基础模型在生物医学领域展现出广泛的应用潜力,涵盖计算生物学、药物发现与开发、临床信息学、医学影像和公共卫生等子领域。这些模型通过大规模无标记数据进行预训练,具备处理各种下游任务的能力,性能优于特定任务的人工智能模型。
计算生物学:基础模型可分析基因组信息、RNA表达谱和蛋白质结构等,例如BigBird和HiCFoundation模型分别用于DNA序列和三维DNA研究,SCimilarity模型用于单细胞RNA测序数据比较,AlphaFold2用于蛋白质结构预测。
药物发现与开发:基础模型加速靶点识别、分子设计、相互作用预测等,例如ChemBERTa用于药物特性预测,GNN用于药物再利用,HINT用于预测性临床试验。
临床信息学:基础模型处理临床数据,包括临床摘要(如KeBioSum)、临床问题解答(如Med-PaLM)、病人表征(如BEHRT)和治疗效果估计(如TransTEE)。
医学影像:基础模型应用于病理学(如PLIP)、放射学(如MedCLIP)、视网膜图像(如DeepDR Plus和RETFound)和多模态(如Med-Flamingo)分析。
公共卫生:基础模型用于公共卫生监测(如PsychBERT)和流行病预测(如基于序列的时间流行病模型)。
研究结论表明,基础模型在生物医学领域具有巨大潜力,但仍面临数据、模型设计和跨学科合作等挑战。未来需加强技术研发和合作,以推动精准医疗和公共卫生计划的发展。