Developing a Machine-Learning Prediction Model for Infliximab Response in Crohn’s Disease: Integrating Clinical Characteristics and Longitudinal Laboratory Trends
Notice bibliographique
Résumé
BACKGROUND: Achieving long-term clinical remission in Crohn's disease (CD) with antitumor necrosis factor α (anti-TNF-α) agents remains challenging. AIMS: This study aims to establish a prediction model based on patients' clinical characteristics using a machine-learning approach to predict the long-term efficacy of infliximab (IFX). METHODS: Three cohorts comprising 746 patients with CD were included from 3 inflammatory bowel disease (IBD) centers between June 2013 and January 2022. Clinical records were collected from baseline, 14-, 30-, and 52-week post-IFX treatment. Three machine-learning approaches were employed to develop predictive models based on 23 baseline predictors. The SHapley Additive exPlanations (SHAP) algorithm was used to dissect underlying predictors, and latent class mixed model (LCMM) was applied for trajectory analysis of the longitudinal change of blood routine tests along with long-term IFX therapy. RESULTS: The XGBoost model exhibited the best discrimination between long-term responders and nonresponders. In the internal training and testing set, the model achieved an AUC of 0.91 (95% CI, 0.86-0.95) and 0.71 (95% CI, 0.66-0.87), respectively. Moreover, it achieved a moderate predictive performance in the independent external cohort, with an AUC of 0.68 (95% CI, 0.59-0.77). The SHAP algorithm revealed disease-relevant laboratory measurements, notably hemoglobin (HB), white blood cells (WBC), erythrocyte sedimentation rate (ESR), albumin (ALB), and platelets (PLT), alongside age at diagnosis and the Montreal classification, as the most influential predictors. Furthermore, 2 distinct patient clusters based on dynamic laboratory tests were identified for monitoring the long-term remission. CONCLUSIONS: The established prediction model demonstrated remarkable discriminatory power in distinguishing long-term responders from nonresponders to IFX therapy. The identification of distinct patient clusters further emphasizes the need for tailored therapeutic approaches in CD management.
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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 | 0,004 | 0,006 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| 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 ».