Progression along data-driven disease timelines is predictive of Alzheimer’s disease in a population-based cohort
Notice bibliographique
Résumé
Data-driven disease progression models have provided important insight into the timeline of brain changes in AD phenotypes. However, their utility in predicting the progression of pre-symptomatic AD in a population-based setting has not yet been investigated. In this study, we investigated if the disease timelines constructed in a case-controlled setting, with subjects stratified according to APOE status, are generalizable to a population-based cohort, and if progression along these disease timelines is predictive of AD. Seven volumetric biomarkers derived from structural MRI were considered. We estimated APOE-specific disease timelines of changes in these biomarkers using a recently proposed method called co-initialized discriminative event-based modeling (co-init DEBM). This method can also estimate a disease stage for new subjects by calculating their position along the disease timelines. The model was trained and cross-validated on the Alzheimer's Disease Neuroimaging Initiative (ADNI) dataset, and tested on the population-based Rotterdam Study (RS) cohort. We compared the diagnostic and prognostic value of the disease stage in the two cohorts. Furthermore, we investigated if the rate of change of disease stage in RS participants with longitudinal MRI data was predictive of AD. In ADNI, the estimated disease timeslines for ϵ4 non-carriers and carriers were found to be significantly different from one another (p<0.001). The estimate disease stage along the respective timelines distinguished AD subjects from controls with an AUC of 0.83 in both APOEϵ4 non-carriers and carriers. In the RS cohort, we obtained an AUC of 0.83 and 0.85 in ϵ4 non-carriers and carriers, respectively. Progression along the disease timelines as estimated by the rate of change of disease stage showed a significant difference (p<0.005) for subjects with pre-symptomatic AD as compared to the general aging population in RS. It distinguished pre-symptomatic AD subjects with an AUC of 0.81 in APOEϵ4 non-carriers and 0.88 in carriers, which was better than any individual volumetric biomarker, or its rate of change, could achieve. Our results suggest that co-init DEBM trained on case-controlled data is generalizable to a population-based cohort setting and that progression along the disease timelines is predictive of the development of AD in the general population. We expect that this approach can help to identify at-risk individuals from the general population for targeted clinical trials as well as to provide biomarker based objective assessment in such trials.
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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 | 0,013 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| 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 ».