Machine learning approaches to identify systemic lupus erythematosus in anti-nuclear antibody-positive patients using genomic data and electronic health records
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Background Although the 2019 EULAR/ACR classification criteria for systemic lupus erythematosus (SLE) has required at least a positive anti-nuclear antibody (ANA) titer (≥ 1:80), it remains challenging for clinicians to identify patients with SLE. This study aimed to develop a machine learning (ML) approach to assist in the detection of SLE patients using genomic data and electronic health records. Methods Participants with a positive ANA (≥ 1:80) were enrolled from the Taiwan Precision Medicine Initiative cohort. The Taiwan Biobank version 2 array was used to detect single nucleotide polymorphism (SNP) data. Six ML models, Logistic Regression, Random Forest (RF), Support Vector Machine, Light Gradient Boosting Machine, Gradient Tree Boosting, and Extreme Gradient Boosting (XGB), were used to identify SLE patients. The importance of the clinical and genetic features was determined by Shapley Additive Explanation (SHAP) values. A logistic regression model was applied to identify genetic variations associated with SLE in the subset of patients with an ANA equal to or exceeding 1:640. Results A total of 946 SLE and 1,892 non-SLE controls were included in this analysis. Among the six ML models, RF and XGB demonstrated superior performance in the differentiation of SLE from non-SLE. The leading features in the SHAP diagram were anti-double strand DNA antibodies, ANA titers, AC4 ANA pattern, polygenic risk scores, complement levels, and SNPs. Additionally, in the subgroup with a high ANA titer (≥ 1:640), six SNPs positively associated with SLE and five SNPs negatively correlated with SLE were discovered. Conclusions ML approaches offer the potential to assist in diagnosing SLE and uncovering novel SNPs in a group of patients with autoimmunity.
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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 | 0,013 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,006 | 0,003 |
| 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 ».