Phylogenetic tree shapes resolve disease transmission patterns
Notice bibliographique
Résumé
BACKGROUND AND OBJECTIVES: Whole-genome sequencing is becoming popular as a tool for understanding outbreaks of communicable diseases, with phylogenetic trees being used to identify individual transmission events or to characterize outbreak-level overall transmission dynamics. Existing methods to infer transmission dynamics from sequence data rely on well-characterized infectious periods, epidemiological and clinical metadata which may not always be available, and typically require computationally intensive analysis focusing on the branch lengths in phylogenetic trees. We sought to determine whether the topological structures of phylogenetic trees contain signatures of the transmission patterns underlying an outbreak. METHODOLOGY: We use simulated outbreaks to train and then test computational classifiers. We test the method on data from two real-world outbreaks. RESULTS: We show that different transmission patterns result in quantitatively different phylogenetic tree shapes. We describe topological features that summarize a phylogeny's structure and find that computational classifiers based on these are capable of predicting an outbreak's transmission dynamics. The method is robust to variations in the transmission parameters and network types, and recapitulates known epidemiology of previously characterized real-world outbreaks. CONCLUSIONS AND IMPLICATIONS: There are simple structural properties of phylogenetic trees which, when combined, can distinguish communicable disease outbreaks with a super-spreader, homogeneous transmission and chains of transmission. This is possible using genome data alone, and can be done during an outbreak. We discuss the implications for management of outbreaks.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,002 | 0,020 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,003 | 0,002 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,001 |
| Communication savante | 0,002 | 0,003 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 0,001 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».