Use of Machine Learning to Derive Discrete Clinical Phenotypes and Assess Treatment-Effect Heterogeneity in the Steroids in Cardiac Surgery Trial Dataset
Notice bibliographique
Résumé
BACKGROUND: Robust clinical trial data provide a key component for the development of evidence-informed medicine. However, clinical trial data may demonstrate treatment-effect heterogeneity, where some patients benefit from an intervention while others receive no benefit or perhaps even harm. If so, targeted therapy or a "personalized medicine" approach could provide treatment to a certain patient subset, that is, a specific clinical phenotype, who are most likely to benefit. Using data from the Steroids in Cardiac Surgery (SIRS) clinical trial, we tested the hypothesis that methylprednisolone, which did not have a significant effect on mortality or major morbidity, improves outcomes in 1 or more clinical phenotypes. METHODS: We used the partitioning around medoids algorithm to derive phenotypic clusters using 30 preoperative variables in a Cleveland Clinic cardiac surgery developmental dataset. Patients in the SIRS trial were assigned to the derived clusters. Methylprednisolone-response heterogeneity was evaluated among SIRS patients for the coprimary outcomes of 30-day mortality and composite of death and major morbidity. This was accomplished by fitting separate logistic regression models for each outcome and evaluating the interaction between treatment groups and assigned phenotypic cluster. RESULTS: The 16,395 patients in the developmental dataset were clustered into 4 phenotypes: younger and healthier; mid-age and moderately sick; oldest, sicker and more aortic valve surgery; sickest, more coronary artery bypass grafting (CABG) and low left ventricular ejection fraction (LVEF). The phenotypes had differing risk profiles and were associated with patient outcomes. For example, patients in sickest, high CABG and low LVEF group were at highest risk amongst all phenotypes, with significantly increased odds of experiencing a composite of mortality and severe morbidity (odds ratio [OR]: 3.4, 95% confidence interval [CI], 2.4-4.8) compared to younger and healthier group. When clustering was applied to the SIRS trial dataset (N = 6836), patients in the sickest, more CABG and low LVEF group similarly represented the highest-risk category for mortality and severe morbidity (OR: 2.1; 95% CI, 1.6-2.9). After examining the treatment-effect in each phenotype, we did not find evidence that methylprednisolone treatment-effect on the coprimary outcomes differed by phenotypes (all treatment-phenotype interaction term P > .05). CONCLUSIONS: Despite substantial differences in preoperative risk profiles, findings were neutral for methylprednisolone across all phenotypes. However, the general concept of evaluating trial results across clinical phenotypes represents a novel approach to identify subgroup differences in treatment-effect and to collect preliminary evidence of potential benefit with targeted therapy.
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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 | 0,026 | 0,061 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,003 |
| Bibliométrie | 0,003 | 0,002 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,001 |
| Communication savante | 0,002 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,002 | 0,002 |
| Intégrité de la recherche | 0,002 | 0,002 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,003 | 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 ».