1. Analyses longitudinales de données métabolomiques de grande dimension en recherche clinique : étude de la dynamique du métabolome après vaccination contre la fièvre jaune
- Author
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Rodolphe Thiébaut, E. Lhomme, Marcus Altfeld, Boris P. Hejblum, Anne Rechtien, Madeleine J. Bunders, T. Hankemeier, Laura Richert, Z. Zhang, and M. Richard
- Subjects
Epidemiology ,Public Health, Environmental and Occupational Health - Abstract
Introduction La vaccination est un outil majeur de prevention des maladies infectieuses, mais les mecanismes d’induction des reponses immunitaires par les vaccins restent encore mal compris. Grâce aux nouvelles technologies a haut-debit, la recherche des mecanismes et variabilites interindividuelles des reponses induites par la vaccination s’avere de plus en plus fine. Cependant, les donnees de grande dimension generees, les « omiques », soulevent des defis methodologiques (grand nombre de variables correlees mesurees dans des etudes translationnelles et essais precoces a faible effectif). Actuellement, la metabolomique occupe une place emergente dans la recherche vaccinologique translationnelle. Notre etude visait a utiliser le vaccin contre la fievre-jaune YF-17D dont l’immunogenicite et l’efficacite clinique ont ete maintes fois demontrees, comme modele experimental exploratoire pour etudier l’effet vaccinal sur la dynamique globale des marqueurs metabolomiques et de leurs voies metaboliques au cours du temps. Methodes L’etude a ete menee sur des donnees de 16 volontaires sains adultes recrutes entre 2016 et 2017 dans un centre de medecine des voyages allemand (Bernhard Nocht Institute, Hambourg). Des prelevements sanguins multiples, non a jeun, ont ete realisees avant (J0) et apres (J1, J3 et J28) vaccination. Les 328 marqueurs metabolomiques cibles (amines, lipides positifs et lipides de signalisation) ont ete mesures via une technique de separation-detection des molecules (UHPLC-MS). Les voies metaboliques des marqueurs ont ete definies avec la base de donnees KEGG. Les dynamiques post-vaccinales des marqueurs ont ete analysees avec une methode developpee pour l’analyse de donnees transcriptomiques longitudinales. Elle est basee sur un modele lineaire mixte et comprend un test du score en composante de variance ne necessitant pas d’hypothese distributionnelle des donnees (package Bioconductor ‘dearseq’). Elle permet de detecter simultanement une evolution moyenne (effet fixe) des marqueurs au cours du temps mais aussi au niveau de l’heterogeneite interindividuelle (effet aleatoire). Des modeles par marqueur puis par groupes de marqueurs (voie metabolique), ont ete utilises sur l’ensemble des trois temps de mesure J0, J1 et J3. Un ajustement de la multiplicite des tests a ete realise via la procedure Benjamini-Hochberg (controlant le FDR a 5 %). Une analyse bootstrap a ete realisee pour evaluer la robustesse des resultats. Resultats Les niveaux de six marqueurs metabolomiques lipidiques (quatre triglycerides et deux glycerophospholipides) evoluaient significativement apres vaccination (FDR Conclusion Le vaccin contre la fievre jaune reste un modele experimental performant pour etudier la reponse vaccinale et de nouveaux marqueurs a l’echelle du metabolome. La methode de modelisation utilisee, developpee initialement pour des donnees transcriptomiques, etait adaptee pour cette analyse metabolomique longitudinale. Le modele a pu detecter des variations significatives de certains metabolites post-vaccination malgre l’existence d’un ratio signal/bruit eleve.
- Published
- 2021