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Enregistrement W4316077523 · doi:10.14309/01.ajg.0000859972.65795.16

S833 Gradient Boosted Decision Tree to Model Ustekinumab Trough Levels in Crohn’s Disease

2022· article· en· W4316077523 sur OpenAlexaboutno aff
Adam A. Saleh, Natalia Miroballi, Rachel Stading, Kerri Glassner, Bincy Abraham

Notice bibliographique

RevueThe American Journal of Gastroenterology · 2022
Typearticle
Langueen
DomaineBiochemistry, Genetics and Molecular Biology
ThématiqueInflammatory Bowel Disease
Établissements canadiensnon disponible
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésMedicineUnivariate analysisInternal medicineUnivariateCohortInfliximabFaecal calprotectinDiseaseMultivariate analysisMultivariate statisticsCalprotectinInflammatory bowel diseaseMachine learning

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Introduction: Strategies for predicting ustekinumab (UST) trough levels with machine learning techniques can improve personalized care and aid in decision making for UST initiation or scheduling. The aim of this study was to identify variables capable of predicting an adequate UST response through a gradient boosted decision trees (GBDT) model. Methods: A retrospective cohort of Crohn’s disease (CD) patients from our quaternary referral center being treated with UST were reviewed for variables including age, gender, ethnicity, BMI, dosing schedule, time passed since starting UST, previously used biologics, disease duration, age of diagnosis, disease location, disease behavior, and measurements of inflammation. Measurements of inflammation included albumin, CRP, ESR, lactoferrin, calprotectin, Harvey Bradshaw index (HBI), SES-CD, Rutgeerts, and intestinal ultrasound results. Null values were replaced with the mean of the rest of the feature. As part of feature selection, a univariate analysis was conducted to determine which features significantly correlated with UST trough levels. These features were then used to train a multivariate GBDT model, which was then evaluated using a nested cross-validation framework. The gini importance of the features included in each model was then ranked and then averaged across the different models. Results: 155 CD patients were identified in our cohort with UST trough levels obtained. Univariate analysis determined the following variables to be significant predictors: female gender, dosing schedule, time on UST, ESR, CRP, failed adalimumab, failed infliximab, failed certolizumab, and the Montreal classifications B1, B3, L1, L3. Results of various input variable combinations are outlined in Figure. The gini importance of features in each model is included in Table. Of the generated GBDT models, core variables only, and core variables with previous biologic exposure and CD characteristics were the best performing models with mean AUC of 0.72 ± 0.10 and 0.71 ± 0.09 respectively. Conclusion: Within our study, this proof-of-concept study demonstrates how predictive models can be used to understand predictive variables for UST response, and when additional doses of UST might be necessary to achieve therapeutic levels. Our proof-of-concept models seem to illustrate that the most predictive variables for UST trough levels were time passed since starting UST, dosing schedule, ileocolonic disease, and previously failed anti-tumor necrosis factor agents.Figure 1.: Impact of variable combinations on Gradient Boosted Decision Tree (GBDT) model’s area under the receiver operating characteristic curve (AUC). Graphs show mean (standard deviation) receiver operating characteristic (ROC) curves and AUCs for GBDT models with A) All variables B) Core variables (CV) plus previous biologic exposure and Crohn’s disease characteristics, C) CV plus Crohn’s Disease characteristics D) CV plus previous biologic exposure, E) CV plus inflammatory markers, and F) only CV. Core variables consist of gender, dosing schedule, and time on UST. Inflammatory markers consist of, erythrocyte sedimentation rate (ESR), and C-reactive protein (CRP). Previous biologic exposure includes adalimumab, infliximab, and certolizumab. Crohn’s disease characteristics includes disease location, and disease behavior (stricturing vs fistulizing). Table 1. - Gini importance ranking of variables from different models Variable All CV + previous biologic exposure + CD characteristics CV + CD Characteristics CV + previous biologic exposure CV + Inflammatory Markers CV Average Core Variables (CV) Gender 9 4 4 6 5 3 4 Dosing Schedule 5 2 3 3 4 2 2 Time on UST 1 1 1 1 1 1 1 Previous Biologic Exposures Failed Adalimumab 6 7 - 4 - - 6 Failed Infliximab 10 6 - 2 - - 5 Failed Certolizumab 7 8 - 5 - - 7 CD Characteristics Non-stricturing, non-penetrating 12 10 6 - - - 11 Penetrating 11 5 5 - - - 10 Ileal Disease 8 9 7 - - - 12 Ileocolonic Disease 4 3 2 - - - 3 Inflammatory Markers CRP 2 - - - 2 - 8 ESR 3 - - - 3 - 9 Final column averages the gini importance from each model combination before ranking them in order of importance.

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 machine sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni 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.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,002
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,003
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Simulation ou modélisation · Signal consensuel: Simulation ou modélisation
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: Empirique
Score de désaccord entre enseignants0,012
Score d'incertitude au seuil0,025

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0020,003
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0010,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0010,001
Bibliométrie0,0010,001
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0010,000
Science ouverte0,0010,000
Intégrité de la recherche0,0010,001
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0020,001

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 Opus0,011
Tête enseignante GPT0,251
Écart entre enseignants0,241 · 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 source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeSimulation ou modélisation
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

Citations0
Publié2022
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