Subnetwork-based prognostic biomarkers exhibit performance and robustness superior to gene-based biomarkers in breast cancer
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Background Effective classification of cancer patients into groups with differential survival remains an important and unsolved challenge. Biomarkers have been developed based on mRNA abundance data, but their replicability and clinical utility is modest. Integrating functional information, such as pathway data, has been suggested to improve biomarker performance. To date, however, the advantages of subnetwork-based biomarkers have not been quantified. Results We deeply sampled the population of prognostic gene-based and subnetwork-based biomarkers in a breast cancer meta-dataset of 4,960 patients. Analysing the performance and robustness of 22,000,000 gene biomarkers and 6,250,000 subnetwork biomarkers across twenty different training:testing cohort partitions of the meta-dataset revealed that subnetwork biomarkers exhibit superior overall performance and higher concordance across partitions. We find evidence of an upper bound for optimal biomarker size of ∼200 genes or ∼100 subnetworks. Additionally, with both biomarker feature types, larger biomarkers tend to show less consistency in performance across partitions, suggestive of over-fitting. Finally, an evaluation of varying training cohort sizes quantifies the effects of training cohort size. Conclusions Many groups are developing techniques for exploiting network-based representations of biological pathways to characterize cancer and other diseases. By considering the distribution of gene- and subnetwork-based biomarkers, we show that pathway data improves performance and replicability, and that smaller biomarkers are more robust across patient cohorts. These insights may facilitate development of clinically useful biomarkers.
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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 | 0,007 | 0,019 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,002 | 0,002 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,002 | 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 ».