Intégration des facteurs prédictifs de l'effet d'un traitement dans la conception et l'analyse des essais cliniques de petite taille : application à la maladie de Huntington.

Integration of predictive factors of treatment effect in design and analyse of clinical trials with small sample size : application on Huntington's disease

• Auteur / Autrice : Catherine Schramm
• Direction : Anne-Catherine Bachoud-Lévi, Sandrine Katsahian
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biostatistiques
• Date : Soutenance le 06/07/2016
• Etablissement(s) : Paris 6
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Pierre Louis de santé publique : épidémiologie et sciences de l'information biomédicale (Paris ; 2000-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Centre de recherche des Cordeliers (Paris ; 2007-....)
• Jury : Président / Présidente : Pierre-Yves Boëlle
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Stefan Michiels
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Bruno Falissard, Joachim Ferreira

Mots clés

Mots clés contrôlés

Plan d'expérience

Biothérapie

Chorée de Huntington

Mots clés libres

Clustering

Données longitudinales

Plans expérimentaux

Médecine stratifiée

Retest

Maladie de Huntington

Clustering

Longitudinal data

Huntington's disease

Résumé

La maladie de Huntington est neurodégénérative, génétique, rare, multifacette et de durée d'évolution longue, induisant une grande. Les biothérapies en cours d'essai sont réalisées sur des petits effectifs, avec un effet mesurable à long terme et hétérogène. Identifier des marqueurs d'évolution de la maladie et de réponse au traitement permettrait de mieux comprendre et d'améliorer les résultats des futurs essais cliniques. Nous avons développé une méthode de clustering pour l'efficacité d'un traitement dans le cadre de données longitudinales afin de définir des répondeurs et non répondeurs au traitement. Notre méthode, robuste pour les petits effectifs, combine un modèle linéaire mixte à deux pentes et un algorithme de clustering. Le modèle mixte génère des effets aléatoires, associés à la réponse au traitement, propres à chaque patient. L'algorithme de clustering permet de définir des sous-groupes selon la valeur des effets aléatoires. Trouver des sous-groupes de patients répondeurs permet de définir des marqueurs prédictifs de la réponse au traitement qui seront utilisés pour donner le traitement le mieux adapté à chaque patient. Nous avons discuté de l'intégration (i) des marqueurs prédictifs dans les plans expérimentaux des essais cliniques, en évaluant leur impact sur la puissance de l'étude; et (ii) des marqueurs pronostiques, en étudiant l¿impact du polymorphisme COMT sur le déclin cognitif des patients. Enfin, nous avons évalué l'effet d'apprentissage des tests neuropsychologiques, et montré comment une double évaluation à l'inclusion dans un essai clinique permettait de s'en affranchir quand le critère de jugement principal est le déclin cognitif.

Huntington's disease is neurodegenerative, genetic, rare, multifaceted and has a long evolution, inducing heterogeneity of conditions and progression of the disease. Current biotherapy trials are performed on small samples of patients, with a treatment effect measurable in the long-term that is heterogeneous. Identifying markers of the disease progression and of the treatment response may help to better understand and improve results of biotherapy studies in Huntington's disease. We have developed a clustering method for the treatment efficacy in the case of longitudinal data in order to identify treatment responders and nonresponders. Our method combines a linear mixed model with two slopes and a classical clustering algorithm. The mixed model generates random effects associated with treatment response, specific to each patient. The clustering algorithm is used to define subgroups according to the value of the random effects. Our method is robust in case of small samples. Finding subgroups of responders may help to define predictive markers of treatment response which will be used to give the most appropriate treatment for each patient. We discussed integration of (i) the predictive markers in study design of future clinical trials, assessing their impact on the power of the study; and (ii) the prognostic markers of disease progression by studying the COMT polymorphism as a prognostic marker of cognitive decline in Huntington's disease. Finally, we evaluated the learning effect of neuropsychological tasks measuring cognitive abilities, and showed how a double baseline in a clinical trial could take it into account when the primary outcome is the cognitive decline.