Accurate identification of synergistic treatment combinations and their underlying biological mechanisms is critical across many disease domains, especially cancer. In translational oncology research, preclinical systems such as patient-derived xenografts (PDX) have emerged as a unique study design evaluating multiple treatments administered to samples from the same human tumor implanted into genetically identical mice. In this paper, we propose a novel Bayesian probabilistic tree-based framework for PDX data to investigate the hierarchical relationships between treatments by inferring treatment cluster trees, referred to as treatment trees (Rx-tree). The framework motivates a new metric of mechanistic similarity between two or more treatments accounting for inherent uncertainty in tree estimation; treatments with a high estimated similarity have potentially high mechanistic synergy. Building upon Dirichlet Diffusion Trees, we derive a closed-form marginal likelihood encoding the tree structure, which facilitates computationally efficient posterior inference via a new two-stage algorithm. Simulation studies demonstrate superior performance of the proposed method in recovering the tree structure and treatment similarities. Our analyses of a recently collated PDX dataset produce treatment similarity estimates that show a high degree of concordance with known biological mechanisms across treatments in five different cancers. More importantly, we uncover new and potentially effective combination therapies that confer synergistic regulation of specific downstream biological pathways for future clinical investigations. Our accompanying code, data, and shiny application for visualization of results are available at: https://github.com/bayesrx/RxTree.


翻译:准确确定协同治疗组合及其基本生物机制在许多疾病领域,特别是癌症领域至关重要。在翻译肿瘤研究中,临床前系统,如病人衍生的基因移植(PDX),已经成为一种独特的研究设计,评价对植入基因相同的小鼠的同一种人类肿瘤样本的多种治疗方法。在本文中,我们提议为PDX数据建立一个新的巴伊西亚概率树基框架,以通过推断现有治疗树群树(称为治疗树(Rx树))来调查治疗之间的等级关系。这个框架激励了两种或多种治疗方法之间一种新的机械相似性指标,其中考虑到树的内在不确定性;高估计相似性的治疗方法可能具有很高的机械性协同作用。在Drichlet Difult 树的基础上,我们得出了一种封闭式的边际可能性,通过一个新的两阶段的调控算法来计算出高效的事后推断。模拟研究表明,拟议方法在恢复树结构及治疗相似性方面表现优异性。我们最近对PX/多层次的直观性治疗方法进行的一项分析,我们所了解的精确性研究,在生物分析后期生物分析中,我们所了解的精准的精准的精准的精准性研究结果显示了我们所了解的精准的精准的精准的精准的精准性研究。

0
下载
关闭预览

相关内容

100+篇《自监督学习(Self-Supervised Learning)》论文最新合集
专知会员服务
164+阅读 · 2020年3月18日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
152+阅读 · 2019年10月12日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
174+阅读 · 2019年10月11日
机器学习入门的经验与建议
专知会员服务
92+阅读 · 2019年10月10日
【哈佛大学商学院课程Fall 2019】机器学习可解释性
专知会员服务
103+阅读 · 2019年10月9日
ACM TOMM Call for Papers
CCF多媒体专委会
2+阅读 · 2022年3月23日
AIART 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年2月13日
【ICIG2021】Latest News & Announcements of the Tutorial
中国图象图形学学会CSIG
3+阅读 · 2021年12月20日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium3
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月9日
【ICIG2021】Latest News & Announcements of the Plenary Talk2
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月2日
【ICIG2021】Latest News & Announcements of the Plenary Talk1
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月1日
【ICIG2021】Latest News & Announcements of the Industry Talk1
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年7月28日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月22日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
42+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
17+阅读 · 2018年12月24日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 2022年4月19日
Arxiv
126+阅读 · 2020年9月6日
A Survey on Bayesian Deep Learning
Arxiv
63+阅读 · 2020年7月2日
Arxiv
15+阅读 · 2018年4月5日
VIP会员
相关VIP内容
相关资讯
ACM TOMM Call for Papers
CCF多媒体专委会
2+阅读 · 2022年3月23日
AIART 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年2月13日
【ICIG2021】Latest News & Announcements of the Tutorial
中国图象图形学学会CSIG
3+阅读 · 2021年12月20日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium3
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月9日
【ICIG2021】Latest News & Announcements of the Plenary Talk2
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月2日
【ICIG2021】Latest News & Announcements of the Plenary Talk1
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月1日
【ICIG2021】Latest News & Announcements of the Industry Talk1
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年7月28日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月22日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
42+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
17+阅读 · 2018年12月24日
相关论文
Arxiv
0+阅读 · 2022年4月19日
Arxiv
126+阅读 · 2020年9月6日
A Survey on Bayesian Deep Learning
Arxiv
63+阅读 · 2020年7月2日
Arxiv
15+阅读 · 2018年4月5日
相关基金
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员