Historique
Les plans expérimentaux de type self-controlled case-series ont initialement été introduits par Farrington en 1995 pour étudier le lien entre la vaccination ROR (Rougeole Oreillons Rubéole) et la survenue de méningite aseptique (Farrington 1995, Farrington, Pugh et al. 1995), mais ont également été utilisés pour l'étude d'autres risques vaccinaux (Murphy, Gargiullo et al. 2001, Kramarz, DeStefano et al. 2000), ou même des risques médicamenteux autres que des vaccins
(Hubbard, Farrington et al. 2003). Initialement nommées case series (séries de cas), ils ont secondairement été renommés self-controlled case series.
Principe
Comme dans la méthode case-crossover, seuls des cas sont sélectionnés, et le risque d'évènement est rapporté aux personnes-temps à risque (périodes exposées) ou non à risque (périodes non exposées), chez le même patient. Contrairement aux études en case-crossover où les périodes étaient définies (en principe de durée similaire), les self-controlled case-series généralisent la méthode self-controlled à des périodes de taille différente, et utilisent toute l'information disponible pendant la période d'observation (Whitaker, Hocine et al. 2009, Whitaker, Farrington et al. 2006). Comme pour les études en case-crossover, la sélection des cas doit se faire sans avoir connaissance de leur potentielle exposition. On considère que la fonction de risque d’un individu dépend de l’âge et de son statut d’exposition à chaque temps.
On détermine une période d'observation définie par des âges (dates d’anniversaire) et des dates calendaires, pendant laquelle sont survenus les cas inclus, et dans laquelle les données d'exposition et d'évènement sont disponibles. Pour chaque individu inclus dans l’étude, la date de début d'exposition est identifiée, puis une période à risque d'évènement est définie après l'exposition (soit immédiatement après, soit après une période de latence) dont la durée est déterminée sur la base de données de la littérature ou physiopathologiques. La période contrôle est constituée de l’ensemble de la période d’observation en dehors de la période à risque. Pour chaque cas, le moment de survenue de l'évènement est recueilli. S'il existe une association entre l’exposition et l’évènement, on observera un taux d’évènement plus important pendant les périodes à risque par rapport à la période contrôle (voir Figure 5).
Figure 5 : Principe des études self-controlled case series
Une particularité de ce plan expérimental est d'inclure la période de temps post-évènement (méthode bidirectionnelle), contrairement à la majorité des études en case-crossover, du fait que la méthode fonctionne en conditionnant l'analyse sur l'ensemble de l'histoire d’exposition du patient, et sur le nombre d'évènements survenus pendant la période d'observation (Weldeselassie, Whitaker et al. 2011).
Le risque relatif d'évènement est modélisé à l'aide d'un modèle de Poisson conditionnel, chaque cas étant considéré comme une strate (Farrington 1995), et fournit une mesure d'incidence relative : incidence sur les périodes à risque, relativement aux périodes contrôle (Whitaker, Hocine et al. 2009). Les patients non exposés sur la période d’observation ne contribuent pas à l'estimation du risque lié à l’exposition, mais peuvent-être inclus dans l’analyse pour la prise en compte de facteurs de confusion variables dans le temps.
Ainsi la méthode self-controlled case-series est construite sur le même principe que les études de cohorte, puisque les individus sont suivis prospectivement, l’exposition est fixée et l’on étudie le temps de survenue des évènements. Toutefois, les méthodes diffèrent dans le sens où le nombre total d’évènements au sein de la période d’observation individuelle est fixé, et le suivi n’est pas censuré à la date d’un évènement (Petersen, Douglas et al. 2016).
Farrington a montré que ce plan expérimental fournit une estimation de l'incidence relative comparable à celle obtenue par une étude de cohorte, avec des intervalles de confiance à 95% plus étroits (du fait que le patient est son propre témoin) (Farrington, Nash et al. 1996). Une méthode de calcul du nombre de sujets nécessaires est disponible pour planifier une étude self-controlled case
series (Musonda, Farrington et al. 2006).
Conditions d’application
Les études de type self-controlled case series nécessitent le respect de conditions d’application pour fournir des résultats non biaisés. Il s’agit des conditions suivantes :
Exposition intermittente et dont les effets sont transitoires (Whitaker, Hocine et al. 2009). Comme pour les études en case-crossover, seules les paires discordantes contribuent à l’estimation du risque.
Evènement unique, à condition que l'incidence cumulative des évènements dans la population sur la période d'observation soit faible (Farrington, Nash et al. 1996), ou récurrents (comme les convulsions fébriles) (Whitaker, Hocine et al. 2009, Farrington, Nash et al. 1996), dans ce cas l’hypothèse d'indépendance entre les récurrences doit être vérifiée. Une adaptation du modèle de self-controlled case series a été développé pour étudier des évènements récurrents quand cette
hypothèse n’est pas vérifiée (voir section Self-controlled case series pour évènements récurrents page 50). Cependant, lorsque l’évènement est trop rare, l’estimation de l’incidence relative est biaisée (Zeng, Newcomer et al. 2013, Musonda, Hocine et al. 2008b).
Exposition indépendante de l’évènement : puisque la période d’observation inclut une période post-évènement, l'évènement ne doit pas influencer la probabilité d'exposition ultérieure, comme cela peut arriver par exemple en cas de contre-indication au traitement après survenue d'un évènement indésirable (Whitaker, Hocine et al. 2009). Si cette condition n'est pas remplie, par exemple lorsque la survenue de l'évènement réduit la probabilité d'exposition ultérieure, alors l'incidence relative est surestimée (Hua, Sun et al. 2013, Weldeselassie, Whitaker et al. 2011). Une évolution de la méthode permet de prendre en compte des expositions dépendantes de l'évènement (voir section Self-controlled case series et exposition dépendante de l'évènement page 45).
Période d’observation indépendante de l’évènement : puisque la période d’observation inclut une période post-évènement, la survenue de l'évènement ne doit pas censurer la période d'observation, comme c’est le cas par exemple pour l’étude des décès (Whitaker, Hocine et al. 2009). Une évolution de la méthode a été développée pour prendre en compte des évènements censurés (voir section Self-controlled case series et période d'observation dépendante de l'évènement page 47).