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
李健应助Astraeus采纳,获得10
1秒前
欣喜亚男发布了新的文献求助10
1秒前
1秒前
大大的寄吧完成签到,获得积分10
4秒前
5秒前
王图图发布了新的文献求助10
6秒前
7秒前
大个应助叶子采纳,获得10
7秒前
hysmoment完成签到,获得积分10
8秒前
科研啦发布了新的文献求助10
10秒前
11秒前
解冰凡完成签到,获得积分10
12秒前
科研通AI6.4应助linman采纳,获得10
13秒前
风不绝发布了新的文献求助10
13秒前
Xiaojiu完成签到 ,获得积分10
14秒前
顾矜应助ale采纳,获得10
14秒前
烧饼拌糖完成签到,获得积分10
15秒前
15秒前
缓慢采柳完成签到 ,获得积分10
15秒前
15秒前
15秒前
17秒前
入暖完成签到,获得积分10
17秒前
搜集达人应助苻慕梅采纳,获得30
18秒前
盐酥鸡发布了新的文献求助10
18秒前
XDD发布了新的文献求助10
19秒前
orixero应助风不绝采纳,获得10
19秒前
mxy0612完成签到 ,获得积分10
20秒前
埋头赶路完成签到,获得积分10
20秒前
Timber发布了新的文献求助10
21秒前
完美世界应助精明亦云采纳,获得10
22秒前
叶子发布了新的文献求助10
22秒前
Orange应助zhichuanwei采纳,获得10
23秒前
啊咧咧完成签到 ,获得积分10
24秒前
Mr.Su完成签到 ,获得积分10
25秒前
26秒前
Cheungup发布了新的文献求助10
28秒前
29秒前
傻子也能搞学术吗完成签到 ,获得积分10
29秒前
微笑寒珊发布了新的文献求助10
29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
Organic Chemistry, 5th Edition 1000
Nondestructive Testing Handbook: Vol. 4, Thermal and Infrared Testing (IR), 4th ed 800
作者名:Kristopher P. Plain,悉尼大学的,目前只能查到其四篇论文,想找到其博士论文 590
Évora na Idade Média 555
Soil mites of the family Rhagidiidae (Actinedida: Eupodoidea). Morphology, Systematics, Ecology 520
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
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 7371991
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8979664
关于积分的说明 19090635
捐赠科研通 7013756
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3225180
关于科研通互助平台的介绍 2388700
邀请新用户注册赠送积分活动 2205766