Clinical diagnosis of metabolic disorders using untargeted metabolomic profiling and disease-specific networks learned from profiling data
Notice bibliographique
Résumé
Untargeted metabolomics is a global molecular profiling technology that can be used to screen for inborn errors of metabolism (IEMs). Metabolite perturbations are evaluated based on current knowledge of specific metabolic pathway deficiencies, a manual diagnostic process that is qualitative, has limited scalability, and is not equipped to learn from accumulating clinical data. Our purpose was to improve upon manual diagnosis of IEMs in the clinic by developing novel computational methods for analyzing untargeted metabolomics data. We employed CTD, an automated computational diagnostic method that "connects the dots" between metabolite perturbations observed in individual metabolomics profiling data and modules identified in disease-specific metabolite co-perturbation networks learned from prior profiling data. We also extended CTD to calculate distances between any two individuals (CTDncd) and between an individual and a disease state (CTDdm), to provide additional network-quantified predictors for use in diagnosis. We show that across 539 plasma samples, CTD-based network-quantified measures can reproduce accurate diagnosis of 16 different IEMs, including adenylosuccinase deficiency, argininemia, argininosuccinic aciduria, aromatic L-amino acid decarboxylase deficiency, cerebral creatine deficiency syndrome type 2, citrullinemia, cobalamin biosynthesis defect, GABA-transaminase deficiency, glutaric acidemia type 1, maple syrup urine disease, methylmalonic aciduria, ornithine transcarbamylase deficiency, phenylketonuria, propionic acidemia, rhizomelic chondrodysplasia punctata, and the Zellweger spectrum disorders. Our approach can be used to supplement information from biochemical pathways and has the potential to significantly enhance the interpretation of variants of uncertain significance uncovered by exome sequencing. CTD, CTDdm, and CTDncd can serve as an essential toolset for biological interpretation of untargeted metabolomics data that overcomes limitations associated with manual diagnosis to assist diagnosticians in clinical decision-making. By automating and quantifying the interpretation of perturbation patterns, CTD can improve the speed and confidence by which clinical laboratory directors make diagnostic and treatment decisions, while automatically improving performance with new case data.
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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 | 0,003 | 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 | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| 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 ».