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Enregistrement W2805247015 · doi:10.1101/333914

Pan-cancer machine learning predictors of primary site of origin and molecular subtype

2018· preprint· en· W2805247015 sur OpenAlexfundno aff

Notice bibliographique

RevuebioRxiv (Cold Spring Harbor Laboratory) · 2018
Typepreprint
Langueen
DomaineMedicine
ThématiqueCancer Diagnosis and Treatment
Établissements canadiensnon disponible
Organismes subventionnairesNational Cancer InstituteBC Cancer AgencyNational Institutes of HealthCancer Research UK
Mots-clésCancerPrecision medicineIdentification (biology)Personalized medicinePrimary tumorPrimary cancerTargeted therapyGenome

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

ABSTRACT Background It is estimated by the American Cancer Society that approximately 5% of all metastatic tumors have no defined primary site (tissue) of origin and are classified as c ancers of u nknown p rimary (CUPs). The current standard of care for CUP patients depends on immunohistochemistry (IHC) based approaches to identify the primary site. The addition of post-mortem evaluation to IHC based tests helps to reveal the identity of the primary site for only 25% of the CUPs, emphasizing the acute need for better methods of determination of the site of origin. CUP patients are therefore given generic chemotherapeutic agents resulting in poor prognosis. When the tissue of origin is known, patients can be given site specific therapy with significant improvement in clinical outcome. Similarly, identifying the primary site of origin of metastatic cancer is of great importance for designing treatment. Identification of the primary site of origin is an import first step but may not be sufficient information for optimal treatment of the patient. Recent studies, primarily from The Cancer Genome Atlas (TCGA) project, and others, have revealed molecular subtypes in several cancer types with distinct clinical outcome. The molecular subtype captures the fundamental mechanisms driving the cancer and provides information that is essential for the optimal treatment of a cancer. Thus, along with primary site of origin, molecular subtype of a tumor is emerging as a criterion for personalized medicine and patient entry into clinical trials. However, there is no comprehensive toolset available for precise identification of tissue of origin or molecular subtype for precision medicine and translational research. Methods and Findings We posited that metastatic tumors will harbor the gene expression profiles of the primary site of origin of the cancer. Therefore, we decided to learn the molecular characteristics of the primary tumors using the large number of cancer genome profiles available from the TCGA project. Our predictors were trained for 33 cancer types and for the 11 cancers where there are established molecular subtypes. We estimated the accuracy of several machine learning models using cross-validation methods. The extensive testing using independent test sets revealed that the predictors had a median sensitivity and specificity of 97.2% and 99.9% respectively without losing classification of any tumor. Subtype classifiers achieved median sensitivity of 87.7% and specificity of 94.5% via cross validation and presented median sensitivity of 79.6% and specificity of 94.6% in two external datasets of 1,999 total samples. Importantly, these external data shows that our classifiers can robustly predict the primary site of origin from external microarray data, metastatic cancer data, and patient-derived xenograft (PDX) data. Conclusion We have demonstrated the utility of gene expression profiles to solve the important clinical challenge of identifying the primary site of origin and the molecular subtype of cancers based on machine learning algorithms. We show, for the first time to our knowledge, that our pan-cancer classifiers can predict multiple cancers’ primary site of origin from metastatic samples. The predictors will be made available as open source software, freely available for academic non-commercial use.

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 distillée sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,000
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,000
Version: codex-gemma-dda1882f352aStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesMéta-épidémiologie (sens strict)
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Observationnel · Signal consensuel: Observationnel
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: Empirique
Score de désaccord entre enseignants0,011
Score d'incertitude au seuil1,000

Scores Codex et Gemma par catégorie

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

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 Opus0,013
Tête enseignante GPT0,239
Écart entre enseignants0,226 · 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 tête enseignante, pas un consensus.

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

Citations5
Publié2018
Routes d'admission1
Résumé présentoui

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