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利用Amazon Quick革新罕見病研究:整合生物醫學數據庫以實現突破性發現

本文介紹如何使用Amazon Quick Research整合生物醫學數據源進行罕見癌症研究,以兒科肉瘤為例,涵蓋從定義研究目標、配置數據源、審查AI生成的研究計劃到執行調查和利用修訂與版本控制系統迭代結果的完整工作流程。

來源AWS Machine Learning Blog作者: Anu Kaggadasapura Nagaraja

罕見癌症研究產生異構數據,涵蓋基因組測序流程、臨牀試驗註冊、生物標誌物庫和同行評審文獻。整合這些來源進行單一調查通常需要自定義ETL流程、手動模式協調以及在斷開連接的系統間迭代查詢——這一過程在開始分析前可能需要數週時間。

Amazon Quick Research通過提供統一的研究環境解決了這一整合挑戰。它從多個來源(包括PubMed等公開生物醫學數據庫)攝入結構化和非結構化數據,並利用大型語言模型(LLM)驅動的合成生成帶引用的版本化研究報告。

在本文中,我們將逐步介紹如何使用Amazon Quick Research整合生物醫學數據源進行罕見癌症研究。本教程以兒科肉瘤為研究領域,利用PubMed和其他開放生物醫學存儲庫的公開數據集。它涵蓋了端到端工作流程:定義研究目標、配置數據源、審查AI生成的研究計劃、執行調查以及利用修訂和版本控制系統迭代結果。

功能

Amazon Quick Research是Amazon Quick中的一個代理式研究工作流,它協調多源數據檢索和基於LLM的合成。核心組件包括:

  • 研究目標解析 – 代理解釋自然語言研究問題,並將其分解為結構化子主題進行並行調查。
  • 多源數據攝入 – 支持網頁搜索(包括PubMed、ClinicalTrials.gov和開放獲取期刊等公開索引來源)、文件上傳(PDF、Word、Excel、PowerPoint)和Amazon Quick資產(Spaces、儀表板、知識庫和數據集)。創建研究項目時,對來源進行處理和索引。
  • AI生成的研究計劃 – 在運行前,代理生成結構化計劃,列出將調查的主題、每個主題將查詢的來源以及分析方法。您可以在投入完整運行前審查和修改此計劃。
  • 帶引用的報告生成 – 輸出為結構化報告,帶有可追溯到源文檔或URL的內聯引用。每條陳述都包含來源鏈接,“理解陳述”功能可顯示個別結論背後的證據鏈。
  • 版本化修訂工作流 – 您可以為特定陳述添加修訂註釋(最多400個字符)。提交修訂會啓動一個新的研究運行,範圍限定在註釋部分,版本號遞增,並保留先前版本以供比較。
  • 導出格式 – 報告可導出為PDF或Word。摘要變體(執行摘要、通用摘要、自定義摘要)允許您針對不同受眾調整輸出長度和引用密度。

Spaces提供了為Amazon Quick Research提供數據組織層的層。Space是一個邏輯容器,可分組多達10,000個文件以及Amazon Quick儀表板、主題和知識庫。文件在上傳時被索引,並作為研究運行的檢索語料庫提供。支持的格式包括Word、Excel、PowerPoint、PDF、CSV、TXT、RTF、JSON、YAML、XML和HTML。在本教程中,我們使用公開可用的癌症基因組數據集和PubMed摘要填充一個Space,作為內部知識語料庫和實時網頁搜索。

教程

本教程演示如何使用Amazon Quick整合生物醫學數據源進行罕見癌症研究。您將創建一個Space,啓動Quick Research,並生成一份帶引用的報告。

以下視頻逐步介紹了這些步驟:

注意:Amazon Quick是付費服務。遵循本教程將創建計費資源。為避免持續費用,請完成本文末尾的清理步驟。

前提條件

在開始本教程之前,您需要:

  • 一個有效的AWS賬户。
  • 訪問Amazon Quick的權限,以創建Spaces和研究項目。
  • 熟悉生物醫學研究術語的基本知識。

第1部分:創建Space

  1. 打開Amazon Quick,在主導航中選擇Spaces。
  2. 選擇Create space以添加研究所需的文件。
  3. 選擇Add knowledge。
  4. 從文件上傳、儀表板或知識庫中選擇。
  5. 在頁面頂部為Space添加名稱。
  6. 確認您的Space出現在Spaces列表中,帶有綠色勾選標記或Ready狀態。選擇Space名稱以驗證所有上傳的文件都已列出並顯示Indexed狀態。

第2部分:創建研究項目

在Amazon Quick主頁上,選擇Quick Research。選擇New Research以啓動一個結構化工作流程,指導您從目標設定到最終報告生成。

第3部分:定義目標

在文本字段中輸入研究目標。專注且具體的問題會產生更好的結果。

示例目標:

*針對具有特定基因組改變的兒科肉瘤,有哪些有前景的靶向治療方法,以及我們如何識別可能從這些治療中受益的患者?*

陳述您的研究目標並指定調查範圍。AI代理將幫助完善您的研究問題,並根據可用數據源建議您可能想要探索的其他角度。

第4部分:數據源選擇與整合

選擇要包含在研究中的數據源:

  • 網頁搜索 – 啓用網頁搜索以從PubMed、ClinicalTrials.gov和開放獲取期刊等公開索引來源獲取數據。根據需要添加特定URL。
  • 文件上傳 – 選擇File upload以添加特定文檔。將Quick Research鏈接到現有數據空間以包含內部文檔、報告和知識庫。在這裏,您可以將外部網頁來源與組織的專有信息相結合。
  • Quick資產 – 選擇Quick assets以包含數據空間、儀表板和知識庫。這些是Quick中組織的文件、文檔和分析集合,便於快速訪問和分析。

Quick Research會自動從連接的存儲庫中識別相關數據源。對於此兒科肉瘤調查,系統會識別以下連接:

  • 基因組突變數據與藥物靶標數據庫之間的連接。
  • 臨牀結果數據與治療協議文獻之間的連接。
  • 生物標誌物譜與患者反應模式之間的連接。
  • 歷史試驗數據與當前治療選擇之間的連接。

第5部分:AI驅動的計劃

Quick Research在運行前生成結構化計劃。審查代理將調查的主題:

  • 主題1:兒科肉瘤的基因組引導靶向治療——患者選擇與治療方法。
  • 主題2:兒科肉瘤的基因組格局——突變、基因融合(例如PAX3)和亞型,包括橫紋肌肉瘤、尤文肉瘤和骨肉瘤。
  • 主題3:當前FDA批准的靶向治療——作用機制、療效和基因組譜。
  • 主題4:未來方向——基因編輯、細胞療法、新型藥物遞送系統和臨牀前研究。

第6部分:修改計劃(可選)並開始研究

  1. 選擇Revise Plan以在運行前完善範圍。
  2. 添加特定的關注領域,例如:

- 添加關於特定突變和基因融合的部分。 - 添加不同方法之間的比較分析。

  1. 對計劃滿意後,選擇Start Researching。
  2. 確認看到進度指示器和消息“Research in progress”。狀態應從“Not started”變為“In progress”。

第7部分:審查報告

Quick Research將結果合成為結構化報告,包括:

  • 包含關鍵發現和臨牀意義的高管摘要。
  • 帶有支持數據可視化的詳細分析部分。
  • 基於證據的未來研究方向建議。
  • 引用來源和方法透明度。
  • 可操作的臨牀實施後續步驟。
  • 來源。

此過程大約需要20-30分鐘完成。

  1. 訪問已完成的研究

- 在主導航中選擇Research。 - 查找您的研究項目狀態,應為Complete。 - 選擇您已完成的研究項目。

  1. 導航研究報告

- 報告以結構化格式綜合所有選定來源的信息。 - 使用左側窗格中的Topics選項卡在主要部分之間移動。 - 查看每個部分中的支持證據和來源引用。 - 根據需要點擊右上角的Download、Summarize和Share按鈕。 - 選擇Reading mode以隱藏側邊欄並專注於內容。

  1. 檢查引用

- 引用提供對源材料的直接訪問,用於驗證和深入調查。 - 查找整個報告中的編號引用。 - 選擇引用編號以查看來源詳細信息。 - 注意彈出窗口顯示源文章和指向原始頁面的超鏈接。

  1. 理解陳述分析

- 陳述分析顯示研究結論背後的推理,並提供分析過程的透明度。 - 查找“Understand the statement”圖標(三條水平線和加號)。 - 選擇報告中任何陳述旁邊的圖標。 - 查看解釋窗口,其中顯示: - 如何確定該陳述。 - 證據摘要。

第8部分:更新研究

要使用額外的關注領域完善研究,直接在報告中添加修訂註釋。

  1. 添加修訂註釋

- Quick Research在後續運行中使用您的註釋進行修訂。 - 在研究報告中,選擇要擴展或修訂的文本。 - 在右側的Research窗格中,添加註釋(最多400個字符):Need deeper investigation on "specific topic area"

  1. 啓動修訂過程

- 選擇Revise按鈕(添加註釋後可用)。 - 確認“Review revision started”消息出現。 - Quick Research分析現有內容並應用註釋。 - 研究通常需要20-40分鐘完成,修訂完成後版本會遞增(例如,Version 2)。

  1. 審查版本歷史

- 版本控制維護研究過程的清晰審計軌跡並保留先前迭代。 - 注意版本號已遞增。 - 比較不同版本以查看如何整合反饋。 - 通過版本跟蹤研究的演進。

  1. 使用摘要功能

- 不同的摘要格式滿足不同的受眾需求和演示上下文。 - 選擇右上角的Summarize按鈕。 - 選擇摘要類型: - Executive Summary:面向高管,最多2頁,無引用。 - General Share Out:面向業務,最多6頁,基本引用。 - Custom Summary:自定義格式,最多5000個字符。

  1. 下載和分享

- 多種下載格式支持不同的用例,從正式演示到協作審查。 - 使用Download按鈕獲取: - PDF格式用於演示。 - Word格式用於協作編輯。 - 使用Share按鈕與團隊成員分發研究。

清理

以下步驟將永久刪除您的研究報告以及上傳到Spaces的所有文件。如果您想保留任何研究結果或上傳的數據,請先導出報告(PDF或Word格式)並下載任何重要文件。

研究完成後,您可以按照以下步驟刪除研究文檔和創建的資產:

  1. 刪除報告:

- 選擇報告。 - 選擇Actions。 - 選擇Delete。

  1. 刪除資產:

- 打開Amazon Quick控制台中的Spaces部分。 - 找到要移除的Space,選擇Space名稱旁邊的More actions(•••)菜單。 - 選擇Delete。