METHODOLOGIE EPIDEMIOLOGIE. Dr Jacqueline DUFFOUR

METHODOLOGIE EPIDEMIOLOGIE Dr Jacqueline DUFFOUR

I/EPIDEMIOLOGIE: Généralités I-1 L Epidémiologie Définition: distribution temporelle et spatiale des états de santé des populations Historique: Mesure de l importance des épidémies (maladies infectieuses) XIX et début XX ème siècle Elargissement du champ de compétences à partir des années 50 avec apparition des maladies de civilisation (cancers, maladies C V) 1 ère étude Doll et Hill: tabac et cancer Classification Selon la procédure: observationnelle ou expérimentale Selon la finalité: descriptive, étiologique, évaluative Selon la chronologie: Transversale ou longitudinale Rétrospective ou prospective Selon la méthodologie Cas/témoins, Cohortes exposés/non exposés Essais thérapeutiques, randomisés ou non

A quoi sert l épidémiologie? Analyse des besoins de santé de la population Outil de diagnostic et d évaluation en santé publique Surveillance de la population. Veille & alerte sanitaire Histoire naturelle de la maladie. Facteurs pronostiques Recherche des causes des affections. Observation «organisée» Évaluation des interventions

I- 2 La DEMARCHE EPIDEMIOLOGIQUE 1-Enquête descriptive Observation d un phénomène 2 indicateurs: fréquence et mortalité et d un phénomène concomitant (étude écologique) Formulation d une hypothèse 2-Enquêtes étiologiques: On cherche à vérifier l hypothèse 2 étapes: 1- Cas/témoins 2- Exposés/non exposés mise en évidence des facteurs de risque 3- Essais interventionnels: Evaluation des mesures de prévention par le facteur de risque (si celui-ci est protecteur)

1/Enquêtes Descriptives Objectif principal: distribution des variables Objectifs annexes: populations ou sous groupes atteints répartition dans le temps et espace des atteintes... Observation d un phénomène 2 indicateurs: fréquence et mortalité et d un phénomène concomitant (étude écologique) Formulation d une hypothèse EXEMPLE: Importance du cancer de l œsophage dans une région, région où la consommation d alcool est forte

2/Enquêtes Analytiques ou étiologiques Objectif principal: Recherche de causes ou d expositions à un facteur de risque par comparaison de 2 groupes II/ Groupe de malades/groupe de non malades = Cas/Témoins Ex: des malades atteints de cancers de l œsophage comparés à des gens bien portants (concernant l exposition à l alcool) Si cette étude montre une différence entre les cas et les témoins concernant le risque: on poursuit la recherche III/Groupe de personnes exposées au facteur de risque supposé/ groupe de personnes non exposées Ex: des personnes présentant un alcoolisme +++(exposés) comparés à un groupe non exposé (concernant le nombre de cancers de l oesophage) Objectifs annexes: vérification des hypothèses des études descriptives études des liens de causalité

3/ Essais interventionnels Objectif principal: Recherche et vérification par comparaison de 2 groupes de l efficacité d un facteur de protection Deux groupes: 1 groupe exposé au facteur de protection 1 autre non Ne peut être mise en œuvre que pour les facteurs supposés protecteurs Même principe pour les essais cliniques

I-3 La part des biostatistiques I-3-1Notion d échantillonnage Les enquêtes épidémiologiques sont le plus souvent réalisées sur un échantillon de la population cible La représentativité de l échantillon/population cible+++ Échantillonnage par tirage au sort: la meilleure A partir d une liste exhaustive de la population cible Problème: comme aucune liste n est complète (PDV) risque de biais de sélection Les indicateurs (incidence, prévalence, Risque relatifs) calculés sur ces échantillons sont des estimations Toujours représentés avec leur intervalle de confiance à 95% [IC-95%] Ex: prévalence de l insuffisance rénale chronique aux USA: 13.1% [IC 95%: 12.0%-14.1%]

La part des biostatistiques I-3-2 L usage des biostatistiques garantit la rigueur méthodologique de ces études Avant l étude: protocole indispensable= véritable cahier des charges des divers éléments de l étude: matériel et méthodes nombre de sujets nécessaires, les fondements et modalités de l étude (mise en place, suivi, analyse) les aspects temporels de l étude les documents de recueil des données Techniques statistiques permettant de réduire la variabilité des 2 groupes à comparer Appariements Stratification Après l étude: tests spécifiques permettant de conclure (avec un certain degré d erreur consenti) que les 2 groupes diffèrent ou non significativement

II/ Les outils épidémiologiques II-1/MESURE des INDICATEURS de SANTE Mortalité Morbidité (FREQUENCE d'une ATTEINTE) dans le cadre de tous les types d enquêtes II-2 La Standardisation II-3/Mesure de l ASSOCIATION Atteinte / Exposition = mesure du RISQUE

II-1 INDICATEURS de SANTE (Pour tous les types d étude) II-1-1/ Indicateurs de mortalité Taux brut de mortalité: = Nombre de décès au cours de l année dans une population/population moyenne de cette année x 1000 = 9 pour 1000 environ Ne tient pas compte de l âge Taux spécifiques de mortalité Par âge = Nombre de décès dans une tranche d âge pdt 1 an/population moyenne de tranche d âge cette année là x 1000 Par sexe Par cause = Nombre de décès due à une cause pendant 1 an/population moyenne cette année là x 1000 Taux de létalité par cause = Nombre de décès due à une cause/nombre de patients atteints de cette cause x 1000

II-1-2/ Indicateurs de morbidité = Fréquence d'une Atteinte information essentielle va de pair avec: la taille de la population ou de l'échantillon la durée du temps du recueil deux grandes catégories de fréquence Incidence Prévalence

1/ Prévalence Nombre de cas de malades pendant une période donnée Le taux de prévalence = nombre de cas de malades /population moyenne pendant cette période Intérêt: permet d'estimer le risque (probabilité) d'un individu d'être porteur de l'atteinte à un moment donné

2/Incidence Nombre de nouveaux cas de malades pendant une période donnée S exprime par le nombre de nouveaux cas de malades /population moyenne pendant cette période 3/Rapport entre les deux P (prévalence) = I (incidence) x D (durée) si l'incidence d'une maladie de longue durée est faible, la prévalence pourra être forte mais ce ne sera pas péjoratif ( possibilités thérapeutiques) si l'incidence d'une maladie de courte durée est forte, c est un élément péjoratif (progression de la maladie) Ces 2 indicateurs sont complémentaires

Fréquence d'une Atteinte

INCIDENCE 2 notions: Incidence Cumulative (IC): proportion d'individus atteints en une période donnée (définition précédente) Taux d'incidence (TI): nombre de nouveaux cas atteints au cours d'une période donnée divisé par la durée totale d'observation individus-temps

INCIDENCE Formule de l'incidence Cumulée IC = n bre de nouveaux cas atteints pdt une période donnée population totale Formule du Taux d'incidence TI = n bre de nouveaux cas atteints pendant une période donnée somme durées d'observation des individus avant atteinte

INCIDENCE intérêt Taux d'incidence mesure à un instant donné la vitesse d'apparition de l'atteinte exemple: 5 individus A suivi 1 an B suivi 3 ans C suivi 5 ans D suivi 4 ans E suivi 2,5 ans pas atteint, perdu de vue au bout de 1 an atteint au bout des 3 ans pas atteint pas atteint atteint au bout des 2,5 ans TI = 2 cas/15,5 individus-année = 12,9/100 individus-année

II-2 STANDARDISATION Les indicateurs de mortalité ou morbidité s expriment par taux La comparaison de ces taux bruts peut conduire à des erreurs d interprétation Nécessité de standardiser ces taux par âge, sexe, catégorie socioprofessionnelle / à une population type

STANDARDISATION Groupes d âge Px répartition population Limousin (%) Tx Taux de Mortalité Limousin (0/00) P x Répartition population France(%) T x Taux de Mortalité France(0/00) 0-24 ans 31,5 1,2 36,4 1,15 25-54 ans 38,5 2,5 40,6 2,6 >55ans 30 34,5 23 34 Taux Brut de la Mortalité dans le Limousin: T= Px X Tx = (31,5X1,2)+(38,5X2,5)+(30X34,5) = 11,54 100 Taux Brut de Mortalité en France: T = P x X T x = (36,4X1,15)+(40,6X2,6)+(23X34) = 9,29 100 Conclusion apparente: la mortalité est plus importante dans le Limousin Utilisons la structure d âge de la France et appliquons-la au Limousin: T = P xxtx = (36,4X1,2)+(40,6X2,5)+(23X34,5) = 9,27 100

II-3/ ASSOCIATION ATTEINTE/EXPOSTION Mesure du risque (seulement dans les études étiologiques) II-3-1/Notion de risque et facteur de risque II-3-2/les indicateurs de risque: RR et OR II-3-3/ les facteurs de confusion II-3-4/Recherche de la causalité

II-3-1 Notion de RISQUE et Facteur de Risque Le risque est la probabilité de survenue d un évènement (décès, maladie ) Cette probabilité n est pas la même pour tous les individus d une population Elle varie en fonction d un certain nombre de facteurs (endogènes, environnementaux, comportementaux ) Ces facteurs sont appelés: facteurs de risque Un facteur F est un facteur de risque pour une maladie M si l exposition au facteur F modifie la probabilité d apparition (l incidence) de la maladie M

II-3-2 Les Indicateurs de Risque Pour vérifier l hypothèse d une relation entre l exposition à un facteur de risque et la survenue de la maladie II-3-2-1 -Le Risque Relatif II-3-2-2-l ODDS RATIO II-3-2-3-L excès de Risque II-3-2-4-La fraction de Risque attribuable

II-3-2-1-Le risque relatif C est le rapport des incidences de la maladie chez les exposés/ non exposés I E / I ne Le risque = 1 le facteur est sans influence Le risque est >1 le facteur l incidence de la maladie Le risque est <1 le facteur l incidence de la maladie

atteinte oui non oui a b a+b = nb exposés exposition non c d c+d = nb non exposés a+c = nb atteints b+d = nb non atteints a+b+c+d = nb total individus

RR = I exposés I non exposés RR = IC exposés IC non exposés = a / (a + b) c / (c + d) RR ne s utilise que dans les études de cohorte exposées/ non exposées

EXEMPLE Etude d une cohorte de travailleurs exposés à un contaminant / une population non exposée lymphomes oui non oui Exposition à un contaminant non 60 1940 20 1980 2000= nb exposés 2000= nb non exposés 80 = nb atteints 3920 = nb non atteints 4000 = nb total individus

RR = IC exposés IC non exposés = a / (a + b) c / (c + d) I exposés: 60/2000 = 3/100 I non exposés: 20 / 2000 = 1/100 RR = 3/100: 1/100 = 3 Le RR doit être présenté avec un intervalle de confiance (IC) à 95% Si l IC95% ne contient pas le 1, l association facteur maladie est significative Si l IC95% contient le 1, l association facteur maladie n est pas significative

Enquêtes de cohorte exposés / non exposés Atteinte? oui non oui a b a+b = nb exposés exposition non c d c+d = nb non exposés a+c = nb atteints b+d = nb non atteints a+b+c+d = nb total individus

Enquêtes Cas / Témoins atteinte oui non oui a b a+b = nb exposés Exposition? non c d c+d = nb non exposé a+c = nb atteints b+d = nb non atteints a+b+c+d = nb total individus

II-3-2-2-l ODDS RATIO (OR) OR = Odds de la maladie chez les exposés/odds de la maladie chez les non exposés L odds de la maladie chez les exposés= est la probabilité d être malade/probabilité de ne pas être malade chez les exposés = a/a+b/b/a+b L odds chez les non exposés = c/c+d/d/c+d On démontre que: OR = a/c/b/d = ad/bc Quand la maladie est rare RR = OR

Interprétation de l OR OR = 1 le facteur est sans influence OR >1 le facteur l incidence de la maladie OR <1 le facteur l incidence de la maladie L OR doit être présenté avec un intervalle de confiance (IC) à 95% Si l IC95% ne contient pas le 1, l association facteur maladie est significative Si l IC95% contient le 1, l association facteur maladie n est pas significative OR ne s utilise que dans les études Cas/Témoins

Intervalle de confiance

II-3-2-2-3- L excès de risque Excès de risque ou R Attribuable = I E In E Exprime l augmentation de l incidence de la maladie attribuable à la présence du facteur d exposition Fournit une estimation du nombre de cas qui pourraient être évités si l exposition était supprimée chez les exposés

II-3-2-2-4- Fraction de risque attribuable FRA= P F (RR-1)/P F RR + (1- P F ) où P F est la fréquence d exposition au facteur de risque dans la population Exemple RR du tabac pour cancer du poumon: 14 Fréquence du tabagisme dans la population: 0.30 FRA= 0.30 x (14-1)/0.30 x 14 + (1-0.30) = 80% CCl: la proportion de risque de décès par cancer du poumon attribuable au tabac est de 80% Si la fréquence du tabagisme avait été de 10% FRA= 0.10 x (14-1)/0.10 x 14 + (1-0.10) = 56.5%

II-3-3/ les facteurs de confusion Exposition liaison causale? Atteinte Facteur de Confusion

Facteurs de Confusion DEFINITION confusion: Si E est un facteur d exposition potentiel à une maladie M, un tiers facteur est un facteur de confusion si Il explique totalement ou partiellement un effet apparent de E sur M Il masque totalement ou partiellement une association réelle entre E et M

Facteurs de Confusion Exemple évaluation des édulcorants (E) sur le cancer de la vessie (CV) E Augmentation CV CV plus fréquent chez les fumeurs que chez les non fumeurs Les édulcorants sont-ils responsables à eux seuls du CV? Ou bien l augmentation des CV constatée chez les consommateurs d édulcorants se fait-elle par l intermédiaire du tabac? (les buveurs de thé et café fument)

MORTALITE par cancer de la vessie ( par an) Consommation Consommation de tabac ( paquets/j) d édulcorants/j 0 1 à 2 >2 ensemble 0 4 9 15 6 1 à 10 6 10 13 8 > 10 5 9 16 12 ensemble 4 10 15

Facteurs de Confusion Conséquences utiliser des méthodes pour limiter la confusion lors de la phase préparatoire Randomisation (dans les essais d intervention ou thérapeutiques uniquement) Restriction de la population à certaines catégories Appariement sur les facteurs de confusion déjà connus (âge exemple: Exemple: Étude édulcorants cancer de la vessie facteurs de confusion: âge, sexe, tabagisme une femme de 65 ans, grosse fumeuse atteinte sera appariée à une femme de même âge et habitudes non atteinte

Facteurs de Confusion Analyse stratifiée type : méthode de contrôle de la confusion lors de la phase d'analyse = évaluation de l'association dans les catégories ou classes où la variable de confusion est répartie de manière homogène la valeur globale de l'association peut être calculée par "moyenne pondérée" des associations partielles (méthodes de Mantel-Haenszel) exemple: si le sexe est un éventuel facteur de confusion, l'association sera calculée séparément pour les hommes et les femmes

Facteurs de Confusion Analyse multivariée 1-Est réalisée après l analyse univariée de l association Facteurs ou variable-maladie (chaque variable étant prise individuellement) 2-Si cette analyse met en évidence des variables ou le risque significativement 3- on entre ces variables dans «le modèle de Cox» (analyse des variables simultanément) qui permet de confirmer la significativité (et donc la mise en cause) des facteurs apparus lors de la 1 ère analyse

Facteurs de Confusion Analyse univariée

Facteurs de Confusion Analyse multivariée

II-3-4/Recherche de la causalité Nécessité de certaines conditions Existence d un lien statistique entre le facteur et la maladie Cohérence chronologique Constance et reproductibilité de l association dans d autres études et populations Force de l association statistique (RR élevé) Relation dose-effet Une intervention visant à supprimer le facteur de risque doit faire l incidence de la maladie Cohérence avec les connaissances expérimentales