ONS - онтологія для стандартизованого опису втручань та спостережних досліджень у
Анотація
Передумови
Мультидисциплінарний характер досліджень харчування - одна з головних сильних сторін. Однак водночас це є основною перешкодою для інтеграції аналізу даних, особливо для термінологічних та семантичних інтерпретацій, до яких звикли конкретні галузі досліджень або спільноти. На сьогоднішній день ще не вистачає належної онтології для структурування та формалізації концепцій, що використовуються для опису харчових досліджень.
Результати
Ми розробили Онтологію для харчових досліджень (ONS), узгодивши вибрані вже існуючі фактичні онтології з новими класифікаціями термінології у галузі охорони здоров’я та харчування. ONS є результатом наукового консенсусу 51 дослідницьких центрів у дев'яти європейських країнах. Класи онтології та відносини часто зустрічаються під час проведення, зберігання, гармонізації, інтеграції, опису та пошуку харчових досліджень. ONS полегшує опис та специфікацію складних харчових досліджень, як показано у двох сценаріях застосування.
Висновки
ONS - це перша систематична спроба забезпечити надійну та розширювану формальну систему онтології для досліджень харчування. Інтеграція нової інформації може бути легко досягнута шляхом додавання додаткових модулів (тобто нутрігеноміки, метаболоміки, нутрікінетики та оцінки якості). ONS забезпечує уніфіковану та стандартизовану термінологію досліджень харчових продуктів як ресурс для дослідників харчування, які не обов'язково можуть бути знайомі з онтологіями та концепціями стандартизації.
Передумови
Наука про харчування людини вивчає вплив компонентів їжі на обмін речовин, здоров’я, працездатність та стійкість людей до хвороб, а також охоплює вивчення поведінки людини, пов’язаної з вибором їжі. З іншого боку, дієтологічна епідеміологія оцінює взаємозв'язок між дієтою, поживними речовинами та здоров'ям та наслідками хвороби [1]. Проте існує основний розрив між описом профілактики захворювань на основі харчування та розумінням складної мережі взаємодій, за допомогою яких харчування модулює здоров'я. Щоб заповнити цю прогалину, набір підпрограм, пов’язаних з харчуванням (наприклад, харчова біохімія, клінічне харчування, харчова епідеміологія, нутригенетика та нутріметаболоміка), надає фундаментальні дані на різних рівнях та з різних точок зору, сприяючи розширенню науки про харчування як більш систематизована і складна дисципліна [2, 3]. Оскільки дані про харчування неоднорідні за якістю та характером, комплексний розгляд усіх аспектів є складним завданням [4], навіть якщо було досягнуто значного прогресу для покращення звітування про висновки та якості даних [5] досліджень харчування [6]., що є однією з передумов інтегрованого аналізу.
Для інтеграції доказів необхідна систематична реорганізація визначень понять. В даний час визначення понять часто походять із кількох джерел, з недоліком того, що незначні варіації можуть призвести до оманливих тлумачень [7]. Оскільки в біонауці загалом, і в галузі харчової науки зокрема, на одне і те ж поняття можна посилатися за допомогою декількох синонімічних термінів, абревіатур або абревіатур [8], а також за допомогою різних мов, класифікацій термінів, таких як медичні предметні рубрики (MeSH ) [9] або тезаурус NCI [10] надають основні ресурси. Однак тезауруси або контрольовані словники біомедичної інформації не визначають взаємозв'язку між поняттями. Хоча ці зусилля можуть бути використані для стандартизації загальних описів досліджень, значний прогрес виникне завдяки використанню ресурсів, які, крім стандартизації словникового запасу, включають також зв'язки/відносини між класами, такі як онтології, спеціально пристосовані до харчових наук.
Часто біомедичні дослідники посилаються на онтології, використовуючи терміни, які більш доречно відносяться до «контрольованих словників», «тезаурусів» (тобто списку понять та їх текстових описів, часто організованих в ієрархії або систематиці), або «таксономій» (тобто ієрархія, що складається з термінів, що позначають класи, пов’язані відношеннями під- та суперкласу). Однак належна онтологія визначається як офіційне представлення знань у певній реальності (тобто певній області знань) таким чином, що різні люди - і, особливо, комп’ютери - можуть розуміти поняття, що вони містять, і дізнаватися про них реальність, яка представляється [8, 11]. Онтології складаються з визначених класів сутностей, як правило, структурованих в рамках ієрархії знань, де поняття пов'язані стандартизованими [12] семантичними зв'язками (тобто "is-a", "part-of"), формально вказуючи відносини знань, такі як узагальнення специфікацій реальність інтересу [13].
Методи
Умови для включення до ONS були зібрані серед партнерів консорціуму ENPADASI, а також із шаблонів для завантаження даних та метаданих у бази даних DASH-IN. Відповідно до принципів ливарного виробництва OBO [14], ONS був розроблений таким чином: (i) сумісний з іншими онтологіями, оскільки він був офіційно оформлений з використанням останньої мови OWL 2 Web Ontology Language [20] та специфікацій RDF [21] ] та відредагована за допомогою Protégé [22]; для перевірки узгодженості використовувався розвідник-відлюдник (http://hermit-reasoner.com/). (ii) Доступний за ліцензією Creative Commons (CC BY 4.0), опублікований на GitHub (https://github.com/enpadasi/Ontology-for-Nutritional-Studies) та на NCBO BioPortal (http: //bioportal.bioontology .org/онтології/ONS). (iii) ортогональні іншим онтологіям шляхом повторного використання існуючих термінів. Окрім забезпечення дотримання принципів ливарного виробництва OBO, ми також забезпечили, щоб ONS дотримувався все більш усталених принципів FAIR [23]. Таким чином, ONS також публікується в базі даних FAIRsharing (https://fairsharing.org/bsg-s001068).