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Enregistrement W4389234736 · doi:10.1182/blood-2023-179156

Epigenetic Profiling and Machine Learning for Enhanced Risk Stratification in Pediatric Acute Lymphoblastic Leukemia

2023· article· en· W4389234736 sur OpenAlexaff
Adrián Mosquera Orgueira, Olga Krali, Andrés Peleteiro Raíndo, José Ángel Díaz Arias, Manuel Pérez‐Encinas, M. Fernández Sanmartín, Natalia Alonso Vence, Daniel Sinnett, Mats Heyman, Gudmar Lönnerholm, Ulrika Norén‐Nyström, Kjeld Schmiegelow, Jessica Nordlund

Notice bibliographique

RevueBlood · 2023
Typearticle
Langueen
DomaineMedicine
ThématiqueAcute Lymphoblastic Leukemia research
Établissements canadiensCentre Hospitalier Universitaire Sainte-Justine
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésOncologyDNA methylationMedicineProportional hazards modelCohortConcordanceInternal medicineReceiver operating characteristicFramingham Risk ScoreBiology

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Introduction: Acute lymphoblastic leukemia (ALL) is the most common childhood malignancy with high clinical and biological heterogeneity. Despite advancements in treatment, relapsed patients still face significant mortality rates and long-term complications. Risk-adapted strategies have been implemented to optimize treatment intensity based on prognostic factors. Genomic techniques offer potential for improved risk stratification, but accurate grouping remains challenging. Epigenetic alterations, particularly DNA methylation, have shown promise in tumor classification and prognostication. In this study, we trained machine learning survival models based on DNA methylation signatures to refine risk grouping in pediatric ALL patients. Methods: Clinical annotation and DNA methylation data from pediatric ALL samples were retrieved from the Norlund et al. cohort (n = 763). Age, sex, risk group, and cytogenetic subtype were selected as clinical covariates. The cohort was randomly divided into training (80%) and test (20%) sets. Univariate Cox regression and variable importance analysis were performed to select CpG sites associated with relapse-free survival (RFS) and overall survival (OS). Random survival forest models were constructed using the training set, and their performance was evaluated on the test set using the concordance index (c-index), the time-dependent area under the ROC curve (AUC), and the continuous rank probability scores (CRPS). To assess the generalizability of the risk predictors, we performed external validation using two independent pediatric ALL datasets ( Busche et al., n = 42; and Krali et al., n = 384). Results: The relapse risk predictor (RRP) was constructed using random survival forests based on a signature of 16 CpG sites. The model achieved good predictive accuracy with c-indexes of 0.667 and 0.677 in the training and test sets, respectively. The addition of cytogenetic subtype or age at diagnosis did not significantly change the model's performance. Longitudinal assessment of the RRP revealed its superior performance compared to clinical risk grouping. Combining the RRP with clinical risk grouping improved prognostic accuracy, with a 20-month AUC over 80%. The mortality risk predictor (MRP) was constructed using a signature of 53 CpG sites. The model achieved strong predictive performance with c-indexes of 0.751 and 0.755 in the training and test sets, respectively. Similar to the RRP, the addition of cytogenetic subtype or age at diagnosis did not significantly impact the model's performance. Longitudinal assessment of the MRP demonstrated a higher performance rate than clinical risk grouping at all evaluated time points. Combining the MRP with clinical risk grouping yielded the highest prognostic accuracy. In the external validation of the MRP in the Krali dataset, the MRP score was strongly associated with OS: c-index 0.621, p-value 1.06 x 10 -4. The hazard ratio was 1.073 (95% confidence interval: 1.035-1.112) for each incremental increase in the risk score. On the contrary, a lower reproducibility of the RRP was observed (c-index 0.529), presumptively related to the addition of MRD-driven risk stratification in more recent protocols. Conclusions: Machine learning models built on DNA methylation signatures surpassed the traditional clinical risk grouping both for predicting relapse risk and mortality, while the combination of molecular and clinical factors provided the best prognostic accuracy. Further validation and implementation of these predictors could contribute to personalized risk-adapted treatment strategies for pediatric ALL patients.

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)0,004
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: aucune
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: Empirique
Score de désaccord entre enseignants0,002
Score d'incertitude au seuil0,013

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0020,004
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0010,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0010,000
Bibliométrie0,0010,001
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0000,000
Science ouverte0,0000,000
Intégrité de la recherche0,0000,001
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0010,000

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 Opus0,017
Tête enseignante GPT0,280
Écart entre enseignants0,263 · 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

Citations2
Publié2023
Routes d'admission1
Résumé présentoui

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