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Enregistrement W2136195493 · doi:10.1093/brain/awu176

A data-driven model of biomarker changes in sporadic Alzheimer's disease

2014· article· en· W2136195493 sur OpenAlexfundno aff
Alexandra L. Young, Neil P. Oxtoby, Pankaj Daga, David M. Cash, Nick C. Fox, Sébastien Ourselin, Jonathan M. Schott, Daniel C. Alexander

Notice bibliographique

RevueBrain · 2014
Typearticle
Langueen
DomaineMedicine
ThématiqueDementia and Cognitive Impairment Research
Établissements canadiensnon disponible
Organismes subventionnairesNational Institute on AgingCanadian Institutes of Health ResearchNational Institutes of HealthGenentechIXICOServierEisaiBrain Research TrustNational Institute for Health and Care ResearchPfizerNovartis Pharmaceuticals CorporationSynarcUniversity College London Hospitals NHS Foundation TrustU.S. Department of DefenseMeso Scale DiagnosticsBioClinicaEngineering and Physical Sciences Research CouncilBristol-Myers SquibbEli Lilly and CompanyUniversity College LondonMedpaceBiogen
Mots-clésBiomarkerDementiaCerebrospinal fluidNeuroimagingDiseaseAtrophyAlzheimer's diseaseMagnetic resonance imagingPopulationAlzheimer's Disease Neuroimaging InitiativeMedicinePathologyCognitionPsychologyNeuroscienceRadiologyBiology

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

We demonstrate the use of a probabilistic generative model to explore the biomarker changes occurring as Alzheimer's disease develops and progresses. We enhanced the recently introduced event-based model for use with a multi-modal sporadic disease data set. This allows us to determine the sequence in which Alzheimer's disease biomarkers become abnormal without reliance on a priori clinical diagnostic information or explicit biomarker cut points. The model also characterizes the uncertainty in the ordering and provides a natural patient staging system. Two hundred and eighty-five subjects (92 cognitively normal, 129 mild cognitive impairment, 64 Alzheimer's disease) were selected from the Alzheimer's Disease Neuroimaging Initiative with measurements of 14 Alzheimer's disease-related biomarkers including cerebrospinal fluid proteins, regional magnetic resonance imaging brain volume and rates of atrophy measures, and cognitive test scores. We used the event-based model to determine the sequence of biomarker abnormality and its uncertainty in various population subgroups. We used patient stages assigned by the event-based model to discriminate cognitively normal subjects from those with Alzheimer's disease, and predict conversion from mild cognitive impairment to Alzheimer's disease and cognitively normal to mild cognitive impairment. The model predicts that cerebrospinal fluid levels become abnormal first, followed by rates of atrophy, then cognitive test scores, and finally regional brain volumes. In amyloid-positive (cerebrospinal fluid amyloid-β1-42 < 192 pg/ml) or APOE-positive (one or more APOE4 alleles) subjects, the model predicts with high confidence that the cerebrospinal fluid biomarkers become abnormal in a distinct sequence: amyloid-β1-42, phosphorylated tau, total tau. However, in the broader population total tau and phosphorylated tau are found to be earlier cerebrospinal fluid markers than amyloid-β1-42, albeit with more uncertainty. The model's staging system strongly separates cognitively normal and Alzheimer's disease subjects (maximum classification accuracy of 99%), and predicts conversion from mild cognitive impairment to Alzheimer's disease (maximum balanced accuracy of 77% over 3 years), and from cognitively normal to mild cognitive impairment (maximum balanced accuracy of 76% over 5 years). By fitting Cox proportional hazards models, we find that baseline model stage is a significant risk factor for conversion from both mild cognitive impairment to Alzheimer's disease (P = 2.06 × 10(-7)) and cognitively normal to mild cognitive impairment (P = 0.033). The data-driven model we describe supports hypothetical models of biomarker ordering in amyloid-positive and APOE-positive subjects, but suggests that biomarker ordering in the wider population may diverge from this sequence. The model provides useful disease staging information across the full spectrum of disease progression, from cognitively normal to mild cognitive impairment to Alzheimer's disease. This approach has broad application across neurodegenerative disease, providing insights into disease biology, as well as staging and prognostication.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction machine sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni 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.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,003
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,008
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Observationnel · Signal consensuel: aucune
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: aucune
Score de désaccord entre enseignants0,016
Score d'incertitude au seuil0,033

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0030,008
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0010,001
Méta-épidémiologie (sens large)0,0010,001
Bibliométrie0,0010,001
Études des sciences et des technologies0,0000,001
Communication savante0,0010,001
Science ouverte0,0020,001
Intégrité de la recherche0,0010,001
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0030,000

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.

Tête enseignante Opus0,091
Tête enseignante GPT0,358
Écart entre enseignants0,267 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_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 découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeObservationnel
Domainenon disponible
GenreEmpirique

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations327
Publié2014
Routes d'admission1
Résumé présentoui

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