Prediction of antibiotic resistance from antibiotic susceptibility testing results from surveillance data using machine learning

可解释性 机器学习 抗生素耐药性 人工智能 预处理器 超参数 计算机科学 表型 数据预处理 抗性(生态学) 抗生素 数据挖掘 生物 基因 遗传学 生态学
作者
Swetha Valavarasu,Yasaswini Sangu,Tanmaya Mahapatra
出处
期刊:Scientific Reports [Nature Portfolio]
卷期号:15 (1): 30509-30509 被引量:15
标识
DOI:10.1038/s41598-025-14078-w
摘要

Antimicrobial resistance is a growing global health threat, and artificial intelligence offers a promising avenue for developing advanced tools to address this challenge. In this study, we applied various machine learning techniques to predict bacterial antibiotic resistance using the Pfizer ATLAS Antibiotics dataset. This comprehensive dataset includes patient demographic data, sample collection details, antibiotic susceptibility test results, and resistance phenotypes for 917,049 bacterial isolates. The dataset was divided into two subsets: Phenotype-Only and Phenotype + Genotype, excluding and including 589,998 isolates with genotype data, respectively. Both subsets underwent exploratory data analysis, preprocessing, machine learning model training, validation, and optimization. XGBoost consistently outperformed other models, achieving AUC values of 0.96 and 0.95 for the Phenotype-Only and Phenotype + Genotype sets, respectively. Hyperparameter tuning yielded slight accuracy improvements, while data balancing techniques notably increased recall. Across all models, the antibiotic used emerged as the most influential feature in predicting resistance outcomes. The SHAP summary plots generated provide insights into model interpretability. Our findings provide valuable insights into global AMR patterns and demonstrate the potential of AI-driven approaches for resistance prediction to help inform clinical decision-making and support the formulation of effective AMR mitigation policies, subject to the availability of highly granular datasets.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
刚刚
1秒前
丘比特应助Jane采纳,获得10
1秒前
peiter发布了新的文献求助10
1秒前
LLL完成签到,获得积分10
1秒前
元气少女101完成签到,获得积分10
1秒前
一口啵啵发布了新的文献求助10
2秒前
科研通AI6.2应助llj采纳,获得10
3秒前
英俊的采萱完成签到,获得积分10
3秒前
田様应助sunny采纳,获得10
4秒前
JamesPei应助xuebinxu采纳,获得10
4秒前
4秒前
臭臭发布了新的文献求助10
4秒前
陈BB发布了新的文献求助10
6秒前
7秒前
mpc141212abc发布了新的文献求助10
7秒前
jyt发布了新的文献求助10
7秒前
sinmon发布了新的文献求助10
7秒前
8秒前
Haucicy发布了新的文献求助10
8秒前
9秒前
吴W完成签到,获得积分10
10秒前
李健应助Gaara0504采纳,获得10
10秒前
伍子丐的猫完成签到,获得积分10
10秒前
万能图书馆应助大圆土豆采纳,获得10
11秒前
科研通AI6.2应助大圆土豆采纳,获得10
11秒前
12秒前
科研通AI6.4应助大圆土豆采纳,获得10
12秒前
如意觅海完成签到,获得积分10
12秒前
12秒前
jeery发布了新的文献求助10
13秒前
13秒前
水ke发布了新的文献求助10
13秒前
汉堡包应助luo采纳,获得10
14秒前
14秒前
陈BB完成签到,获得积分10
15秒前
16秒前
16秒前
tqdwxawa完成签到,获得积分10
16秒前
赫连山菡完成签到,获得积分10
16秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Principles of town planning: translating concepts to applications 1000
Management and the Arts 510
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
The Effective Clinical Neurologist 3ed 500
The Great Hymn to Šamaš 500
Positive Obsession: The Life and Times of Octavia E. Butler 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7698588
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9258210
关于积分的说明 20013280
捐赠科研通 7273791
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3293360
关于科研通互助平台的介绍 2448775
邀请新用户注册赠送积分活动 2299441