Similarity identification in gene expression patterns as a new approach in phenotype classification
Notice bibliographique
Résumé
ABSTRACT Stratifying healthy and malignant phenotypes and identifying their biological states using high-throughput molecular data has been the focus of many computational approaches during the last decade. Using multivariate changes in expression of genes within biological pathways, as fingerprints of complex phenotypes, we developed a new methodology for Similarity Identification in Gene expressioN (SIGN). In this approach, we use centroid classifier to identify phenotype of each biological sample. To obtain similarity of a given biological sample with classes of phenotypes, we defined a new distance measure, transcriptional similarity coefficient (TSC) which captures similarity of gene expression patterns between a biological pathway in two samples or populations. We showed that TSC, as an interpretable and stable distance measure in SIGN, captures all oncogenic hallmarks for breast cancer even with low sample size, by comparing healthy and patient tumor samples in the largest breast cancer dataset. In this study, we demonstrate that SIGN is a flexible, yet robust approach for classification based on transcriptomics data. Comparing early and late relapses within each molecular subtypes of breast cancer, our method enabled subtype-specific stratification of breast cancer patients into groups with significantly different survival. Moreover, we used SIGN to classify with more than 99% specificity the site of extraction of healthy and tumor samples from the Genotype-Tissue Expression (GTEx) and The Cancer Genome Atlas (TCGA) datasets. We showed that SIGN also enables robust identification of hematopoietic stem cell and progenitors within the hematopoietic hierarchy. We further explored chemical perturbation data in the Connectivity Map (CMAP) database and showed that SIGN was able to classify seven classes of drugs based on their mechanism of action. In conclusion, we showed that SIGN can be used to achieve interpretable and robust transcriptomic-based classification of healthy and malignant samples, as well as drugs based on their known mechanism of action, supporting the generalizability and relevance of the method for the analysis of gene expression profiles.
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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 | 0,001 | 0,006 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,006 | 0,004 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
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.
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 ».