Distributed Biomarker Discovery for Immuno-Oncology
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Background Identifying robust predictive biomarkers for immuno-oncology (IO) therapy response remains challenging due to the complexity of tumor host interactions and the limited availability of public datasets. While achieving clinical relevance requires biomarkers that generalize across diverse datasets, privacy concerns surrounding sensitive clinical and molecular data further restrict data sharing, impeding progress in biomarker discovery. Materials and Methods We developed a scalable, cloud-based distributed pipeline, implemented as an in-silico simulation of federated learning, to enable privacy-preserving integration of clinical and molecular data across institutions. This approach supports the development of genomic prediction algorithms without sharing sensitive patient data. Using curated gene expression profiles, we evaluated the association of tumor microenvironment and IO gene expression signatures with clinical outcomes across pan-cancer, cancer-specific, and treatment-specific settings, and developed a multivariable distributed model to predict IO response. Results We implemented an integrated meta-analysis pipeline using harmonized data across 18 datasets comprising 967 patients and seven cancer types treated with PD-1/PD-L1, CTLA-4, or combination immunotherapies. This approach identified biomarkers specific to lung cancer and CTLA-4 therapy previously unreported in pan-cancer and pan-IO analyses, highlighting the value of context-specific associations. Similar gene expression signatures were associated with progression-free survival and response in both pan-cancer and melanoma datasets, with notable overlap between dual checkpoint blockade and PD-1/PD-L1 therapies. Distributed multivariable XGBoost models outperformed the average of locally trained models, indicating improved generalizability. Conclusion We present a new distributed pipeline for biomarker discovery in immuno-oncology that preserves patient privacy through federated analysis and secure data handling. This study highlights the importance of larger, diverse datasets to refine cancer- and treatment-specific biomarkers, paving the way for more precise and personalized IO therapies.
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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 | 0,005 | 0,008 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,002 | 0,002 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,002 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,002 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 0,001 |
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.
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 ».