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Biostatistiques avancées – Examen de cours
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Master Biologie Intégrative et Physiologie 2013-2014
Biostatistiques avancées
Responsable du cours : Yves Desdevises
Durée : 2 heures
Important : justifiez vos réponses.
Des chercheurs désirent tester l’effet d’un nouveau traitement dermatologique destiné aux
adultes, et pour cela mesurent la diversité et l’abondance de bactéries cutanées. Ils mettent en
place un protocole de grande ampleur afin d’étudier les effets du traitement, et leurs analyses
portent sur des milliers de patients.
Les chercheurs doivent tout d’abord mettre en place un plan d’expérience, dans lequel seront
analysées de petites surfaces identiques prélevées sur la peau du bras de différents patients.
Les patients sont sélectionnés aléatoirement au sein de volontaires déclarés parmi les
étudiants en médecine de plusieurs universités françaises et parmi le personnel, ainsi que dans
l’entourage, des praticiens en milieu hospitalier.
1. Identifiez la population cible et la population statistique. [2 points]
2. Les chercheurs hésitent entre différents plans d’expérience, avec pour but de récupérer
4000 observations (2000 prélèvements traités, 2000 non traités) :
- 4 prélèvements (répartis aléatoirement) par patient, avec 1000 patients étudiés. Les 4000
prélèvements reçoivent le traitement de façon aléatoire.
- 1 prélèvement par patient, avec 4000 patients étudiés. Les 4000 prélèvements reçoivent le
traitement de façon aléatoire.
- 2 prélèvements par patient, 1 recevant le traitement et l’autre non, sur 2000 patients.
Donnez votre avis sur ces propositions, et sélectionnez le (ou les) plan(s) d’expérience que
vous pensez être le(s) meilleur(s) (et dites pourquoi). [4 points]
3. Pour chaque patient, on a relevé plusieurs descripteurs biologiques : taille, poids, âge, degré
de pigmentation de la peau (variable quantitative), épaisseur du derme, sécheresse cutanée.
Les chercheurs veulent visualiser comment l’ensemble des patients se structure à partir de ces
variables, et savoir si une ou plusieurs variables explique(nt) la structure éventuelle de
l’échantillon de patients. Comment peuvent-ils s’y prendre ? [2 points]
4. Les chercheurs ont également noté pour les patients des caractéristiques qualitatives : sexe
(homme/femme), habitat (ville/campagne), couleur de la peau (blanc/noir), tâches de rousseur
(présentes/absentes), tendance à l’urticaire (oui/non). Ils désirent réaliser une classification
hiérarchique des patients sur la base de ces variables par le biais d’un dendrogramme.
Expliquez brièvement les étapes à suivre et les choix à réaliser dans ce cas précis. [2 points]
5. La diversité bactérienne cutanée, qu’on peut représenter à l’aide d’un indice quantitatif,
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semble liée à l’épaisseur du derme, ce qui se matérialise à travers une relation linéaire forte et
significative entre ces deux variables. Néanmoins, les chercheurs se demandent si ce lien n’est
pas influencé par l’âge des patients. Proposez une approche pour tenir compte de ce biais et
décrivez-en brièvement les étapes analytiques. [3 points]
6. L’abondance bactérienne de la peau (en nombre de cellules/cm2) peut être établie à l’aide
d’une méthode classique et fiable, mais fastidieuse, impliquant une culture sur boîte de Pétri
et un comptage visuel. Elle peut également être estimée à l’aide d’une méthode moléculaire
bien plus rapide, mais dont l’efficacité est encore mal connue. Sur un échantillon des patients
étudiés (100 personnes), chaque prélèvement a été soumis aux deux approches
expérimentales. Proposez une méthode pour comparer les abondances obtenues par les deux
techniques d’estimation de l’abondance bactérienne. [3 points]
7. Le nouveau traitement dermatologique a pour but de diminuer l’émergence d’un type de
dermatite (pathologie cutanée). Les chercheurs décident de tester l’efficacité du traitement
chez deux cohortes de 200 patients (non atteints de dermatite au début de l’expérience) qui
seront suivis pendant plusieurs années, et de noter le moment où la dermatite surviendra le cas
échéant.
7.1. Avec quelle approche pourront-ils savoir si le traitement retarde l’apparition de la
pathologie ? [2 points]
7.2. Comment pourront-ils estimer si le risque de développer une dermatite diminue
chez les patients traités ? [2 points]