Using polygenic scores and clinical data for bipolar disorder patient stratification and lithium response prediction: machine learning approach
Notice bibliographique
Résumé
Background Response to lithium in patients with bipolar disorder is associated with clinical and transdiagnostic genetic factors. The predictive combination of these variables might help clinicians better predict which patients will respond to lithium treatment. Aims To use a combination of transdiagnostic genetic and clinical factors to predict lithium response in patients with bipolar disorder. Method This study utilised genetic and clinical data ( n = 1034) collected as part of the International Consortium on Lithium Genetics (ConLi + Gen) project. Polygenic risk scores (PRS) were computed for schizophrenia and major depressive disorder, and then combined with clinical variables using a cross-validated machine-learning regression approach. Unimodal, multimodal and genetically stratified models were trained and validated using ridge, elastic net and random forest regression on 692 patients with bipolar disorder from ten study sites using leave-site-out cross-validation. All models were then tested on an independent test set of 342 patients. The best performing models were then tested in a classification framework. Results The best performing linear model explained 5.1% ( P = 0.0001) of variance in lithium response and was composed of clinical variables, PRS variables and interaction terms between them. The best performing non-linear model used only clinical variables and explained 8.1% ( P = 0.0001) of variance in lithium response. A priori genomic stratification improved non-linear model performance to 13.7% ( P = 0.0001) and improved the binary classification of lithium response. This model stratified patients based on their meta-polygenic loadings for major depressive disorder and schizophrenia and was then trained using clinical data. Conclusions Using PRS to first stratify patients genetically and then train machine-learning models with clinical predictors led to large improvements in lithium response prediction. When used with other PRS and biological markers in the future this approach may help inform which patients are most likely to respond to lithium treatment.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi 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.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,002 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 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 tête enseignante, 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 ».