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Enregistrement W4283017730 · doi:10.1186/s40635-022-00445-8

Machine learning approaches to the human metabolome in sepsis identify metabolic links with survival

2022· article· en· W4283017730 sur OpenAlexaff
Leah Kosyakovsky, Emily Somerset, Angela J. Rogers, Michael C. Sklar, Jared R. Mayers, Augustin Toma, Yishay Szekely, Sabri Soussi, Bo Wang, Chun‐Po Steve Fan, Rebecca M. Baron, Patrick R. Lawler

Notice bibliographique

RevueIntensive Care Medicine Experimental · 2022
Typearticle
Langueen
DomaineBiochemistry, Genetics and Molecular Biology
ThématiqueMetabolomics and Mass Spectrometry Studies
Établissements canadiensVector InstituteSt. Michael's HospitalToronto General HospitalUniversity Health NetworkUniversity of TorontoTed Rogers Centre for Heart Research
Organismes subventionnairesNational Heart, Lung, and Blood InstituteNational Institutes of HealthBrigham and Women's Hospital
Mots-clésMetabolomeLogistic regressionMedicineMetaboliteSepsisMetabolomicsInternal medicineBioinformaticsBiology

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

BACKGROUND: Metabolic predictors and potential mediators of survival in sepsis have been incompletely characterized. We examined whether machine learning (ML) tools applied to the human plasma metabolome could consistently identify and prioritize metabolites implicated in sepsis survivorship, and whether these methods improved upon conventional statistical approaches. METHODS: Plasma gas chromatography-liquid chromatography mass spectrometry quantified 411 metabolites measured ≤ 72 h of ICU admission in 60 patients with sepsis at a single center (Brigham and Women's Hospital, Boston, USA). Seven ML approaches were trained to differentiate survivors from non-survivors. Model performance predicting 28 day mortality was assessed through internal cross-validation, and innate top-feature (metabolite) selection and rankings were compared across the 7 ML approaches and with conventional statistical methods (logistic regression). Metabolites were consensus ranked by a summary, ensemble ML ranking procedure weighing their contribution to mortality risk prediction across multiple ML models. RESULTS: Median (IQR) patient age was 58 (47, 62) years, 45% were women, and median (IQR) SOFA score was 9 (6, 12). Mortality at 28 days was 42%. The models' specificity ranged from 0.619 to 0.821. Partial least squares regression-discriminant analysis and nearest shrunken centroids prioritized the greatest number of metabolites identified by at least one other method. Penalized logistic regression demonstrated top-feature results that were consistent with many ML methods. Across the plasma metabolome, the 13 metabolites with the strongest linkage to mortality defined through an ensemble ML importance score included lactate, bilirubin, kynurenine, glycochenodeoxycholate, phenylalanine, and others. Four of these top 13 metabolites (3-hydroxyisobutyrate, indoleacetate, fucose, and glycolithocholate sulfate) have not been previously associated with sepsis survival. Many of the prioritized metabolites are constituents of the tryptophan, pyruvate, phenylalanine, pentose phosphate, and bile acid pathways. CONCLUSIONS: We identified metabolites linked with sepsis survival, some confirming prior observations, and others representing new associations. The application of ensemble ML feature-ranking tools to metabolomic data may represent a promising statistical platform to support biologic target discovery.

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: Expérimental (laboratoire) · Signal consensuel: aucune
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: Empirique
Score de désaccord entre enseignants0,730
Score d'incertitude au seuil0,748

Scores Codex et Gemma par catégorie

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0000,000
Bibliométrie0,0000,000
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0000,000
Science ouverte0,0000,001
Intégrité de la recherche0,0000,001
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 Opus0,051
Tête enseignante GPT0,304
Écart entre enseignants0,253 · 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'étudeExpérimental (laboratoire)
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

Citations15
Publié2022
Routes d'admission1
Résumé présentoui

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