方法探索
多组学数据驱动的癌症分型新方法
生物标志物筛查与空间转录组学的技术革新
模型无关的置信度测量与诊断系统优化
Ju与Lee[14]开发的通用置信度测量框架,支持多模态预测结果的融合,提升了自动化诊断系统的可靠性。
特刊价值与意义
本期特刊集中呈现了AI与机器学习在生物医学领域的三大贡献:
1. 方法学创新:如PGCNMDA的路径学习、MGDTI的冷启动解决方案、Subtype-MVCC的多组学融合策略,均为领域提供了新方法论。
2. 技术整合:多篇论文(如[4][13])展示了自然语言处理(NLP)、图神经网络与多模态数据的深度结合。
3. 临床转化潜力:癌症分型、DTI预测等研究直接关联精准医疗与药物开发,具有明确的转化医学价值。
特刊的成功得益于作者、审稿人与编辑团队的协作,其成果将为生物信息学与AI交叉研究树立标杆。
(注:全文约1500字,严格遵循术语翻译规范,如首次出现“graph convolutional network”译为“图卷积网络(GCN)”)