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Enregistrement W4412163816 · doi:10.1158/1557-3265.aimachine-a050

Abstract A050: Multimodal integration of H&E slides and matched targeted DNA sequencing data for enhanced cancer subtype identification

2025· article· en· W4412163816 sur OpenAlexaboutno aff
Madison Darmofal, Kevin Boehm, Andrew Aukerman, Arfath Pasha, Armaan Kohli, Raymond S. Lim, Tom Pollard, Darin Moore, Michael F. Berger, Nikolaus Schultz, Sohrab P. Shah, Francisco Sánchez-Vega

Notice bibliographique

RevueClinical Cancer Research · 2025
Typearticle
Langueen
DomaineBiochemistry, Genetics and Molecular Biology
ThématiqueCancer Genomics and Diagnostics
Établissements canadiensnon disponible
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésCancerIdentification (biology)Computational biologyDNA sequencingDNAMedicineBiologyCancer researchGenetics

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Abstract Determining a cancer’s site of origin is essential for providing effective patient treatment, but it can be difficult if the cancer initially presents as poorly differentiated, as metastatic, or as a Cancer of Unknown Primary (CUP). Previous machine learning models have used clinical, pathological or genomic data to infer cancer types, but there has been limited work to integrate these data modalities for tumor type inference. We hypothesize that a multimodal approach enhances inference of histologic subtype. To develop this approach, we harness two pre-existing unimodal deep learning models and retrain each on a pan-cancer cohort of 40,888 tumor samples, where each sample had both hematoxylin and eosin (H&E) whole-slide images (WSIs) and matched targeted DNA sequencing data (MSK-IMPACT) available. For the H&E WSIs, we use transformer model AEON (Adaptive Embedding Ontology Network), and for the MSK-IMPACT data we use hyper-parameter ensemble model GDD-ENS (Genome-Derived-Diagnosis Ensemble), to infer 110 distinct cancer subtypes as defined by their OncoTree code. ODEN (Oncotree-Diagnosis ENsemble), our multi-modal approach, combines the final probability output layers of both models using a weighted average corresponding to model training set accuracy, where inferred type represents the highest probability subtype after re-weighting. Both models achieved high weighted macro average area under the receiver operating characteristic curve (AUROC) values on a held-out test set of 11,158 samples (AEON .988, GDD-ENS .963), and good top-1 (and top-3) accuracy scores of 68.8 (89.1) for AEON, and 64.5 (81.8) for GDD-ENS. 50% of samples were correctly inferred by both models, 20% by AEON only, and 16% by GDD-ENS only, indicating the models are complementary and multi-modal integration could improve performance. ODEN AUROC was slightly higher at .990, but accuracy greatly improved to reach 77.8 (92.3). On a subtype-specific basis, most had greater than or equal precision in ODEN when compared to GDD-ENS (99/110), or AEON (90/110). Next, ODEN was applied to a set of 5,531 samples with underspecified labels, e.g., BRCANOS or SARCNOS. 88% of ODEN inferences were in the correct organ system for the underspecified subtype (80% in AEON, 78% GDD-ENS) with highest recall within the core GI (96%) and genitourinary (93%) systems. We also evaluated 1,749 CUP samples, and found that ODEN inferences spanned 100 different subtypes, most commonly LUAD (n = 216) or PAAD (n = 210). The ODEN-inferred subtypes showed similar genomic and prognostic trends when compared to true metastatic samples of each subtype. Overall, ODEN is a multimodal tumor type inference model that improves upon prior models trained on fewer types, samples and modalities. As H&E assessment is common clinical practice and DNA sequencing data is routinely collected for all patients in our institution (and rapidly expanding to others), widespread practical integration of ODEN is clinically feasible and could enable multimodal patient-specific subtype inference for diagnostically challenging cases. Citation Format: Madison Darmofal, Kevin Boehm, Andrew Aukerman, Arfath Pasha, Armaan Kohli, Raymond Lim, Tom Pollard, Darin Moore, Michael Berger, Nikolaus Schultz, Sohrab P. Shah, Francisco Sanchez-Vega. Multimodal integration of H&E slides and matched targeted DNA sequencing data for enhanced cancer subtype identification [abstract]. In: Proceedings of the AACR Special Conference in Cancer Research: Artificial Intelligence and Machine Learning; 2025 Jul 10-12; Montreal, QC, Canada. Philadelphia (PA): AACR; Clin Cancer Res 2025;31(13_Suppl):Abstract nr A050.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction machine sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni 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.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,001
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,002
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Simulation ou modélisation · Signal consensuel: aucune
GenreSignal candidat: Méthodes · Signal consensuel: aucune
Score de désaccord entre enseignants0,009
Score d'incertitude au seuil0,017

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0010,002
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0010,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0000,001
Bibliométrie0,0010,000
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0010,001
Science ouverte0,0010,001
Intégrité de la recherche0,0010,001
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0030,001

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.

Tête enseignante Opus0,220
Tête enseignante GPT0,518
Écart entre enseignants0,298 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_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 découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeSimulation ou modélisation
Domainenon disponible
GenreMéthodes

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations0
Publié2025
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