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Enregistrement W2916872998 · doi:10.1371/journal.pmed.1002750

Patterns of joint involvement in juvenile idiopathic arthritis and prediction of disease course: A prospective study with multilayer non-negative matrix factorization

2019· article· en· W2916872998 sur OpenAlexafffundabout
Simon Eng, Florence A. Aeschlimann, Mira van Veenendaal, Roberta Berard, Alan Rosenberg, Quaid Morris, Rae S. M. Yeung

Notice bibliographique

RevuePLoS Medicine · 2019
Typearticle
Langueen
DomaineMedicine
ThématiqueAutoimmune and Inflammatory Disorders Research
Établissements canadiensOntario Institute for Cancer ResearchUniversity of SaskatchewanWestern UniversityUniversity of TorontoSickKids FoundationVector InstituteLondon Health Sciences Centre
Organismes subventionnairesCanadian Institutes of Health Research
Mots-clésMedicinePolyarthritisOligoarthritisArthritisInternal medicinePsoriatic arthritisRheumatologyEnthesitisRheumatoid arthritisRheumatoid factorPhysical therapy

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

BACKGROUND: Joint inflammation is the common feature underlying juvenile idiopathic arthritis (JIA). Clinicians recognize patterns of joint involvement currently not part of the International League of Associations for Rheumatology (ILAR) classification. Using unsupervised machine learning, we sought to uncover data-driven joint patterns that predict clinical phenotype and disease trajectories. METHODS AND FINDINGS: We analyzed prospectively collected clinical data, including joint involvement using a standard 71-joint homunculus, for 640 discovery patients with newly diagnosed JIA enrolled in a Canada-wide study who were followed serially for five years, treatment-naïve except for nonsteroidal anti-inflammatory drugs (NSAIDs) and diagnosed within one year of symptom onset. Twenty-one patients had systemic arthritis, 300 oligoarthritis, 125 rheumatoid factor (RF)-negative polyarthritis, 16 RF-positive polyarthritis, 37 psoriatic arthritis, 78 enthesitis-related arthritis (ERA), and 63 undifferentiated arthritis. At diagnosis, we observed global hierarchical groups of co-involved joints. To characterize these patterns, we developed sparse multilayer non-negative matrix factorization (NMF). Model selection by internal bi-cross-validation identified seven joint patterns at presentation, to which all 640 discovery patients were assigned: pelvic girdle (57 patients), fingers (25), wrists (114), toes (48), ankles (106), knees (283), and indistinct (7). Patterns were distinct from clinical subtypes (P < 0.001 by χ2 test) and reproducible through external data set validation on a 119-patient, prospectively collected independent validation cohort (reconstruction accuracy Q2 = 0.55 for patterns; 0.35 for groups). Some patients matched multiple patterns. To determine whether their disease outcomes differed, we further subdivided the 640 discovery patients into three subgroups by degree of localization-the percentage of their active joints aligning with their assigned pattern: localized (≥90%; 359 patients), partially localized (60%-90%; 124), or extended (<60%; 157). Localized patients more often maintained their baseline patterns (P < 0.05 for five groups by permutation test) than nonlocalized patients (P < 0.05 for three groups by permutation test) over a five-year follow-up period. We modelled time to zero joints in the discovery cohort using a multivariate Cox proportional hazards model considering joint pattern, degree of localization, and ILAR subtype. Despite receiving more intense treatment, 50% of nonlocalized patients had zero joints at one year compared to six months for localized patients. Overall, localized patients required less time to reach zero joints (partial: P = 0.0018 versus localized by log-rank test; extended: P = 0.0057). Potential limitations include the requirement for patients to be treatment naïve (except NSAIDs), which may skew the patient cohorts towards milder disease, and the validation cohort size precluded multivariate analyses of disease trajectories. CONCLUSIONS: Multilayer NMF identified patterns of joint involvement that predicted disease trajectory in children with arthritis. Our hierarchical unsupervised approach identified a new clinical feature, degree of localization, which predicted outcomes in both cohorts. Detailed assessment of every joint is already part of every musculoskeletal exam for children with arthritis. Our study supports both the continued collection of detailed joint involvement and the inclusion of patterns and degrees of localization to stratify patients and inform treatment decisions. This will advance pediatric rheumatology from counting joints to realizing the potential of using data available from uncovering patterns of joint involvement.

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 candidatesaucune
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 enseignants0,014
Score d'incertitude au seuil0,434

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 Opus0,019
Tête enseignante GPT0,277
Écart entre enseignants0,258 · 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.

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

Citations56
Publié2019
Routes d'admission3
Résumé présentoui

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