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利用Amazon Quick革新罕見病研究:整合生物醫學資料庫以實現突破性發現

本文介紹如何使用Amazon Quick Research整合生物醫學資料來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、配置資料來源、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資料,涵蓋基因組測序流程、臨床試驗註冊、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線的系統間迭代查詢——這一過程在開始分析前可能需要數週時間。

Amazon Quick Research透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等公開生物醫學資料庫)攝入結構化和非結構化資料,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整合生物醫學資料來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儲存庫的公開資料集。它涵蓋了端到端工作流程:定義研究目標、配置資料來源、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,它協調多源資料檢索和基於LLM的合成。核心元件包括:

  • 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。
  • 多源資料攝入 – 支援網頁搜尋(包括PubMed、ClinicalTrials.gov和開放獲取期刊等公開索引來源)、檔案上傳(PDF、Word、Excel、PowerPoint)和Amazon Quick資產(Spaces、儀表板、知識庫和資料集)。建立研究專案時,對來源進行處理和索引。
  • AI生成的研究計劃 – 在執行前,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。您可以在投入完整執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,帶有可追溯到源文件或URL的內聯引用。每條陳述都包含來源連結,“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 – 您可以為特定陳述新增修訂註釋(最多400個字元)。提交修訂會啟動一個新的研究執行,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。
  • 匯出格式 – 報告可匯出為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提供資料組織層的層。Space是一個邏輯容器,可分組多達10,000個檔案以及Amazon Quick儀表板、主題和知識庫。檔案在上傳時被索引,並作為研究執行的檢索語料庫提供。支援的格式包括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資料集和PubMed摘要填充一個Space,作為內部知識語料庫和即時網頁搜尋。

教程

本教程演示如何使用Amazon Quick整合生物醫學資料來源進行罕見癌症研究。您將建立一個Space,啟動Quick Research,並生成一份帶引用的報告。

以下影片逐步介紹了這些步驟:

注意:Amazon Quick是付費服務。遵循本教程將建立計費資源。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賬戶。
  • 訪問Amazon Quick的許可權,以建立Spaces和研究專案。
  • 熟悉生物醫學研究術語的基本知識。

第1部分:建立Space

  1. 開啟Amazon Quick,在主導航中選擇Spaces。
  2. 選擇Create space以新增研究所需的檔案。
  3. 選擇Add knowledge。
  4. 從檔案上傳、儀表板或知識庫中選擇。
  5. 在頁面頂部為Space新增名稱。
  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檔案都已列出並顯示Indexed狀態。

第2部分:建立研究專案

在Amazon Quick主頁上,選擇Quick Research。選擇New Research以啟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

在文本欄位中輸入研究目標。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,並根據可用資料來源建議您可能想要探索的其他角度。

第4部分:資料來源選擇與整合

選擇要包含在研究中的資料來源:

  • 網頁搜尋 – 啟用網頁搜尋以從PubMed、ClinicalTrials.gov和開放獲取期刊等公開索引來源獲取資料。根據需要新增特定URL。
  • 檔案上傳 – 選擇File upload以新增特定文件。將Quick Research連結到現有資料空間以包含內部文件、報告和知識庫。在這裡,您可以將外部網頁來源與組織的專有資訊相結合。
  • Quick資產 – 選擇Quick assets以包含資料空間、儀表板和知識庫。這些是Quick中組織的檔案、文件和分析集合,便於快速訪問和分析。

Quick Research會自動從連線的儲存庫中識別相關資料來源。對於此兒科肉瘤調查,系統會識別以下連線:

  • 基因組突變資料與藥物靶標資料庫之間的連線。
  • 臨床結果資料與治療協議文獻之間的連線。
  • 生物標誌物譜與患者反應模式之間的連線。
  • 歷史試驗資料與當前治療選擇之間的連線。

第5部分:AI驅動的計劃

Quick Research在執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床前研究。

第6部分:修改計劃(可選)並開始研究

  1. 選擇Revise Plan以在執行前完善範圍。
  2. 新增特定的關注領域,例如:

- 新增關於特定突變和基因融合的部分。 - 新增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訊息“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:

  • 包含關鍵發現和臨床意義的高管摘要。
  • 帶有支援資料視覺化的詳細分析部分。
  • 基於證據的未來研究方向建議。
  • 引用來源和方法透明度。
  • 可操作的臨床實施後續步驟。
  • 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。 - 查詢您的研究專案狀態,應為Complete。 - 選擇您已完成的研究專案。

  1. 導航研究報告

- 報告以結構化格式綜合所有選定來源的資訊。 - 使用左側窗格中的Topics選項卡在主要部分之間移動。 - 檢視每個部分中的支援證據和來源引用。 - 根據需要點選右上角的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。 - 查詢整個報告中的編號引用。 - 選擇引用編號以檢視來源詳細資訊。 - 注意彈出視窗顯示源文章和指向原始頁面的超連結。

  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。 - 查詢“Understand the statement”圖示(三條水平線和加號)。 - 選擇報告中任何陳述旁邊的圖示。 - 檢視解釋視窗,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,直接在報告中新增修訂註釋。

  1. 新增修訂註釋

- Quick Research在後續執行中使用您的註釋進行修訂。 - 在研究報告中,選擇要擴充套件或修訂的文本。 - 在右側的Research窗格中,新增註釋(最多400個字元):Need deeper investigation on "specific topic area"

  1. 啟動修訂過程

- 選擇Revise按鈕(新增註釋後可用)。 - 確認“Review revision started”訊息出現。 - 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。 - 比較不同版本以檢視如何整合反饋。 - 透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。 - 選擇摘要型別: - 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個字元。

  1. 下載和分享

- 多種下載格式支援不同的用例,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的所有檔案。如果您想保留任何研究結果或上傳的資料,請先匯出報告(PDF或Word格式)並下載任何重要檔案。

研究完成後,您可以按照以下步驟刪除研究文件和建立的資產:

  1. 刪除報告:

- 選擇報告。 - 選擇Actions。 - 選擇Delete。

  1. 刪除資產:

- 開啟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(•••)選單。 - 選擇Delete。