Batch effect confounding leads to strong bias in performance estimates obtained by cross-validation.

BACKGROUND: With the large amount of biological data that is currently publicly available, many investigators combine multiple data sets to increase the sample size and potentially also the power of their analyses. However, technical differences ("batch effects") as well as differences in sample composition between the data sets may significantly affect the ability to draw generalizable conclusions from such studies. FOCUS: The current study focuses on the construction of classifiers, and the use of cross-validation to estimate their performance. In particular, we investigate the impact of batch effects and differences in sample composition between batches on the accuracy of the classification performance estimate obtained via cross-validation. The focus on estimation bias is a main difference compared to previous studies, which have mostly focused on the predictive performance and how it relates to the presence of batch effects. DATA: We work on simulated data sets. To have realistic intensity distributions, we use real gene expression data as the basis for our simulation. Random samples from this expression matrix are selected and assigned to group 1 (e.g., 'control') or group 2 (e.g., 'treated'). We introduce batch effects and select some features to be differentially expressed between the two groups. We consider several scenarios for our study, most importantly different levels of confounding between groups and batch effects. METHODS: We focus on well-known classifiers: logistic regression, Support Vector Machines (SVM), k-nearest neighbors (kNN) and Random Forests (RF). Feature selection is performed with the Wilcoxon test or the lasso. Parameter tuning and feature selection, as well as the estimation of the prediction performance of each classifier, is performed within a nested cross-validation scheme. The estimated classification performance is then compared to what is obtained when applying the classifier to independent data.

Evaluation in vitro de la réactivité des particules fines et ultrafines : rapport scientifique final

Une des percées les plus importantes dans la recherche sur les nanoparticules (ambiantes et manufacturées) a été la reconnaissance de leur potentiel à générer un stress oxydatif au niveau cellulaire. Dans cette optique, la mesure du potentiel oxydant intrinsèque des particules pourrait présenter une première étape dans l'évaluation des dangers. Ce projet méthodologique avait pour but de caractériser le potentiel oxydant de différentes nanoparticules « modèles » (ambiantes et manufacturées) au moyen de trois tests acellulaires (Test DTT, Test DCFH, Test oxymétrique) et d'utiliser ces résultats pour proposer une méthode de « référence ». D'autre part, nous avons appliqué la méthode sélectionnée à deux cas (exposition d'ouvriers à des particules de combustion et évaluation du danger de différentes nanoparticules manufacturées) afin de déterminer quels sont les paramètres qui influencent la mesure. Les résultats obtenus indiquent que la préparation des suspensions joue un rôle dans la mesure de ce potentiel oxydant. La réactivité dépend de la concentration du surfactant et de la durée de sonication. D'autre part, l'ordre de réactivité est dépendant de la métrique utilisée (masse ou surface) pour exprimer les résultats. Parmi les trois tests considérés, le test DTT pourrait être le plus utile pour effectuer une évaluation initiale du danger potentiel de nanoparticules ambiantes ou manufacturées. Ce test pourrait être intégré dans une stratégie d'évaluation de la toxicité des nanoparticules. Le test DTT correspond bien un test intégratif. Pour des situations de travail dans lesquelles les particules de combustion sont majoritaires, les paramètres physico-chimiques qui corrèlent de manière significative avec la réactivité DTT sont la surface des particules, les concentrations de carbone organique, la somme des concentrations de quatre quinones et les concentrations de fer et cuivre. Un nombre plus faible de corrélations est observé dans des ateliers mécaniques, suggérant que d'autres composés non mesurés interviennent également dans cette réactivité. Concernant les nanoparticules carbonées manufacturées, les fonctions chimiques de surface corrélées avec la réactivité DTT sont des fonctions acides et des fonctions inconnues pouvant dismuter. D'autre part, la solubilité et la possibilité de former des complexes avec le DTT sur la surface des NP manufacturées influencent le résultat de réactivité.

Strong time dependence of the 76-gene prognostic signature for node-negative breast cancer patients in the TRANSBIG multicenter independent validation series.

PURPOSE: Recently, a 76-gene prognostic signature able to predict distant metastases in lymph node-negative (N(-)) breast cancer patients was reported. The aims of this study conducted by TRANSBIG were to independently validate these results and to compare the outcome with clinical risk assessment. EXPERIMENTAL DESIGN: Gene expression profiling of frozen samples from 198 N(-) systemically untreated patients was done at the Bordet Institute, blinded to clinical data and independent of Veridex. Genomic risk was defined by Veridex, blinded to clinical data. Survival analyses, done by an independent statistician, were done with the genomic risk and adjusted for the clinical risk, defined by Adjuvant! Online. RESULTS: The actual 5- and 10-year time to distant metastasis were 98% (88-100%) and 94% (83-98%), respectively, for the good profile group and 76% (68-82%) and 73% (65-79%), respectively, for the poor profile group. The actual 5- and 10-year overall survival were 98% (88-100%) and 87% (73-94%), respectively, for the good profile group and 84% (77-89%) and 72% (63-78%), respectively, for the poor profile group. We observed a strong time dependence of this signature, leading to an adjusted hazard ratio of 13.58 (1.85-99.63) and 8.20 (1.10-60.90) at 5 years and 5.11 (1.57-16.67) and 2.55 (1.07-6.10) at 10 years for time to distant metastasis and overall survival, respectively. CONCLUSION: This independent validation confirmed the performance of the 76-gene signature and adds to the growing evidence that gene expression signatures are of clinical relevance, especially for identifying patients at high risk of early distant metastases.

L'Institut de police scientifique de l'Université de Lausanne a 100 ans (1909-2009)

L'Institut de police scientifique de l'Université de Lausanne s'est installé dans les milieux académiques il y a 100 ans. L'Ecole des sciences criminelles résulte de son histoire riche et peuplée de personnages atypiques. Elle intègre aujourd'hui des disciplines qui relèvent au moins de la criminologie, du droit pénal et de la science forensique dans une démarche interdisciplinaire. Ce numéro spécial inscrit une partie substantielle des recherches doctorales actuelles dans les évolutions successives présentées par le directeur de l'Ecole, le professeur Pierre Margot. Un projet de thèse concerne justement l'histoire de la police scientifique et utilise l'Institut comme point de repère.

Recherche scientifique en médecine de famille: expériences, barrières et besoins des praticiens [Scientific research in family medicine: practitioners' experience, barriers and needs].

Scientific data from family medicine are relevant for the majority of the population. They are therefore essential from an ethical and public health perspective. We need to promote quality research in family medicine despite methodological, financial and logistic barriers. To highlight the strengths and weaknesses of research in family medicine in the French-speaking part of Switzerland we asked practitioners from this region to share their experience, critics and needs in relation to research. This article summarizes their contribution in light of the international literature.

Quality of assessement of CMR images in the setting of the European cardiovascular magnetic resonance registry : description and validation of standardized criteria

l'imagerie par résonance magnétique (IRMC) est une technologie utilisée depuis les aimées quatre¬-vingts dans le monde de la cardiologie. Cette technique d'imagerie non-invasive permet d'acquérir Ses images du coeur en trois dimensions, dans n'importe quel, plan, sans application de radiation, et en haute résolution. Actuellement, cette technique est devenue un référence dans l'évaluation et 'l'investigation de différentes pathologies cardiaques. La morphologie cardiaque, la fonction des ventricules ainsi que leur contraction, la perfusion tissulaire ainsi que la viabilité tissulaire peuvent être caractérisés en utilisant différentes séquences d'imagerie. Cependant, cette technologie repose sur des principes physiques complexes et la mise en pratique de cette technique se heurte à la difficulté d'évaluer un organe en mouvement permanent. L'IRM cardiaque est donc sujette à différents artefacts qui perturbent l'interprétation des examens et peuvent diminuer la précision diagnostique de cette technique. A notre connaissance, la plupart des images d'IRMC sont analysées et interprétées sans évaluation rigoureuse de la qualité intrinsèque de l'examen. Jusqu'à présent, et à notre connaissance, aucun critère d'évaluation de la qualité des examens d'IRMC n'a été clairement déterminé. L'équipe d'IRMC du CHUV, dirigée par le Prof J. Schwitter, a recensé une liste de 35 critères qualitatifs et 12 critères quantitatifs évaluant la qualité d'un examen d'IRMC et les a introduit dans une grille d'évaluation. L'objet de cette étude est de décrire et de valider la reproductibilité des critères figurant dans cette grille d'évaluation, par l'interprétation simultanée d'examens IRMC par différents observateurs (cardiologues spécialisés en IRM, étudiant en médecine, infirmière spécialisée). Notre étude a permis de démontrer que les critères définis pour l'évaluation des examens d'IRMC sont robustes, et permettent une bonne reproductibilité intra- et inter-observateurs. Cette étude valide ainsi l'utilisation de ces critères de qualité dans le cadre de l'imagerie par résonance magnétique cardiaque. D'autres études sont encore nécessaires afin de déterminer l'impact de la qualité de l'image sur la précision diagnostique de cette technique. Les critères standardisés que nous avons validés seront utilisés pour évaluer la qualité des images dans le cadre d'une étude à échelle européenne relative à l'IRMC : "l'EuroCMR registry". Parmi les autres utilités visées par ces critères de qualité, citons notamment la possibilité d'avoir une référence d'évaluation de la qualité d'examen pour toutes les futures études cliniques utilisant la technologie d'IRMC, de permettre aux centres d'IRMC de quantifier leur niveau de qualité, voire de créer un certificat de standard de qualité pour ces centres, d'évaluer la reproductibilité de l'évaluation des images par différents observateurs d'un même centre, ou encore d'évaluer précisément la qualité des séquences développées à l'avenir dans le monde de l'IRMC.

Développement d'un outil de gestion graduée des risques spécifique au cas des nanomatériaux : rapport d'appui scientifique et technique

L' évaluation quantitative des dangers et des expositions aux nanomatériaux se heurte à de nombreuses incertitudes qui ne seront levées qu'à mesure de la progression des connaissances scientifiques de leurs propriétés. L' une des conséquences de ces incertitudes est que les valeurs limites d'exposition professionnelle définies actuellement pour les poussières ne sont pas nécessairement pertinentes aux nanomatériaux. En l'absence de référentiel quantitatif et, à la demande de la DGS pour éclairer les réflexions de l' AFNOR et de l'ISO sur le sujet, une démarche de gestion graduée des risques (control banding) a été élaborée au sein de l' Anses. Ce développement a été réalisé à l'aide d'un groupe d'experts rapporteurs rattaché au Comité d'experts spécialisés évaluation des risques liés aux agents physiques, aux nouvelles technologies et aux grands aménagements. La mise en oeuvre de la démarche de gestion graduée des risques proposée repose sur quatre grandes étapes: 1. Le recueil des informations. Cette étape consiste à réunir les informations disponibles sur les dangers du nanomatériau manufacturé considéré ; ainsi que sur l'exposition potentielle des personnes aux postes de travail (observation sur le terrain, mesures, etc.). 2. L'attribution d'une bande de danger. Le danger potentiel du nanomatériau manufacturé présent, qu'il soit brut où incorporé dans une matrice (liquide ou solide) est évalué dans cette étape. La bande danger attribuée tient compte de la dangerosité du produit bulk ou de sa substance analogue à l'échelle non-nanométrique, de la bio-persistance du matériau (pour les matériaux fibreux), de sa solubilité et de son éventuelle réactivité. 3. Attribution d'une bande d'exposition. La bande d'exposition du nanomatériau manufacturé considéré ou du produit en contenant est définie par le niveau de potentiel d'émission du produit. Elle tient compte de sa forme physique (solide, liquide, poudre aérosol), de sa pulvérulence et de sa volatilité. Le nombre de travailleurs, la fréquence, la durée d'exposition ainsi que la quantité mise en oeuvre ne sont pas pris en compte, contrairement à une évaluation classique des risques chimiques. 4. Obtention d'une bande de maîtrise des risques. Le croisement des bandes de dangers et d'exposition préalablement attribuées permet de défi nir le niveau de maîtrise du risque. Il fait correspondre les moyens techniques et organisationnels à mettre en oeuvre pour maintenir le risque au niveau le plus faible possible. Un plan d'action est ensuite défi ni pour garantir l'effi cacité de la prévention recommandée par le niveau de maîtrise déterminé. Il tient compte des mesures de prévention déjà existantes et les renforce si nécessaire. Si les mesures indiquées par le niveau de maîtrise de risque ne sont pas réalisables, par exemple, pour des raisons techniques ou budgétaires, une évaluation de risque approfondie devra être réalisée par un expert. La gestion graduée des risques est une méthode alternative pour réaliser une évaluation qualitative de risques et mettre en place des moyens de prévention sans recourir à une évaluation quantitative des risques. Son utilisation semble particulièrement adaptée au contexte des nanomatériaux manufacturés, pour lequel les choix de valeurs de référence (Valeurs limites d'exposition en milieu professionnel) et des techniques de mesurage appropriées souffrent d'une grande incertitude. La démarche proposée repose sur des critères simples, accessibles dans la littérature scientifi que ou via les données techniques relatives aux produits utilisés. Pour autant, sa mise en oeuvre requiert des compétences minimales dans les domaines de la prévention des risques chimiques (chimie, toxicologie, etc.), des nanosciences et des nanotechnologies.