可重复性生物标志物：在非人类的非随机性中利用非线性描述符
摘要：可靠的生物标记物必须具有特异性、可推广性和可重复性。这种生物标记物的确切值必须在不同个体和同一个体的不同时间点上代表相似的健康状态，以期达到最小的假阳性和假阴性率。在不同人群之间应用标准截断点和风险评分的前提是这种可推广性的假设。这种可推广性依赖于当下统计方法研究的现象是遵循遍历性的，即在有限观察次数内，其统计量会在个体和时间上收敛的条件。然而，新兴的证据表明，生物过程中普遍存在非遍历性的问题，这对可推广性构成了威胁。本文提出了一种方法，通过得出非遍历性现象的遍历性描述来进行可推广性推断的解决方案。为了评估我们的假设，我们接受了识别心脏疾病和中风可靠的生物标记物的挑战，尽管心脏疾病和中风是全球死亡的主要原因，并进行了几十年的研究，但仍缺乏可靠的生物标记物和风险分层工具。我们发现原始R-R间期数据及其基于均值和方差的常见描述符是非遍历性和非特异性的。另一方面，基于级联动力学的描述符、编码线性时间相关性的Hurst指数以及编码跨尺度非线性相互作用的多分形非线性度量了非遍历性的心率变异遍历性，并具有特异性。本研究开创了在发现和应用健康和疾病的数字生物标记物中应用关键遍历性概念的先河。
作者：Madhur Mangalam, Arash Sadri, Junichiro Hayano, Eiichi Watanabe, Ken Kiyono, Damian G. Kelty-Stephen
论文ID：2305.06954
分类：Quantitative Methods
分类简称：q-bio.QM
提交时间：2023-05-12