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Enregistrement W4416010573 · doi:10.1016/j.modpat.2025.100932

MSAI-Path: Predicting Microsatellite Instability From Routine Histology Slides Without Reinventing the Wheel

2025· article· en· W4416010573 sur OpenAlexaff
Elias Baumann, L. Schäfer, Frédérique Meeuwsen, Richard Kirsch, Irıs D. Nagtegaal, Martin D. Berger, Heather Dawson, Inti Zlobec

Notice bibliographique

RevueModern Pathology · 2025
Typearticle
Langueen
DomaineMedicine
ThématiqueGenetic factors in colorectal cancer
Établissements canadiensUniversity of TorontoMount Sinai Hospital
Organismes subventionnairesUniversity of BernSchweizerischer Nationalfonds zur Förderung der Wissenschaftlichen ForschungNational Science Foundation
Mots-clésMicrosatellite instabilityDigital pathologyBiopsySegmentationLogistic regressionLynch syndromeDeep learningRandom forest

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Microsatellite instability (MSI) is an important biomarker in colorectal cancer, influencing both patient prognosis and treatment decisions. Current approaches for MSI prediction from hematoxylin and eosin--stained whole-slide images (WSI) rely on end-to-end deep learning ("black-box") models with limited interpretability, often relying on heatmaps for visualization. However, experienced pathologists can intuitively identify MSI through specific histologic features and have developed manual classification systems such as MS-Path for Lynch syndrome screening. We present a novel hybrid approach that combines computational and pathologist expertise to create an explainable and verifiable method for MSI prediction in colorectal cancer, applicable to resection and biopsy WSI. Our proposed method uses nuclei and tissue segmentation models to automatically quantify MSI-associated histologic features outlined in the Bethesda guidelines, including intraepithelial lymphocytes, grade of differentiation, mucinous components, and tertiary lymphoid structures. After validation on annotated data sets, these features are integrated with clinical data and used in logistic regression and random forest models to predict MSI status. We validated our approach using 3256 WSI from 2267 patients across 7 cohorts from 5 centers. The method achieved an area under the curve of up to 0.88 across all resection cohorts, and 0.90 on biopsies, performing on par with published black-box deep learning models. Importantly, the learned variable importances strongly correlated with manual scoring systems and aligned with manual pathologist assessments. We observed significant intrapatient heterogeneity in predicted scores, emphasizing the importance of whole-case analysis. Our approach also shows potential as a screening tool that could exclude 41% of patients from gold-standard MSI testing while maintaining 95% sensitivity. This study demonstrates that classifiers based on clinical and validated histologic information can predict MSI status as effectively as black-box models while providing complete interpretability. Our method offers an alternative pathway for understandable, explainable, and trustworthy biomarker prediction in computational pathology.

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 distillée sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,001
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,001
Version: codex-gemma-dda1882f352aStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Observationnel · Signal consensuel: Observationnel
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: Empirique
Score de désaccord entre enseignants0,062
Score d'incertitude au seuil0,871

Scores Codex et Gemma par catégorie

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

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 Opus0,018
Tête enseignante GPT0,279
Écart entre enseignants0,260 · 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 tête enseignante, pas un consensus.

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

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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Résumé présentoui

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