Learning Framework Designed for Early Prediction of Breast Cancer Metastasis Consuming Genomic, Transcriptomic, and Epigenomic Profiles
Notice bibliographique
Résumé
The breast cancer care would require the tools that will help to identify the patients who may develop metastasis at an early stage, when the treatment decision could be altered. Models that use single types of data (as in the case of using a single transcription factor only) can tend to overlook significant information and may not work well when applied to different hospitals. Our framework, LF-MMP, is a learning framework that integrates three types of molecular data, namely genomics (DNA changes), transcriptomics (gene activity), and epigenomics (DNA methylation) to give an early patient-level risk score of metastases. The framework normalizes and cleans every dataset, trains a compact representation of each omics layer, and lastly combines them together with an attention mechanism that allows the model to pay attention to the most informative signals. An optimized classifier transforms the fused representation into well-behaved probabilities that may be used to support clinical thresholds. We tested LF-MMP on three external populations, namely, TCGA-BRCA, METABRIC and GEO (GSE96058). The model performed better than powerful singleomic and deep multi-omic controls, and AUCs were 0.956 (TCGA-BRCA), 0.946 (METABRIC), and 0.938 (GEO). Performance was also high when trained on TCGABRCA and externally tested (AUC 0.942 on METABRIC; 0.935 on GEO). There was good calibration of the expected risks (Brier 0.085-0.098; ECE 0.021-0.028). The descriptions of the features showed familiar biology (such as TP53 and PIK3CA mutations, ESR1 and GATA3 expression, and PTEN/TWIST1 methylation). Inference and training were sufficiently quick to be used on regular GPU. The limitations of this study are as follows: the research is based on retrospective publicly available data, labels are not directly related to time-to-event but to early risk, and new environments may differ in terms of performance. Future directions will incorporate prospective, multi-centric validation; imaging and radiomics; enhancement to site differences and missing data; tracking of model calibration in real-life use
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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 | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| 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) | 0,002 | 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 ».