Epigenetic analysis of cell-free DNA by fragmentomic profiling
Notice bibliographique
Résumé
Cell-free DNA (cfDNA) fragmentation patterns contain important molecular information linked to tissues of origin. We explored the possibility of using fragmentation patterns to predict cytosine-phosphate-guanine (CpG) methylation of cfDNA, obviating the use of bisulfite treatment and associated risks of DNA degradation. This study investigated the cfDNA cleavage profile surrounding a CpG (i.e., within an 11-nucleotide [nt] window) to analyze cfDNA methylation. The cfDNA cleavage proportion across positions within the window appeared nonrandom and exhibited correlation with methylation status. The mean cleavage proportion was ∼twofold higher at the cytosine of methylated CpGs than unmethylated ones in healthy controls. In contrast, the mean cleavage proportion rapidly decreased at the 1-nt position immediately preceding methylated CpGs. Such differential cleavages resulted in a characteristic change in relative presentations of CGN and NCG motifs at 5′ ends, where N represented any nucleotide. CGN/NCG motif ratios were correlated with methylation levels at tissue-specific methylated CpGs (e.g., placenta or liver) (Pearson’s absolute r > 0.86). cfDNA cleavage profiles were thus informative for cfDNA methylation and tissue-of-origin analyses. Using CG-containing end motifs, we achieved an area under a receiver operating characteristic curve (AUC) of 0.98 in differentiating patients with and without hepatocellular carcinoma and enhanced the positive predictive value of nasopharyngeal carcinoma screening (from 19.6 to 26.8%). Furthermore, we elucidated the feasibility of using cfDNA cleavage patterns to deduce CpG methylation at single CpG resolution using a deep learning algorithm and achieved an AUC of 0.93. FRAGmentomics-based Methylation Analysis (FRAGMA) presents many possibilities for noninvasive prenatal, cancer, and organ transplantation assessment.
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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 | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| 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 ».