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Enregistrement W4413340212 · doi:10.1101/2025.08.14.25333676

Machine learning approach to dissect the clinical heterogeneity of IBD-associated fatigue

2025· preprint· en· W4413340212 sur OpenAlexaff
Cher Shiong Chuah, Rebecca Hall, Robert K. Whelan, P Cartlidge, Beatriz Gros, E Iglesias-Flores, Nikita Parkash, Ray Boyapati, Clara Ramos‐Belinchón, Solomon Ong, E Brownson, Iona Campbell, Craig Mowat, John Paul Seenan, Jonathan Macdonald, Gwo‐Tzer Ho

Notice bibliographique

RevuemedRxiv · 2025
Typepreprint
Langueen
DomaineMedicine
ThématiqueFibromyalgia and Chronic Fatigue Syndrome Research
Établissements canadiensInstitute of Infection and Immunity
Organismes subventionnairesLeona M. and Harry B. Helmsley Charitable Trust
Mots-clésComputer scienceArtificial intelligenceComputational biologyMedicineBiology

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Abstract Extreme fatigue is a clinical symptom that affects >50% of individuals with Inflammatory Bowel Disease (IBD), with a similar prevalence across many common immune-mediated inflammatory diseases (IMIDs). Despite its ubiquity, human scientific studies have yet to explain the mechanistic basis of this pervasive and complex symptom. One fundamental reason for this, is our inability to account for the clinical heterogeneity of fatigue with its multifactorial nature. We present the conceptual machine learning (ML) framework to dissect the complex nature of fatigue using one of the largest prospectively captured, real-world patient-reported outcome (PROs) on wellbeing from three contemporaneous cohorts (2020-present), totalling 2,970 responses from 2,290 participants across the UK and internationally, including non-IBD controls with 100 lines of clinical metadata. We systematically defined the (1) threshold of fatigue as our primary outcome (≥10/14 fatigue days) to build our ML approach, (2) utilised routinely available clinical data that can be used at a population-level analysis, (3) employed seven different ML methods with external validation in 3 different cohorts in UK, Spain and Australia (n=252), (4) employed Shapley Additive Explanations (SHAP) analysis to break down the clinical heterogeneity to allow the examination of clinical predictive factors at an individual level; and finally (5), investigate whether there are distinct clusters of fatigue patients. We found that ML models performed comparably (AUC/C-index ∼0.7) on external validation with SHAP analysis showing interpretable, individualised fatigue drivers and five distinct fatigue phenotypes, including a subgroup of young males with significantly lower fatigue burden. Our data therefore provides the ML ‘roadmap’ to predict and deconstruct fatigue in IBD and potentially also more widely in IMIDs, enabling patient-level dissection beyond symptom-based classification with the ability to integrate deep molecular data. This is a step towards future clinical-scientific AI models with the immediate clinical application to stratify patients to human experimental studies to better understand the dominant mechanisms that drive fatigue at an individual level.

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)0,018
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,031
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 enseignants0,018
Score d'incertitude au seuil0,095

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0180,031
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0010,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0010,002
Bibliométrie0,0030,001
Études des sciences et des technologies0,0010,001
Communication savante0,0020,001
Science ouverte0,0010,001
Intégrité de la recherche0,0010,002
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0020,000

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 Opus0,103
Tête enseignante GPT0,394
Écart entre enseignants0,291 · 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

Citations1
Publié2025
Routes d'admission1
Résumé présentoui

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