Statistical Source Attribution of Antibody Deposits in Ovarian Cancer Using Physics-Informed Mixture Models
Antibody deposits in high-grade serous ovarian cancer may originate from local tumor-infiltrating B lym-
phocytes (TIL-B) or systemic delivery via blood vessels. We develop a two-stage conditional mixture model
to attribute antibody deposits to cellular sources using multiplex immunofluorescence data from 87 patients
(336,775 cells). In Stage 1, kernel density estimation on isotype-mismatched pairs estimates the back-
ground distribution. In Stage 2, an EM algorithm decomposes isotype-matched distances into background
and Gamma(2, λ) signal components from 2D radial diffusion physics, with separate scales for TIL-B and
vessels. We estimate 25.5% of valid pairs carry genuine signal, with optimal threshold τ ≈ 0.40 balanc-
ing over- and under-attribution. A two-component TIL-B extension reveals near-field (50 μm) and diffused
(371 μm) populations. Multi-source attribution indicates systemic dominance (63–73% vessel-only) with
meaningful local contribution (up to 11.5% mixed sources).
phocytes (TIL-B) or systemic delivery via blood vessels. We develop a two-stage conditional mixture model
to attribute antibody deposits to cellular sources using multiplex immunofluorescence data from 87 patients
(336,775 cells). In Stage 1, kernel density estimation on isotype-mismatched pairs estimates the back-
ground distribution. In Stage 2, an EM algorithm decomposes isotype-matched distances into background
and Gamma(2, λ) signal components from 2D radial diffusion physics, with separate scales for TIL-B and
vessels. We estimate 25.5% of valid pairs carry genuine signal, with optimal threshold τ ≈ 0.40 balanc-
ing over- and under-attribution. A two-component TIL-B extension reveals near-field (50 μm) and diffused
(371 μm) populations. Multi-source attribution indicates systemic dominance (63–73% vessel-only) with
meaningful local contribution (up to 11.5% mixed sources).
Attribution statistique des dépôts d'anticorps dans le cancer de l'ovaire à l'aide de modèles de mélange basés sur la physique
Les dépôts d'anticorps dans le cancer ovarien séreux de haut grade peuvent provenir de lymphocytes B infiltrant la tumeur locale (TIL-B) ou d'un apport systémique via les vaisseaux sanguins. Nous développons un modèle de mélange conditionnel en deux étapes pour attribuer les dépôts d'anticorps à des sources cellulaires à l'aide de données d'immunofluorescence multiplexe provenant de 87 patientes (336 775 cellules). Dans la phase 1, l'estimation de la densité du noyau sur des paires d'isotypes non appariés estime la distribution de fond. Dans la phase 2, un algorithme EM décompose les distances d'isotypes appariés en composantes de fond et de signal Gamma(2, λ) à partir de la physique de la diffusion radiale 2D, avec des échelles distinctes pour les TIL-B et les vaisseaux. Nous estimons que 25,5 % des paires valides transportent un signal authentique, avec un seuil optimal τ ≈ 0,40 équilibrant la surattribution et la sous-attribution. Une extension TIL-B à deux composants révèle des populations proches (50 μm) et diffuses (371 μm). L'attribution multisources indique une dominance systémique (63 à 73 % pour les vaisseaux uniquement) avec une contribution locale significative (jusqu'à 11,5 % pour les sources mixtes).
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