MétaCan
Menu
Retour à la cohorte
Enregistrement W4410318415 · doi:10.2196/67513

Predicting Drug–Side Effect Relationships From Parametric Knowledge Embedded in Biomedical BERT Models: Methodological Study With a Natural Language Processing Approach

2025· article· en· W4410318415 sur OpenAlexvenueno aff
Minjae Park, Doyeon An, Wonshik Nam, Ju‐Young Shin, Seunghee Lee, Suehyun Lee

Notice bibliographique

RevueJMIR Medical Informatics · 2025
Typearticle
Langueen
DomainePharmacology, Toxicology and Pharmaceutics
ThématiquePharmacovigilance and Adverse Drug Reactions
Établissements canadiensnon disponible
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésPreprintComputer scienceParametric statisticsDrugMedicinePharmacologyWorld Wide WebMathematicsStatistics

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Background: Adverse drug reactions (ADRs) pose serious risks to patient health, and effectively predicting and managing them is an important public health challenge. Given the complexity and specificity of biomedical text data, the traditional context-independent word embedding model, Word2Vec, has limitations in fully reflecting the domain specificity of such data. Although Bidirectional Encoder Representations from Transformers (BERT)-based models pretrained on biomedical corpora have demonstrated high performance in ADR-related studies, research using these models to predict previously unknown drug-side effect relationships remains insufficient. Objective: This study proposes a method for predicting drug-side effect relationships by leveraging the parametric knowledge embedded in biomedical BERT models. Through this approach, we predict promising candidates for potential drug-side effect relationships with unknown causal mechanisms by leveraging parametric knowledge from biomedical BERT models and embedding vector similarities of known relationships. Methods: We used 158,096 pairs of drug-side effect relationships from the side effect resource (SIDER) database to generate an adjacency matrix and calculate the cosine similarity between word embedding vectors of drugs and side effects. Relation scores were calculated for 8,235,435 drug-side effect pairs using this similarity. To evaluate the prediction accuracy of drug-side effect relationships, the area under the curve (AUC) value was measured using the calculated relation score and 158,096 known drug-side effect relationships from SIDER. Results: The clagator/biobert_v1.1 model achieved an AUC of 0.915 at an optimal threshold of 0.289, outperforming the existing Word2Vec model with an AUC of 0.848. The BERT-based models pretrained on the biomedical corpus outperformed the vanilla BERT model with an AUC of 0.857. External validation with the FDA (Food and Drug Administration) Adverse Event Reporting System data, using Fisher exact test based on 8,235,435 predicted drug-side effect pairs and 901,361 known relationships, confirmed high statistical significance (P<.001) with an odds ratio of 4.822. In addition, a literature review of predicted drug-side effect relationships not confirmed in the SIDER database revealed that these relationships have been reported in recent studies published after 2016. Conclusions: This study introduces a method for extracting drug-side effect relationships embedded in parameters of language models pretrained on biomedical corpora and using this information to predict previously unknown drug-side effect relationships. We found that BERT-based models pretrained with biomedical corpora consider contextual information and achieve better performance in drug-side effect relationship prediction. External validation using the FDA Adverse Event Reporting System dataset and the literature review of certain cases confirmed high statistical significance, demonstrating practical applicability. These results highlight the utility of natural language processing-based approaches for predicting and managing ADR.

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)0,007
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: Méthodes · Signal consensuel: Méthodes
Score de désaccord entre enseignants0,007
Score d'incertitude au seuil0,013

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0020,007
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0010,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0000,001
Bibliométrie0,0010,001
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0010,001
Science ouverte0,0010,001
Intégrité de la recherche0,0010,001
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 Opus0,150
Tête enseignante GPT0,486
Écart entre enseignants0,335 · 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
GenreMéthodes

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations3
Publié2025
Routes d'admission1
Résumé présentoui

Explorer davantage

Même revueJMIR Medical InformaticsMême sujetPharmacovigilance and Adverse Drug ReactionsTravaux en français237 207