Place of pattern in proteomic biomarker discovery

Journal of Proteome Research

Volumn 4, Issue 4, 2005, Pages 1143-1154

  Gillette, Michael A ^a,b   Mani, D R ^a   Carr, Steven A ^a  

^a BROAD INSTITUTE OF MIT AND HARVARD   (United States)

^b MASSACHUSETTS GENERAL HOSPITAL   (United States)

Author keywords

Biomarker discovery; Classification; Diagnostic; Feature selection; Machine learning; Mass spectrometry; Pattern; Pattern recognition; Proteomics; Serum plasma

Indexed keywords

BIOLOGICAL MARKER;

ACCURACY; DATA ANALYSIS; DIAGNOSIS; HUMAN; INFORMATION PROCESSING; MASS; MASS SPECTROMETRY; PATTERN RECOGNITION; PRIORITY JOURNAL; PROTEOMICS; QUANTITATIVE ANALYSIS; REVIEW;

BIOLOGICAL MARKERS; HUMANS; MASS SPECTROMETRY; MOLECULAR DIAGNOSTIC TECHNIQUES; NEOPLASMS; PROTEOME; REPRODUCIBILITY OF RESULTS;

EID: 23944490671     PISSN: 15353893     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/pr0500962     Document Type: Review

References (95)

1. Burtis, C. A., Ashwood, E. R., Eds. Tietz Textbook of Clinical Chemistry; W. B. Saunders Co.: Philadelphia, PA., 1999.
2. Anderson, N. L.; Anderson, N. G. Mol. Cell Proteomics 2002, 1, 845-867.
3. Petricoin, E. F.; Zoon, K. C.; Kohn, E. C.; Barrett, J. C.; Liotta, L. A. Nat. Rev. Drug Discov. 2002, 1, 683-695.
4. Petricoin, E. F.; Ardekani, A. M.; Hitt, B. A.; Levine, P. J.; Fusaro, V. A.; Steinberg, S. M.; Mills, G. B.; Simone, C.; Fishman, D. A.; Kohn, E. C.; Liotta, L. A. Lancet 2002, 359, 572-577.
5. Villanueva, J.; Philip, J.; Entenberg, D.; Chaparro, C. A.; Tanwar, M. K.; Holland, E. C.; Tempst, P. Anal. Chem 2004, 76, 1560-1570.
6. VerBerkmoes, N. C.; Bundy, J. L.; Hauser, L.; Asano, K. G.; Razumovskaya, J.; Larimer, F.; Hettich, R. L.; Stephenson, J. L., Jr. J. Proteome Res. 2002, 1, 239-252.
7. Shen, Y.; Moore, R. J.; Zhao, R.; Blonder, J.; Auberry, D. L.; Masselon, C.; Pasa-Tolic, L.; Hixson, K. K.; Auberry, K. J.; Smith, R. D. Anal. Chem. 2003, 75, 3596-3605.
8. Wang, W.; Zhou, H.; Lin, H.; Roy, S.; Shaler, T. A.; Hill, L. R.; Norton, S.; Kumar, P.; Anderle, M.; Becker, C. H. Anal. Chem. 2003, 75, 4818-4826.
9. Adkins, J. N.; Varnum, S. M.; Auberry, K. J.; Moore, R. J.; Angell, N. H.; Smith, R. D.; Springer, D. L.; Pounds, J. G. Mol. Cell. Proteomics 2002, 1, 947-955.
10. Tirumalai, R. S.; Chan, K. C.; Prieto, D. A.; Issaq, H. J.; Conrads, T. P.; Veenstra, T. D. Mol. Cell. Proteomics 2003, 2, 1096-1103.
11. Shen, Y.; Jacobs, J. M.; Camp, D. G., 2nd; Fang, R.; Moore, R. J.; Smith, R. D.; Xiao, W.; Davis, R. W.; Tompkins, R. G. Anal. Chem. 2004, 76, 1134-1144.
12. Diamandis, E. P. Mol. Cell. Proteomics 2004, 3, 367-378.
13. Diamandis, E. P.; van der Merwe, D. E. Clin. Cancer Res. 2005, 11, 963-965.
14. Tao, W. A.; Aebersold, R. Curr. Opin. Biotechnol. 2003, 14, 110-118.
15. Qian, W. J.; Monroe, M. E.; Liu, T.; Jacobs, J. M.; Anderson, G. A.; Shen, Y.; Moore, R. J.; Anderson, D. J.; Zhang, R.; Galvano, S. E.; Lowry, S. F.; Xiao, W.; Moldawer, L. L.; Davis, R. W.; Tompkins, R. G.; Camp, D. G., 2nd; Smith, R. D. Mol. Cell. Proteomics 2005.
16. MacCoss, M. J.; Wu, C. C.; Liu, H.; Sadygov, R.; Yates, J. R., 3rd Anal. Chem. 2003, 75, 6912-6921.
17. Laronga, C.; Becker, S.; Watson, P.; Gregory, B.; Cazares, L.; Lynch, H.; Perry, R. R.; Wright, G. L., Jr.; Drake, R. R.; Semmes, O. J. Dis. Markers 2003, 19, 229-238.
18. Vlahou, A.; Laronga, C.; Wilson, L.; Gregory, B.; Fournier, K.; McGaughey, D.; Perry, R. R.; Wright, G. L., Jr.; Semmes, O. J. Clin. Breast Cancer 2003, 4, 203-209.
19. Xiao, X. Y.; Tang, Y.; Wei, X. P.; He, D. C. Biomed. Environ Sci. 2003, 16, 140-148.
20. Zhukov, T. A.; Johanson, R. A.; Cantor, A. B.; Clark, R. A.; Tockman, M. S. Lung Cancer 2003, 40, 267-279.
21. Qu, Y.; Adam, B. L.; Yasui, Y.; Ward, M. D.; Cazares, L. H.; Schellhammer, P. F.; Feng, Z.; Semmes, O. J.; Wright, G. L., Jr. Clin. Chem. 2002, 48, 1835-1843.
22. Li, J.; White, N.; Zhang, Z.; Rosenzweig, J.; Mangold, L. A.; Partin, A. W.; Chan, D. W. J. Urol. 2004, 171, 1782-1787.
23. Koopmann, J.; Zhang, Z.; White, N.; Rosenzweig, J.; Fedarko, N.; Jagannath, S.; Canto, M. I.; Yeo, C. J.; Chan, D. W.; Goggins, M. Clin. Cancer Res. 2004, 10, 860-868.
24. Rosty, C.; Christa, L.; Kuzdzal, S.; Baldwin, W. M.; Zahurak, M. L.; Carnot, F.; Chan, D. W.; Canto, M.; Lillemoe, K. D.; Cameron, J. L.; Yeo, C. J.; Hruban, R. H.; Goggins, M. Cancer Res. 2002, 62, 1868-1875.
25. Zhang, Y. F.; Wu, D. L.; Guan, M.; Liu, W. W.; Wu, Z.; Chen, Y. M.; Zhang, W. Z.; Lu, Y. Clin. Biochem. 2004, 37, 772-779.
26. Ebert, M. P.; Meuer, J.; Wiemer, J. C.; Schulz, H. U.; Reymond, M. A.; Traugott, U.; Malfertheiner, P.; Rocken, C. J. Proteome Res. 2004, 3, 1261-1266.
27. Chen, Y. D.; Zheng, S.; Yu, J. K.; Hu, X. Clin. Cancer Res. 2004, 10, 8380-8385.
28. Yu, J. K.; Chen, Y. D.; Zheng, S. World J. Gastroenterol. 2004, 10, 3127-3131.
29. Junker, K.; Gneist, J.; Melle, C.; Driesch, D.; Schubert, J.; Claussen, U.; Von Eggeling, F. Int. J. Mol. Med. 2005, 15, 285-290.
30. Won, Y.; Song, H. J.; Kang, T. W.; Kim, J. J.; Han, B. D.; Lee, S. W. Proteomics 2003, 3, 2310-2316.
31. Liu, J.; Zheng, S.; Yu, J. K.; Zhang, J. M.; Chen, Z. J. Zhejiang Univ. Sci. B 2005, 6, 4-10.
32. Poon, T. C.; Yip, T. T.; Chan, A. T.; Yip, C.; Yip, V.; Mok, T. S.; Lee, C. C.; Leung, T. W.; Ho, S. K.; Johnson, P. J. Clin. Chem. 2003, 49, 752-760.
33. Kang, X.; Xu, Y.; Wu, X.; Liang, Y.; Wang, C.; Guo, J.; Wang, Y.; Chen, M.; Wu, D.; Bi, S.; Qiu, Y.; Lu, P.; Cheng, J.; Xiao, B.; Hu, L.; Gao, X.; Liu, J.; Song, Y.; Zhang, L.; Suo, F.; Chen, T.; Huang, Z.; Zhao, Y.; Lu, H.; Pan, C.; Tang, H. Clin. Chem. 2005, 51, 56-64.
34. Yip, T. T.; Chan, J. W.; Cho, W. C.; Wang, Z.; Kwan, T. L.; Law, S. C.; Tsang, D. N.; Chan, J. K.; Lee, K. C.; Cheng, W. W.; Ma, V. W.; Yip, C.; Lim, C. K.; Ngan, R. K.; Au, J. S.; Chan, A.; Lim, W. W. Clin. Chem. 2005, 51, 47-55.
35. Cadieux, P. A.; Beiko, D. T.; Watterson, J. D.; Burton, J. P.; Howard, J. C.; Knudsen, B. E.; Can, B. S.; McCormick, J. K.; Chambers, A. F.; Denstedt, J. D.; Reid, G. J. Clin. Lab Anal. 2004, 18, 170-175.
36. Schwegler, E. E.; Cazares, L.; Steel, L. F.; Adam, B. L.; Johnson, U. A.; Semmes, O. J.; Block, T. M.; Marrero, J. A.; Drake, R. R. Hepatology 2005, 41, 634-642.
37. Zhu, X. D.; Zhang, W. H.; Li, C. L.; Xu, Y.; Liang, W. J.; Tien, P. World J. Gastroenterol. 2004, 10, 2327-2329.
38. Baggerly, K. A.; Morris, J. S.; Coombes, K. R. Bioinformatics 2004, 20, 777-785.
39. Pearl, D. C. Lancet 2002, 360, 169-170; author reply 170-161.
40. Ransohoff, D. F. Nat. Rev. Cancer 2004, 4, 309-314.
41. Ransohoff, D. F. Nat. Rev. Cancer 2005, 5, 142-149.
42. Zhang, Z.; Bast, R. C., Jr.; Yu, Y.; Li, J.; Sokoll, L. J.; Rai, A. J.; Rosenzweig, J. M.; Cameron, B.; Wang, Y. Y.; Meng, X. Y.; Berchuck, A.; Van Haaften-Day, C.; Hacker, N. F.; de Bruijn, H. W.; van der Zee, A. G.; Jacobs, I. J.; Fung, E. T.; Chan, D. W. Cancer Res. 2004, 64, 5882-5890.
43. Liggett, W. S.; Barker, P. E.; Semmes, O. J.; Cazares, L. H. Dis. Markers 2004, 20, 295-307.
44. Le, L.; Chi, K.; Tyldesley, S.; Flibotte, S.; Diamond, D. L.; Kuzyk, M. A.; Sadar, M. D. Clin. Chem. 2005.
45. Woong-Shick, A.; Sung-Pil, P.; Su-Mi, B.; Joon-Mo, L.; Sung-Eun, M.; Gye-Hyun, N.; Young-Lae, C.; Ho-Sun, C.; Heung-Jae, J.; Chong-Kook, K.; Young-Wan, K.; Byoung-Don, H.; Hyun-Sun, J. Cancer Sci. 2005, 96, 197-201.
46. Rai, A. J.; Zhang, Z.; Rosenzweig, J.; Shih Ie, M.; Pham, T.; Fung, E. T.; Sokoll, L. J.; Chan, D. W. Arch. Pathol. Lab. Med. 2002, 126, 1518-1526.
47. Malik, G.; Ward, M. D.; Gupta, S. K.; Trosset, M. W.; Grizzle, W. B.; Adam, B. L.; Diaz, J. I.; Semmes, O. J. Clin. Cancer Res. 2005, 11, 1073-1085.
48. Fung, E. T.; Yip, T. T.; Lomas, L.; Wang, Z.; Yip, C.; Meng, X. Y.; Lin, S.; Zhang, F.; Zhang, Z.; Chan, D. W.; Weinberger, S. R. Int. J. Cancer 2005.
49. Paradis, V.; Degos, F.; Dargere, D.; Pham, N.; Belghiti, J.; Degott, C.; Janeau, J. L.; Bezeaud, A.; Delforge, D.; Cubizolles, M.; Laurendeau, I.; Bedossa, P. Hepatology 2005, 41, 40-47.
50. Hunter, C.; Basa, L. iScience Proteomics Technology Note (Applied Biosystems Application Note) 2004, 1-3.
51. Colombo, M.; Sirtori, F. R.; Rizzo, V. Rapid Commun. Mass Spectrom. 2004, 18, 511-517.
52. Eckers, C.; Wolff, J. C.; Haskins, N. J.; Sage, A. B.; Giles, K.; Bateman, R. Anal. Chem. 2000, 72, 3683-3688.
53. Charles, L. Rapid Commun. Mass Spectrom. 2003, 17, 1383-1388.
54. Pelander, A.; Ojanpera, I.; Laks, S.; Rasanen, I.; Vuori, E. Anal. Chem. 2003, 75, 5710-5718.
55. Sleno, L.; Volmer, D. A.; Marshall, A. G. J. Am. Soc. Mass Spectrom. 2005, 16, 183-198.
56. Spengler, B. J. Am. Soc. Mass Spectrom. 2004, 15, 703-714.
57. Zubarev, R. A.; Kelleher, N. L.; McLafferty, F. W. J. Am. Chem. Soc. 1998, 120, 3265-3266.
58. Kruger, N. A.; Zubarev, R. A.; Horn, D. M.; McLafferty, F. W. Int. J. Mass Spectrom. 1999, 187, 787-793.
59. Kelleher, N. L.; Zubarev, R. A.; Bush, K.; Furie, B.; Furie, B. C.; McLafferty, F. W.; Walsh, C. T. Anal. Chem. 1999, 71, 4250-4253.
60. Shi, S. D.; Hemling, M. E.; Carr, S. A.; Horn, D. M.; Lindh, I.; McLafferty, F. W. Anal. Chem. 2001, 73, 19-22.
61. Horn, D. M.; Zubarev, R. A.; McLafferty, F. W. J. Am. Soc. Mass Spectrom. 2000, 11, 320-332.
62. Syka, J. E.; Coon, J. J.; Schroeder, M. J.; Shabanowitz, J.; Hunt, D. F. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2004, 101, 9528-9533.
63. Listgarten, J.; Emili, A. Mol. Cell. Proteomics 2005.
64. Carroll, J. A.; Beavis, R. C. Rapid Commun. Mass Spectrom. 1996, 13, 1683-1687.
65. Gonzalez, R. C.; Woods, R. E. Digital Image Processing; Addison-Wesley: Reading, MA, 2002.
66. Smith, S. W. The Scientist and Engineer's Guide to Digital Signal Processing; California Technical Publishing: San Deigo, CA, 1997.
67. Radulovic, D.; Jelveh, S.; Ryu, S.; Hamilton, T. G.; Foss, E.; Mao, Y.; Emili, A. Mol. Cell. Proteomics 2004, 3, 984-997.
68. Conrads, T. P.; Fusaro, V. A.; Ross, S.; Johann, D.; Rajapakse, V.; Hitt, B. A.; Steinberg, S. M.; Kohn, E. C.; Fishman, D. A.; Whitely, G.; Barrett, J. C.; Liotta, L. A.; Petricoin, E. F., 3rd; Veenstra, T. D. Endocr. Relat. Cancer 2004, 11, 163-178.
69. Wiener, M. C.; Sachs, J. R.; Deyanova, E. G.; Yates, N. A. Anal. Chem. 2004, 76, 6085-6096.
70. Mani, D. R.; Gillette, M. A. In Next Generation of Data-Mining Applications; Kantardzic, M., Zurada, J., Eds.; Wiley-IEEE Press: 2005.
71. Sauve, A. C.; Speed, T. P., Baltimore, MD 2004.
72. Senko, M. W.; Beu, S. C.; McLafferty, F. W. J. Am. Soc. Mass Spectrom. 1995, 6, 52-56.
73. Senko, M. W.; Beu, S. C.; McLafferty, F. W. J. Am. Soc. Mass Spectrom. 1995, 6, 229-233.
74. Yasui, Y.; Pepe, M.; Thompson, M. L.; Adam, B. L.; Wright, G. L., Jr.; Qu, Y.; Potter, J. D.; Winget, M.; Thornquist, M.; Feng, Z. Biostatistics 2003, 4, 449-463.
75. Andreev, V. P.; Rejtar, T.; Chen, H. S.; Moskovets, E. V.; Ivanov, A. R.; Karger, B. L. Anal. Chem. 2003, 75, 6314-6326.
76. Tibshirani, R.; Hastie, T.; Narasimhan, B.; Soltys, S.; Shi, G.; Koong, A.; Le, Q. T. Bioinformatics 2004, 20, 3034-3044.
77. Adam, B. L.; Qu, Y.; Davis, J. W.; Ward, M. D.; Clements, M. A.; Cazares, L. H.; Semmes, O. J.; Schellhammer, P. F.; Yasui, Y.; Feng, Z.; Wright, G. L., Jr. Cancer Res. 2002, 62, 3609-3614.
78. Yanagisawa, K.; Shyr, Y.; Xu, B. J.; Massion, P. P.; Larsen, P. H.; White, B. C.; Roberts, J. R.; Edgerton, M.; Gonzalez, A.; Nadaf, S.; Moore, J. H.; Caprioli, R. M.; Carbone, D. P. Lancet 2003, 362, 433-439.
79. Bylund, D.; Danielsson, R.; Malmquist, G.; Markides, K. E. J. Chromatogr. A 2002, 961, 237-244.
80. Randolph, T. W.; Yasui, Y. In UW Biostatistics Working Paper Series; University of Washington Press: Seattle, WA 2004.
81. Gelman, A.; Carlin, J. B.; Stern, H. S.; Rubin, D. B. Bayesian Data Analysis; CRC Press: Boca Raton, FL 2003.
82. Banfield, J. D.; Raftery, A. E. Biometrics 1993, 49, 803-821.
83. Kass, R. E.; Raftery, A. E. J. Am. Stat. Assoc. 1995, 90, 773-795.
84. NCI-FDA, 2002.
85. Golub, T. R.; Slonim, D. K.; Tamayo, P.; Huard, C.; Gaasenbeek, M.; Mesirov, J. P.; Coller, H.; Loh, M. L.; Downing, J. R.; Caligiuri, M. A.; Bloomfield, C. D.; Lander, E. S. Science 1999, 286, 531-537.
86. Hastie, T.; Tibshirani, R.; Friedman, J. H. Elements of Statistical Learning; Springer-Verlag: New York, 2001.
87. Mitchell, T. M. Machine Learning; McGraw-Hill, New York 1997.
88. Brieman, L.; Friedman, J.; Olshen, R.; Stone, C. Classification and Regression Trees; Wadsworth: Belmont CA 1984.
89. Haykin, S. Neural Networks: A Comprehensive Foundation, 2nd ed.; Prentice Hall: New York, 1998.
90. Meretakis, D.; Wuthrich, B. 1999; 165-174.
91. Koza, J. R. Genetic Programming: On the Programming of Computers by Means of Natural Selection; MIT Press: Cambridge, 1992.
92. Christianini, N.; Shawe-Taylor, J. An Introduction to Support Vector Machines and Other Kernel-Based Learning Methods; Cambridge University Press: New York, 2000.
93. Li, J.; Zhang, Z.; Rosenzweig, J.; Wang, Y. Y.; Chan, D. W. Clin. Chem. 2002, 48, 1296-1304.
94. Jobson, J. D. Applied Multivariate Data Analysis; Springer-Verlag: New York, 1996.
95. Sorace, J. M.; Zhan, M. BMC Bioinformatics 2003, 4, 24.