Genome-wide association study identifies novel loci associated with resistance to bovine tuberculosis

Tuberculosis (TB) caused by Mycobacterium bovis is a re-emerging disease of livestock that is of major economic importance worldwide, as well as being a zoonotic risk there is significant heritability for host resistance to bovine TB (bTB) in dairy cattle. To identify resistance loci for bTB, we undertook a genome-wide association study in female Holstein-Friesian cattle with 592 cases and 559 age-matched controls from case herds. Cases and controls were categorised into distinct phenotypes: skin test and lesion positive vs skin test negative on multiple occasions, respectively these animals were genotyped with the Illumina BovineHD 700K BeadChip. Genome-wide rapid association using linear and logistic mixed models and regression (GRAMMAR), regional heritability mapping (RHM) and haplotype-sharing analysis identified two novel resistance loci that attained chromosome-wise significance, protein tyrosine phosphatase receptor T (PTPRT; P=4.8 × 10 -7) and myosin IIIB (MYO3B; P=5.4 × 10 -6). We estimated that 21% of the phenotypic variance in TB resistance could be explained by all of the informative single-nucleotide polymorphisms, of which the region encompassing the PTPRT gene accounted for 6.2% of the variance and a further 3.6% was associated with a putative copy number variant in MYO3B the results from this study add to our understanding of variation in host control of infection and suggest that genetic marker-based selection for resistance to bTB has the potential to make a significant contribution to bTB control.

Integrating personality research and animal contest theory:Aggressiveness in the green swordtail xiphophorus helleri

Aggression occurs when individuals compete over limiting resources. While theoretical studies have long placed a strong emphasis on context-specificity of aggression, there is increasing recognition that consistent behavioural differences exist among individuals, and that aggressiveness may be an important component of individual personality. Though empirical studies tend to focus on one aspect or the other, we suggest there is merit in modelling both within- and among-individual variation in agonistic behaviour simultaneously. Here, we demonstrate how this can be achieved using multivariate linear mixed effect models. Using data from repeated mirror trials and dyadic interactions of male green swordtails, Xiphophorus helleri, we show repeatable components of (co)variation in a suite of agonistic behaviour that is broadly consistent with a major axis of variation in aggressiveness. We also show that observed focal behaviour is dependent on opponent effects, which can themselves be repeatable but were more generally found to be context specific. In particular, our models show that within-individual variation in agonistic behaviour is explained, at least in part, by the relative size of a live opponent as predicted by contest theory. Finally, we suggest several additional applications of the multivariate models demonstrated here. These include testing the recently queried functional equivalence of alternative experimental approaches, (e.g., mirror trials, dyadic interaction tests) for assaying individual aggressiveness. © 2011 Wilson et al.

Cape Verde coastal ecosystem: a study of community structure, trophic interactions and exploitation pattern

Tese de dout., Ciências e Tecnologia das Pescas, Faculdade de Ciências do Mar e do Ambiente, Universidade do Algarve, 2005

Habitat predictive modelling of demersal fish species in the Azores

Dissertação de Mestrado, Estudos Integrados dos Oceanos, 25 de Março de 2013, Universidade dos Açores.

Multiple Linear Regression and Artificial Neural Networks to Predict Time and Efficiency of Soil Vapor Extraction

The prediction of the time and the efficiency of the remediation of contaminated soils using soil vapor extraction remain a difficult challenge to the scientific community and consultants. This work reports the development of multiple linear regression and artificial neural network models to predict the remediation time and efficiency of soil vapor extractions performed in soils contaminated separately with benzene, toluene, ethylbenzene, xylene, trichloroethylene, and perchloroethylene. The results demonstrated that the artificial neural network approach presents better performances when compared with multiple linear regression models. The artificial neural network model allowed an accurate prediction of remediation time and efficiency based on only soil and pollutants characteristics, and consequently allowing a simple and quick previous evaluation of the process viability.

Evolution of methodology for the study of adaptability and stability in cultivated species.

The GxE interaction only became widely discussed from evolutionary studies and evaluations of the causes of behavioral changes of species cultivated in environments. In the last 60 years, several methodologies for the study of adaptability and stability of genotypes in multiple environments trials were developed in order to assist the breeder's choice regarding which genotypes are more stable and which are the most suitable for the crops in the most diverse environments. The methods that use linear regression analysis were the first to be used in a general way by breeders, followed by multivariate analysis methods and mixed models. The need to identify the genetic and environmental causes that are behind the GxE interaction led to the development of new models that include the use of covariates and which can also include both multivariate methods and mixed modeling. However, further studies are needed to identify the causes of GxE interaction as well as for the more accurate measurement of its effects on phenotypic expression of varieties in competition trials carried out in genetic breeding programs.

Correlation of wear in vivo and six laboratory wear methods.

OBJECTIVE: We examined the correlation between clinical wear rates of restorative materials and enamel (TRAC Research Foundation, Provo, USA) and the results of six laboratory test methods (ACTA, Alabama (generalized, localized), Ivoclar (vertical, volumetric), Munich, OHSU (abrasion, attrition), Zurich). METHODS: Individual clinical wear data were available from clinical trials that were conducted by TRAC Research Foundation (formerly CRA) together with general practitioners. For each of the n=28 materials (21 composite resins for intra-coronal restorations [20 direct and 1 indirect], 5 resin materials for crowns, 1 amalgam, enamel) a minimum of 30 restorations had been placed in posterior teeth, mainly molars. The recall intervals were up to 5 years with the majority of materials (n=27) being monitored, however, only for up to 2 years. For the laboratory data, the databases MEDLINE and IADR abstracts were searched for wear data on materials which were also clinically tested by TRAC Research Foundation. Only those data for which the same test parameters (e.g. number of cycles, loading force, type of antagonist) had been published were included in the study. A different quantity of data was available for each laboratory method: Ivoclar (n=22), Zurich (n=20), Alabama (n=17), OHSU and ACTA (n=12), Munich (n=7). The clinical results were summed up in an index and a linear mixed model was fitted to the log wear measurements including the following factors: material, time (0.5, 1, 2 and 3 years), tooth (premolar/molar) and gender (male/female) as fixed effects, and patient as random effect. Relative ranks were created for each material and method; the same was performed with the clinical results. RESULTS: The mean age of the subjects was 40 (±12) years. The materials had been mostly applied in molars (81%) and 95% of the intracoronal restorations were Class II restorations. The mean number of individual wear data per material was 25 (range 14-42). The mean coefficient of variation of clinical wear data was 53%. The only significant correlation was reached by OHSU (abrasion) with a Spearman r of 0.86 (p=0.001). Zurich, ACTA, Alabama generalized wear and Ivoclar (volume) had correlation coefficients between 0.3 and 0.4. For Zurich, Alabama generalized wear and Munich, the correlation coefficient improved if only composites for direct use were taken into consideration. The combination of different laboratory methods did not significantly improve the correlation. SIGNIFICANCE: The clinical wear of composite resins is mainly dependent on differences between patients and less on the differences between materials. Laboratory methods to test conventional resins for wear are therefore less important, especially since most of them do not reflect the clinical wear.

Méthodes d’inférence exactes pour un modèle de régression avec erreurs AR(2) gaussiennes

Ce texte propose des méthodes d’inférence exactes (tests et régions de confiance) sur des modèles de régression linéaires avec erreurs autocorrélées suivant un processus autorégressif d’ordre deux [AR(2)], qui peut être non stationnaire. L’approche proposée est une généralisation de celle décrite dans Dufour (1990) pour un modèle de régression avec erreurs AR(1) et comporte trois étapes. Premièrement, on construit une région de confiance exacte pour le vecteur des coefficients du processus autorégressif (φ). Cette région est obtenue par inversion de tests d’indépendance des erreurs sur une forme transformée du modèle contre des alternatives de dépendance aux délais un et deux. Deuxièmement, en exploitant la dualité entre tests et régions de confiance (inversion de tests), on détermine une région de confiance conjointe pour le vecteur φ et un vecteur d’intérêt M de combinaisons linéaires des coefficients de régression du modèle. Troisièmement, par une méthode de projection, on obtient des intervalles de confiance «marginaux» ainsi que des tests à bornes exacts pour les composantes de M. Ces méthodes sont appliquées à des modèles du stock de monnaie (M2) et du niveau des prix (indice implicite du PNB) américains

Exogeneity, weak identification and instrument selection in econometrics

La dernière décennie a connu un intérêt croissant pour les problèmes posés par les variables instrumentales faibles dans la littérature économétrique, c’est-à-dire les situations où les variables instrumentales sont faiblement corrélées avec la variable à instrumenter. En effet, il est bien connu que lorsque les instruments sont faibles, les distributions des statistiques de Student, de Wald, du ratio de vraisemblance et du multiplicateur de Lagrange ne sont plus standard et dépendent souvent de paramètres de nuisance. Plusieurs études empiriques portant notamment sur les modèles de rendements à l’éducation [Angrist et Krueger (1991, 1995), Angrist et al. (1999), Bound et al. (1995), Dufour et Taamouti (2007)] et d’évaluation des actifs financiers (C-CAPM) [Hansen et Singleton (1982,1983), Stock et Wright (2000)], où les variables instrumentales sont faiblement corrélées avec la variable à instrumenter, ont montré que l’utilisation de ces statistiques conduit souvent à des résultats peu fiables. Un remède à ce problème est l’utilisation de tests robustes à l’identification [Anderson et Rubin (1949), Moreira (2002), Kleibergen (2003), Dufour et Taamouti (2007)]. Cependant, il n’existe aucune littérature économétrique sur la qualité des procédures robustes à l’identification lorsque les instruments disponibles sont endogènes ou à la fois endogènes et faibles. Cela soulève la question de savoir ce qui arrive aux procédures d’inférence robustes à l’identification lorsque certaines variables instrumentales supposées exogènes ne le sont pas effectivement. Plus précisément, qu’arrive-t-il si une variable instrumentale invalide est ajoutée à un ensemble d’instruments valides? Ces procédures se comportent-elles différemment? Et si l’endogénéité des variables instrumentales pose des difficultés majeures à l’inférence statistique, peut-on proposer des procédures de tests qui sélectionnent les instruments lorsqu’ils sont à la fois forts et valides? Est-il possible de proposer les proédures de sélection d’instruments qui demeurent valides même en présence d’identification faible? Cette thèse se focalise sur les modèles structurels (modèles à équations simultanées) et apporte des réponses à ces questions à travers quatre essais. Le premier essai est publié dans Journal of Statistical Planning and Inference 138 (2008) 2649 – 2661. Dans cet essai, nous analysons les effets de l’endogénéité des instruments sur deux statistiques de test robustes à l’identification: la statistique d’Anderson et Rubin (AR, 1949) et la statistique de Kleibergen (K, 2003), avec ou sans instruments faibles. D’abord, lorsque le paramètre qui contrôle l’endogénéité des instruments est fixe (ne dépend pas de la taille de l’échantillon), nous montrons que toutes ces procédures sont en général convergentes contre la présence d’instruments invalides (c’est-à-dire détectent la présence d’instruments invalides) indépendamment de leur qualité (forts ou faibles). Nous décrivons aussi des cas où cette convergence peut ne pas tenir, mais la distribution asymptotique est modifiée d’une manière qui pourrait conduire à des distorsions de niveau même pour de grands échantillons. Ceci inclut, en particulier, les cas où l’estimateur des double moindres carrés demeure convergent, mais les tests sont asymptotiquement invalides. Ensuite, lorsque les instruments sont localement exogènes (c’est-à-dire le paramètre d’endogénéité converge vers zéro lorsque la taille de l’échantillon augmente), nous montrons que ces tests convergent vers des distributions chi-carré non centrées, que les instruments soient forts ou faibles. Nous caractérisons aussi les situations où le paramètre de non centralité est nul et la distribution asymptotique des statistiques demeure la même que dans le cas des instruments valides (malgré la présence des instruments invalides). Le deuxième essai étudie l’impact des instruments faibles sur les tests de spécification du type Durbin-Wu-Hausman (DWH) ainsi que le test de Revankar et Hartley (1973). Nous proposons une analyse en petit et grand échantillon de la distribution de ces tests sous l’hypothèse nulle (niveau) et l’alternative (puissance), incluant les cas où l’identification est déficiente ou faible (instruments faibles). Notre analyse en petit échantillon founit plusieurs perspectives ainsi que des extensions des précédentes procédures. En effet, la caractérisation de la distribution de ces statistiques en petit échantillon permet la construction des tests de Monte Carlo exacts pour l’exogénéité même avec les erreurs non Gaussiens. Nous montrons que ces tests sont typiquement robustes aux intruments faibles (le niveau est contrôlé). De plus, nous fournissons une caractérisation de la puissance des tests, qui exhibe clairement les facteurs qui déterminent la puissance. Nous montrons que les tests n’ont pas de puissance lorsque tous les instruments sont faibles [similaire à Guggenberger(2008)]. Cependant, la puissance existe tant qu’au moins un seul instruments est fort. La conclusion de Guggenberger (2008) concerne le cas où tous les instruments sont faibles (un cas d’intérêt mineur en pratique). Notre théorie asymptotique sous les hypothèses affaiblies confirme la théorie en échantillon fini. Par ailleurs, nous présentons une analyse de Monte Carlo indiquant que: (1) l’estimateur des moindres carrés ordinaires est plus efficace que celui des doubles moindres carrés lorsque les instruments sont faibles et l’endogenéité modérée [conclusion similaire à celle de Kiviet and Niemczyk (2007)]; (2) les estimateurs pré-test basés sur les tests d’exogenété ont une excellente performance par rapport aux doubles moindres carrés. Ceci suggère que la méthode des variables instrumentales ne devrait être appliquée que si l’on a la certitude d’avoir des instruments forts. Donc, les conclusions de Guggenberger (2008) sont mitigées et pourraient être trompeuses. Nous illustrons nos résultats théoriques à travers des expériences de simulation et deux applications empiriques: la relation entre le taux d’ouverture et la croissance économique et le problème bien connu du rendement à l’éducation. Le troisième essai étend le test d’exogénéité du type Wald proposé par Dufour (1987) aux cas où les erreurs de la régression ont une distribution non-normale. Nous proposons une nouvelle version du précédent test qui est valide même en présence d’erreurs non-Gaussiens. Contrairement aux procédures de test d’exogénéité usuelles (tests de Durbin-Wu-Hausman et de Rvankar- Hartley), le test de Wald permet de résoudre un problème courant dans les travaux empiriques qui consiste à tester l’exogénéité partielle d’un sous ensemble de variables. Nous proposons deux nouveaux estimateurs pré-test basés sur le test de Wald qui performent mieux (en terme d’erreur quadratique moyenne) que l’estimateur IV usuel lorsque les variables instrumentales sont faibles et l’endogénéité modérée. Nous montrons également que ce test peut servir de procédure de sélection de variables instrumentales. Nous illustrons les résultats théoriques par deux applications empiriques: le modèle bien connu d’équation du salaire [Angist et Krueger (1991, 1999)] et les rendements d’échelle [Nerlove (1963)]. Nos résultats suggèrent que l’éducation de la mère expliquerait le décrochage de son fils, que l’output est une variable endogène dans l’estimation du coût de la firme et que le prix du fuel en est un instrument valide pour l’output. Le quatrième essai résout deux problèmes très importants dans la littérature économétrique. D’abord, bien que le test de Wald initial ou étendu permette de construire les régions de confiance et de tester les restrictions linéaires sur les covariances, il suppose que les paramètres du modèle sont identifiés. Lorsque l’identification est faible (instruments faiblement corrélés avec la variable à instrumenter), ce test n’est en général plus valide. Cet essai développe une procédure d’inférence robuste à l’identification (instruments faibles) qui permet de construire des régions de confiance pour la matrices de covariances entre les erreurs de la régression et les variables explicatives (possiblement endogènes). Nous fournissons les expressions analytiques des régions de confiance et caractérisons les conditions nécessaires et suffisantes sous lesquelles ils sont bornés. La procédure proposée demeure valide même pour de petits échantillons et elle est aussi asymptotiquement robuste à l’hétéroscédasticité et l’autocorrélation des erreurs. Ensuite, les résultats sont utilisés pour développer les tests d’exogénéité partielle robustes à l’identification. Les simulations Monte Carlo indiquent que ces tests contrôlent le niveau et ont de la puissance même si les instruments sont faibles. Ceci nous permet de proposer une procédure valide de sélection de variables instrumentales même s’il y a un problème d’identification. La procédure de sélection des instruments est basée sur deux nouveaux estimateurs pré-test qui combinent l’estimateur IV usuel et les estimateurs IV partiels. Nos simulations montrent que: (1) tout comme l’estimateur des moindres carrés ordinaires, les estimateurs IV partiels sont plus efficaces que l’estimateur IV usuel lorsque les instruments sont faibles et l’endogénéité modérée; (2) les estimateurs pré-test ont globalement une excellente performance comparés à l’estimateur IV usuel. Nous illustrons nos résultats théoriques par deux applications empiriques: la relation entre le taux d’ouverture et la croissance économique et le modèle de rendements à l’éducation. Dans la première application, les études antérieures ont conclu que les instruments n’étaient pas trop faibles [Dufour et Taamouti (2007)] alors qu’ils le sont fortement dans la seconde [Bound (1995), Doko et Dufour (2009)]. Conformément à nos résultats théoriques, nous trouvons les régions de confiance non bornées pour la covariance dans le cas où les instruments sont assez faibles.

Sélection de modèle d'imputation à partir de modèles bayésiens hiérarchiques linéaires multivariés

Les logiciels utilisés sont Splus et R.

L’arbre de régression multivariable et les modèles linéaires généralisés revisités : applications à l’étude de la diversité bêta et à l’estimation de la biomasse d’arbres tropicaux

En écologie, dans le cadre par exemple d’études des services fournis par les écosystèmes, les modélisations descriptive, explicative et prédictive ont toutes trois leur place distincte. Certaines situations bien précises requièrent soit l’un soit l’autre de ces types de modélisation ; le bon choix s’impose afin de pouvoir faire du modèle un usage conforme aux objectifs de l’étude. Dans le cadre de ce travail, nous explorons dans un premier temps le pouvoir explicatif de l’arbre de régression multivariable (ARM). Cette méthode de modélisation est basée sur un algorithme récursif de bipartition et une méthode de rééchantillonage permettant l’élagage du modèle final, qui est un arbre, afin d’obtenir le modèle produisant les meilleures prédictions. Cette analyse asymétrique à deux tableaux permet l’obtention de groupes homogènes d’objets du tableau réponse, les divisions entre les groupes correspondant à des points de coupure des variables du tableau explicatif marquant les changements les plus abrupts de la réponse. Nous démontrons qu’afin de calculer le pouvoir explicatif de l’ARM, on doit définir un coefficient de détermination ajusté dans lequel les degrés de liberté du modèle sont estimés à l’aide d’un algorithme. Cette estimation du coefficient de détermination de la population est pratiquement non biaisée. Puisque l’ARM sous-tend des prémisses de discontinuité alors que l’analyse canonique de redondance (ACR) modélise des gradients linéaires continus, la comparaison de leur pouvoir explicatif respectif permet entre autres de distinguer quel type de patron la réponse suit en fonction des variables explicatives. La comparaison du pouvoir explicatif entre l’ACR et l’ARM a été motivée par l’utilisation extensive de l’ACR afin d’étudier la diversité bêta. Toujours dans une optique explicative, nous définissons une nouvelle procédure appelée l’arbre de régression multivariable en cascade (ARMC) qui permet de construire un modèle tout en imposant un ordre hiérarchique aux hypothèses à l’étude. Cette nouvelle procédure permet d’entreprendre l’étude de l’effet hiérarchisé de deux jeux de variables explicatives, principal et subordonné, puis de calculer leur pouvoir explicatif. L’interprétation du modèle final se fait comme dans une MANOVA hiérarchique. On peut trouver dans les résultats de cette analyse des informations supplémentaires quant aux liens qui existent entre la réponse et les variables explicatives, par exemple des interactions entres les deux jeux explicatifs qui n’étaient pas mises en évidence par l’analyse ARM usuelle. D’autre part, on étudie le pouvoir prédictif des modèles linéaires généralisés en modélisant la biomasse de différentes espèces d’arbre tropicaux en fonction de certaines de leurs mesures allométriques. Plus particulièrement, nous examinons la capacité des structures d’erreur gaussienne et gamma à fournir les prédictions les plus précises. Nous montrons que pour une espèce en particulier, le pouvoir prédictif d’un modèle faisant usage de la structure d’erreur gamma est supérieur. Cette étude s’insère dans un cadre pratique et se veut un exemple pour les gestionnaires voulant estimer précisément la capture du carbone par des plantations d’arbres tropicaux. Nos conclusions pourraient faire partie intégrante d’un programme de réduction des émissions de carbone par les changements d’utilisation des terres.

Observational learning of motor skills : Looking for optimal models

L’observation d’un modèle pratiquant une habileté motrice promeut l’apprentissage de l’habileté en question. Toutefois, peu de chercheurs se sont attardés à étudier les caractéristiques d’un bon modèle et à mettre en évidence les conditions d’observation pouvant optimiser l’apprentissage. Dans les trois études composant cette thèse, nous avons examiné les effets du niveau d’habileté du modèle, de la latéralité du modèle, du point de vue auquel l’observateur est placé, et du mode de présentation de l’information sur l’apprentissage d’une tâche de timing séquentielle composée de quatre segments. Dans la première expérience de la première étude, les participants observaient soit un novice, soit un expert, soit un novice et un expert. Les résultats des tests de rétention et de transfert ont révélé que l’observation d’un novice était moins bénéfique pour l’apprentissage que le fait d’observer un expert ou une combinaison des deux (condition mixte). Par ailleurs, il semblerait que l’observation combinée de modèles novice et expert induise un mouvement plus stable et une meilleure généralisation du timing relatif imposé comparativement aux deux autres conditions. Dans la seconde expérience, nous voulions déterminer si un certain type de performance chez un novice (très variable, avec ou sans amélioration de la performance) dans l’observation d’une condition mixte amenait un meilleur apprentissage de la tâche. Aucune différence significative n’a été observée entre les différents types de modèle novices employés dans l’observation de la condition mixte. Ces résultats suggèrent qu’une observation mixte fournit une représentation précise de ce qu’il faut faire (modèle expert) et que l’apprentissage est d’autant plus amélioré lorsque l’apprenant peut contraster cela avec la performance de modèles ayant moins de succès. Dans notre seconde étude, des participants droitiers devaient observer un modèle à la première ou à la troisième personne. L’observation d’un modèle utilisant la même main préférentielle que soi induit un meilleur apprentissage de la tâche que l’observation d’un modèle dont la dominance latérale est opposée à la sienne, et ce, quel que soit l’angle d’observation. Ce résultat suggère que le réseau d’observation de l’action (AON) est plus sensible à la latéralité du modèle qu’à l’angle de vue de l’observateur. Ainsi, le réseau d’observation de l’action semble lié à des régions sensorimotrices du cerveau qui simulent la programmation motrice comme si le mouvement observé était réalisé par sa propre main dominante. Pour finir, dans la troisième étude, nous nous sommes intéressés à déterminer si le mode de présentation (en direct ou en vidéo) influait sur l’apprentissage par observation et si cet effet est modulé par le point de vue de l’observateur (première ou troisième personne). Pour cela, les participants observaient soit un modèle en direct soit une présentation vidéo du modèle et ceci avec une vue soit à la première soit à la troisième personne. Nos résultats ont révélé que l’observation ne diffère pas significativement selon le type de présentation utilisée ou le point de vue auquel l’observateur est placé. Ces résultats sont contraires aux prédictions découlant des études d’imagerie cérébrale ayant montré une activation plus importante du cortex sensorimoteur lors d’une observation en direct comparée à une observation vidéo et de la première personne comparée à la troisième personne. Dans l’ensemble, nos résultats indiquent que le niveau d’habileté du modèle et sa latéralité sont des déterminants importants de l’apprentissage par observation alors que le point de vue de l’observateur et le moyen de présentation n’ont pas d’effets significatifs sur l’apprentissage d’une tâche motrice. De plus, nos résultats suggèrent que la plus grande activation du réseau d’observation de l’action révélée par les études en imagerie mentale durant l’observation d’une action n’induit pas nécessairement un meilleur apprentissage de la tâche.

Optimisation de l’administration des médicaments chez les enfants transplantés grâce à la pharmacocinétique de population

Ce travail de thèse porte sur l’application de la pharmacocinétique de population dans le but d’optimiser l’utilisation de certains médicaments chez les enfants immunosupprimés et subissant une greffe. Parmi les différents médicaments utilisés chez les enfants immunosupprimés, l’utilisation du busulfan, du tacrolimus et du voriconazole reste problématique, notamment à cause d’une très grande variabilité interindividuelle de leur pharmacocinétique rendant nécessaire l’individualisation des doses par le suivi thérapeutique pharmacologique. De plus, ces médicaments n’ont pas fait l’objet d’études chez les enfants et les doses sont adaptées à partir des adultes. Cette dernière pratique ne prend pas en compte les particularités pharmacologiques qui caractérisent l’enfant tout au long de son développement et rend illusoire l’extrapolation aux enfants des données acquises chez les adultes. Les travaux effectués dans le cadre de cette thèse ont étudié successivement la pharmacocinétique du busulfan, du voriconazole et du tacrolimus par une approche de population en une étape (modèles non-linéaires à effets mixtes). Ces modèles ont permis d’identifier les principales sources de variabilités interindividuelles sur les paramètres pharmacocinétiques. Les covariables identifiées sont la surface corporelle et le poids. Ces résultats confirment l’importance de tenir en compte l’effet de la croissance en pédiatrie. Ces paramètres ont été inclus de façon allométrique dans les modèles. Cette approche permet de séparer l’effet de la mesure anthropométrique d’autres covariables et permet la comparaison des paramètres pharmacocinétiques en pédiatrie avec ceux des adultes. La prise en compte de ces covariables explicatives devrait permettre d’améliorer la prise en charge a priori des patients. Ces modèles développés ont été évalués pour confirmer leur stabilité, leur performance de simulation et leur capacité à répondre aux objectifs initiaux de la modélisation. Dans le cas du busulfan, le modèle validé a été utilisé pour proposer par simulation une posologie qui améliorerait l’atteinte de l’exposition cible, diminuerait l’échec thérapeutique et les risques de toxicité. Le modèle développé pour le voriconazole, a permis de confirmer la grande variabilité interindividuelle dans sa pharmacocinétique chez les enfants immunosupprimés. Le nombre limité de patients n’a pas permis d’identifier des covariables expliquant cette variabilité. Sur la base du modèle de pharmacocinétique de population du tacrolimus, un estimateur Bayesien a été mis au point, qui est le premier dans cette population de transplantés hépatiques pédiatriques. Cet estimateur permet de prédire les paramètres pharmacocinétiques et l’exposition individuelle au tacrolimus sur la base d’un nombre limité de prélèvements. En conclusion, les travaux de cette thèse ont permis d’appliquer la pharmacocinétique de population en pédiatrie pour explorer les caractéristiques propres à cette population, de décrire la variabilité pharmacocinétique des médicaments utilisés chez les enfants immunosupprimés, en vue de l’individualisation du traitement. Les outils pharmacocinétiques développés s’inscrivent dans une démarche visant à diminuer le taux d'échec thérapeutique et l’incidence des effets indésirables ou toxiques chez les enfants immunosupprimés suite à une transplantation.

Santé reproductive et santé mentale des femmes qui ont subi la violence sexuelle en temps de conflit armé : cas de la République Démocratique du Congo

Problématique : Depuis bientôt deux décennies, la République Démocratique du Congo (RDC) est le territoire d’un conflit armé qui, selon l’International Rescue Commite, aurait occasionné plus de 3 millions de décès et autant de déplacés internes. Plusieurs rapports font également cas des nombreux actes de violence sexuelle (les viols, les mutilations, l’esclavage, l’exploitation sexuelle, etc.) commis envers les filles, les femmes et dans une moindre ampleur les hommes. S’il existe un consensus sur le côté barbare des actes de violence sexuelle liés aux conflits armés, rares sont les études qui ont évalué leurs conséquences sur la santé reproductive des survivantes surtout en termes d’issues telles que les fistules, les douleurs pelviennes chroniques (DPC), le désir de rapports sexuels, le désir d’enfant et le désir d’interruption de la grossesse issue de tels actes. Par ailleurs, même si la santé mentale des populations en zones de conflit représente un sujet d’intérêt, l’impact spécifique de la violence sexuelle liée au conflit sur la santé mentale des survivantes a été peu étudié. De plus, ces travaux s’intéressent aux effets de la violence sexuelle liée au conflit sur la santé mentale et sur la santé reproductive séparément et ce, sans évaluer les relations qui peuvent exister entre ces deux dimensions qui, pourtant, s’influencent mutuellement. Aussi, l’impact social de la violence sexuelle liée au conflit, ainsi que la contribution des normes socioculturelles aux difficultés que rencontrent les survivantes, a été peu étudié. Pourtant, l’impact social de la violence sexuelle liée au conflit peut permettre de mieux comprendre comment l’expérience d’un tel acte peut affecter la santé mentale. Enfin, aucune étude n’a évalué les effets de la violence sexuelle liée au conflit en la comparant à la violence sexuelle non liée au conflit (VSNLC). Pourtant, il est reconnu qu’à de nombreux égards, la violence sexuelle liée au conflit est bien différente de la VSNLC puisqu’elle est perpétrée avec l’intention de créer le maximum d’effets adverses pour la victime et sa communauté. Objectifs : Les objectifs poursuivis dans cette thèse visent à : 1) évaluer les effets de la violence sexuelle liée au conflit sur la santé reproductive; 2) évaluer les effets de la violence sexuelle liée au conflit sur la santé mentale en termes de sévérité des symptômes de stress posttraumatique (PTSD), de sévérité des symptômes de détresse psychologique et de probabilité de souffrir de troubles mentaux communs (TMC); 3) évaluer la contribution des troubles physiques de santé reproductive, en particulier les fistules et les douleurs pelviennes chroniques (DPC), aux effets de la violence sexuelle liée au conflit sur la santé mentale; 4) évaluer la contribution de l’état de santé mentale aux effets de la violence sexuelle liée au conflit sur le désir de rapports sexuels et le désir d’enfant; et 5) étudier l’impact de la violence sexuelle liée au conflit sur le plan social ainsi que la contribution des normes socioculturelles à ses effets adverses et la façon dont ces effets pourraient à leur tour influencer la santé des femmes et leur relation avec l’enfant issu de l’acte de violence sexuelle subi. Méthodologie : Un devis mixte de nature convergente a permis de collecter des données quantitatives auprès de l’ensemble des participantes (étude transversale) et des données qualitatives sur un nombre plus restreint de femmes (étude phénoménologique). Une étude transversale populationnelle a été conduite entre juillet et août 2012 auprès de 320 femmes âgées de 15 à 45 ans habitant quatre (4) quartiers de la ville de Goma située dans la province du Nord-Kivu en RDC. Les femmes ont été recrutées à travers des annonces faites par les responsables des programmes d’alphabétisation et de résolution de conflits implantés dans les différents quartiers par le Collectif Alpha Ujuvi, une ONG locale. Les issues de santé reproductive évaluées sont : les fistules, les DPC, le désir de rapports sexuels, le désir d’enfant et le désir d’interruption de la grossesse issue d’un acte de violence sexuelle. Les variables de santé mentale d’intérêt sont : la sévérité des symptômes de détresse psychologique, la sévérité des symptômes de PTSD et la probabilité de souffrir de TMC. Pour les analyses, l’exposition a été définie en trois (3) catégories selon l’expérience passée de violence sexuelle : les femmes qui ont vécu des actes de violence sexuelle liée au conflit, celles qui ont vécu des actes de VSNLC et celles qui ont déclaré n’avoir jamais subi d’acte de violence sexuelle au cours de leur vie. Les variables de confusion potentielles mesurées sont : l’âge, le statut matrimonial, le nombre d’enfants, le niveau d’éducation le plus élevé atteint et l’occupation professionnelle. Les mesures d’associations ont été évaluées à l’aide de modèles de régressions logistiques et linéaires simples et multiples. Des tests d’interaction multiplicative et des analyses stratifiées ont été également conduits pour évaluer l’effet potentiellement modificateur de quelques variables (âge, statut matrimonial, nombre d’enfants) sur la relation entre la violence sexuelle et les variables de santé reproductive ou de santé mentale. Ces tests ont également été utilisés pour évaluer la contribution d’une variable de santé reproductive ou de santé mentale aux effets de la violence sexuelle sur l’autre dimension de la santé d’intérêt dans cette étude. Une étude phénoménologique a été conduite dans le même intervalle de temps auprès de 12 femmes ayant participé à la partie quantitative de l’étude qui ont vécu la violence sexuelle liée au conflit et ont eu un enfant issu d’une agression sexuelle. Les sujets explorés incluent : la perception de l’acte de violence sexuelle liée au conflit vécu et de la vie quotidienne par les victimes; la perception de l’acte de violence sexuelle liée au conflit par la famille et l’entourage et leurs réactions après l’agression; la perception de la grossesse issue de l’acte de violence sexuelle par la victime; la perception de l’enfant issu de la violence sexuelle liée au conflit par la victime ainsi que son entourage; les conséquences sociales de l’expérience de violence sexuelle liée au conflit et les besoins des victimes pour leur réhabilitation. Une analyse thématique avec un codage ouvert a permis de ressortir les thèmes clés des récits des participantes. Par la suite, l’approche de théorisation ancrée a été utilisée pour induire un cadre décrivant l’impact social de l’expérience de la violence sexuelle liée au conflit et les facteurs y contribuant. Résultats : Le premier article de cette thèse montre que, comparées aux femmes qui n’ont jamais vécu un acte de violence sexuelle, celles qui ont vécu la violence sexuelle liée au conflit ont une probabilité plus élevée d’avoir une fistule (OR=11.1, IC 95% [3.1-39.3]), des DPC (OR=5.1, IC 95% [2.4-10.9]), de rapporter une absence de désir de rapports sexuels (OR=3.5, IC 95% [1.7-6.9]) et une absence de désir d’enfant (OR=3.5, IC 95% [1.6-7.8]). Comparées aux mêmes femmes, celles qui ont vécu la VSNLC ont plus de probabilité de souffrir de DPC (OR=2.3, IC 95% [0.95-5.8]) et de rapporter une absence de désir d’enfant (OR=2.7, IC 95% [1.1-6.5]). Comparées aux femmes qui ont vécu la VSNLC, celles qui ont vécu la violence sexuelle liée au conflit ont également une probabilité plus élevée d’avoir une fistule (OR=9.5, IC 95% [1.6-56.4]), des DPC (OR=2.2, IC 95% [0.8-5.7]) et de rapporter une absence de désir de rapports sexuels (OR=2.5, IC 95% [1.1-6.1]). En ce qui concerne les grossesses issues des viols, comparées aux femmes qui ont vécu la VSNLC, celles qui ont vécu la violence sexuelle liée au conflit sont plus nombreuses à souhaiter avorter (55% vs 25% pour celles qui ont vécu la VSNLC). Elles sont également plus nombreuses à déclarer qu’elles auraient avorté si les soins appropriés étaient accessibles (39% vs 21% pour celles qui ont vécu la VSNLC). Le second article montre qu’en comparaison aux femmes qui n’ont jamais subi de violence sexuelle, celles qui ont vécu la violence sexuelle liée au conflit présentent des symptômes de détresse psychologique (moyennes de score respectives 8.6 et 12.6, p<0.0001) et des symptômes de PTSD (moyennes de score respectives 2.2 et 2.6, p<0.0001) plus sévères et ont plus de probabilité d’être dépistées comme un cas de TMC (30% vs 76%, p<0.0001). De plus, comparées aux femmes qui ont vécu la VSNLC, celles qui ont vécu la violence sexuelle liée au conflit présentent des symptômes de détresse psychologique (moyennes de score respectives 10.1 et 12.6, p<0.0001) et des symptômes de PTSD (moyennes de score respectives 2.2 et 2.6, p<0.0001) plus sévères et ont plus de probabilité d’être dépistées comme un cas de TMC (48% vs 76%, p<0.001). Les valeurs minimales et maximales de score de sévérité de symptômes de détresse psychologique sont de 0/12 pour les femmes qui n’ont jamais vécu de violence sexuelle, 4/19 pour celles qui ont vécu la VSNLC et de 5/18 pour celles qui ont vécu la violence sexuelle liée au confit. En ce qui concerne la sévérité des symptômes de PTSD, les scores minimal et maximal sont respectivement de 0.36/3.22, 0.41/3.41 et 0.95/3.45. Le fait d’avoir développé une fistule ou de souffrir de DPC après l’agression sexuelle augmente la force des associations entre la violence sexuelle et la santé mentale. Les femmes qui ont subi la violence sexuelle liée au conflit et qui ont souffert de fistules présentent des symptômes de détresse psychologique et de PTSD plus sévères comparées aux femmes qui ont subi la violence sexuelle liée au conflit mais n’ont pas de fistules. Les résultats sont similaires pour les femmes qui ont subi la violence sexuelle liée au conflit et qui souffrent de DPC. Des résultats complémentaires suggèrent que le statut matrimonial modifie l’effet de la violence sexuelle sur la sévérité des symptômes de détresse psychologique, les femmes divorcées/séparées et les veuves étant celles qui ont les moyennes de score les plus élevées (respectivement 11.3 et 12.1 vs 9.26 et 9.49 pour les célibataires et les mariées). Par ailleurs, la sévérité des symptômes de détresse psychologique modifie l’association entre la violence sexuelle liée au conflit et le désir d’enfant. Le troisième article montre que, sur le plan social, l’expérience de violence sexuelle liée au conflit entraine également de lourdes conséquences. Toutes celles qui ont vécu ce type d’acte décrivent leur vie de survivante et de mère d’un enfant issu d’une agression sexuelle comme difficile, oppressive, faite de peines et de soucis et sans valeur. Plusieurs facteurs influencent la description que les victimes de violence sexuelle liée au conflit font de leur vie quotidienne, et ils sont tous reliés aux normes socioculturelles qui font de la femme une citoyenne de seconde zone, ne font aucune différence entre un viol et un adultère, condamnent les victimes de violence sexuelle plutôt que leurs agresseurs, rejettent et stigmatisent les victimes de tels actes ainsi que l’enfant qui en est issu. En réponse au rejet et au manque de considération, les femmes victimes de violence sexuelle liée au conflit ont tendance à s’isoler pour éviter les insultes et à garder le silence sur leur agression. En plus, les réactions de leur entourage/communauté ont tendance à leur faire revivre l’agression sexuelle subie, autant d’éléments qui nuisent davantage à leur réhabilitation. D’autres résultats démontrent que les enfants issus d’actes de violence sexuelle liée au conflit sont également rejetés par leur communauté, leur famille adoptive ainsi que le conjoint de leur mère, ce qui affecte davantage les survivantes. Avec leurs mères, les relations développées varient entre le rejet, la résignation et l’affection. Néanmoins, ces relations sont plus souvent tendues probablement à cause de la stigmatisation de la communauté. Conclusion: La violence sexuelle liée au conflit a des effets adverses sur la santé reproductive, la santé mentale mais également sur le plan social. Ces trois dimensions sont loin d’être isolées puisque cette étude a permis de démontrer qu’elles s’influencent mutuellement. Ceci suggère que la prise en charge des victimes de violence sexuelle liée au conflit ne doit pas se concentrer sur un aspect ou un autre de la santé mais prendre en compte l’ensemble des dimensions de la femme pour offrir une aide holistique, plus adaptée et qui sera plus efficace à long terme.

Inférence robuste à la présence des valeurs aberrantes dans les enquêtes

Cette thèse comporte trois articles dont un est publié et deux en préparation. Le sujet central de la thèse porte sur le traitement des valeurs aberrantes représentatives dans deux aspects importants des enquêtes que sont : l’estimation des petits domaines et l’imputation en présence de non-réponse partielle. En ce qui concerne les petits domaines, les estimateurs robustes dans le cadre des modèles au niveau des unités ont été étudiés. Sinha & Rao (2009) proposent une version robuste du meilleur prédicteur linéaire sans biais empirique pour la moyenne des petits domaines. Leur estimateur robuste est de type «plugin», et à la lumière des travaux de Chambers (1986), cet estimateur peut être biaisé dans certaines situations. Chambers et al. (2014) proposent un estimateur corrigé du biais. En outre, un estimateur de l’erreur quadratique moyenne a été associé à ces estimateurs ponctuels. Sinha & Rao (2009) proposent une procédure bootstrap paramétrique pour estimer l’erreur quadratique moyenne. Des méthodes analytiques sont proposées dans Chambers et al. (2014). Cependant, leur validité théorique n’a pas été établie et leurs performances empiriques ne sont pas pleinement satisfaisantes. Ici, nous examinons deux nouvelles approches pour obtenir une version robuste du meilleur prédicteur linéaire sans biais empirique : la première est fondée sur les travaux de Chambers (1986), et la deuxième est basée sur le concept de biais conditionnel comme mesure de l’influence d’une unité de la population. Ces deux classes d’estimateurs robustes des petits domaines incluent également un terme de correction pour le biais. Cependant, ils utilisent tous les deux l’information disponible dans tous les domaines contrairement à celui de Chambers et al. (2014) qui utilise uniquement l’information disponible dans le domaine d’intérêt. Dans certaines situations, un biais non négligeable est possible pour l’estimateur de Sinha & Rao (2009), alors que les estimateurs proposés exhibent un faible biais pour un choix approprié de la fonction d’influence et de la constante de robustesse. Les simulations Monte Carlo sont effectuées, et les comparaisons sont faites entre les estimateurs proposés et ceux de Sinha & Rao (2009) et de Chambers et al. (2014). Les résultats montrent que les estimateurs de Sinha & Rao (2009) et de Chambers et al. (2014) peuvent avoir un biais important, alors que les estimateurs proposés ont une meilleure performance en termes de biais et d’erreur quadratique moyenne. En outre, nous proposons une nouvelle procédure bootstrap pour l’estimation de l’erreur quadratique moyenne des estimateurs robustes des petits domaines. Contrairement aux procédures existantes, nous montrons formellement la validité asymptotique de la méthode bootstrap proposée. Par ailleurs, la méthode proposée est semi-paramétrique, c’est-à-dire, elle n’est pas assujettie à une hypothèse sur les distributions des erreurs ou des effets aléatoires. Ainsi, elle est particulièrement attrayante et plus largement applicable. Nous examinons les performances de notre procédure bootstrap avec les simulations Monte Carlo. Les résultats montrent que notre procédure performe bien et surtout performe mieux que tous les compétiteurs étudiés. Une application de la méthode proposée est illustrée en analysant les données réelles contenant des valeurs aberrantes de Battese, Harter & Fuller (1988). S’agissant de l’imputation en présence de non-réponse partielle, certaines formes d’imputation simple ont été étudiées. L’imputation par la régression déterministe entre les classes, qui inclut l’imputation par le ratio et l’imputation par la moyenne sont souvent utilisées dans les enquêtes. Ces méthodes d’imputation peuvent conduire à des estimateurs imputés biaisés si le modèle d’imputation ou le modèle de non-réponse n’est pas correctement spécifié. Des estimateurs doublement robustes ont été développés dans les années récentes. Ces estimateurs sont sans biais si l’un au moins des modèles d’imputation ou de non-réponse est bien spécifié. Cependant, en présence des valeurs aberrantes, les estimateurs imputés doublement robustes peuvent être très instables. En utilisant le concept de biais conditionnel, nous proposons une version robuste aux valeurs aberrantes de l’estimateur doublement robuste. Les résultats des études par simulations montrent que l’estimateur proposé performe bien pour un choix approprié de la constante de robustesse.