cfMethylPre: deep transfer learning enhances cancer detection based on circulating cell-free DNA methylation profiling
Notice bibliographique
Résumé
Cancer remains a significant global health burden, underscoring the need for innovative diagnostic tools to enable early detection and improve patient outcomes. While circulating cell-free DNA (cfDNA) methylation has emerged as a promising biomarker for noninvasive cancer diagnostics, existing methods often face limitations in handling the high-dimensionality of methylation data, small sample sizes, and a lack of biological interpretability. To address these challenges, we propose cfMethylPre, a novel deep transfer learning framework tailored for cancer detection using cfDNA methylation data. cfMethylPre leverages large language model pretrained embeddings from DNA sequence information and integrates them with methylation profiles to enhance feature representation. The deep transfer learning process involves pretraining on bulk DNA methylation data encompassing 2801 samples across 82 cancer types and normal controls, followed by fine-tuning with cfDNA methylation data. This approach ensures robust adaptation to cfDNA's unique characteristics while improving predictive accuracy. Our model achieved superior predictive accuracy compared with state-of-the-art methods, with a weighted Matthews Correlation Coefficient of 0.926 and a weighted F1-score of 0.942. Through model interpretation and biological experimental validation, we identified three novel breast cancer genes-PCDHA10, PRICKLE2, and PRTG-demonstrating their inhibitory effects on cell proliferation and migration in breast cancer cell lines. These findings establish cfMethylPre as a powerful and interpretable tool for cancer diagnostics and biological discovery, paving the way for its application in precision oncology.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,002 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 0,001 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».