Entwicklung und Bewertung drei-stufiger Verfahren zur Modellierung von Expositionsmustern in epidemiologischen Studien

• Antragstellerin: Professorin Dr. Iris Pigeot
• Fachliche Zuordnung: Epidemiologie und Medizinische Biometrie/Statistik
• Förderung: Förderung von 2018 bis 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 391977161

Das Zusammenspiel verschiedener lebensstilbedingter Faktoren begünstigt die Entstehung multifaktorieller Erkrankungen wie z.B. Diabetes, Adipositas und Krebs. Um in epidemiologischen Studien den Einfluss solcher Faktoren auf die Entstehung dieser Krankheiten besser untersuchen zu können, wird in diesem Projekt ein neuartiges dreistufiges Verfahren (3-SV) entwickelt und seine Eigenschaften und praktische Anwendbarkeit werden untersucht. Das 3-SV trägt vor allem der zunehmenden Komplexität der verfügbaren Daten besser Rechnung als die traditionell in epidemiologischen Studien eingesetzten Methoden. Die zunehmende Komplexität der Daten ist durch die technische Weiterentwicklung der vergangenen Jahre bedingt, die zu einer erhöhten Validität der Erhebungsinstrumente geführt hat. So werden immer häufiger webbasierte 24-Stunden-Erinnerungsprotokolle und tragbare Beschleunigungssensoren eingesetzt, mit denen das Ernährungs- bzw. Bewegungsverhalten über einen bestimmten Zeitraum mit wiederholten Messungen erfasst wird. Um nun auf Basis dieser so ermittelten hochdimensionalen Daten mit intraindividueller Variation den Zusammenhang zwischen Exposition und Endpunkt methodisch angemessen modellieren zu können, geht das vorgeschlagene 3-SV wie folgt vor: Auf der ersten Stufe werden unter Anwendung von Fehlerkorrekturmodellen, die die intraindividuelle Varianz berücksichtigen, zunächst gewöhnliche Expositionen abgeleitet. Darauf basierend kommen auf der zweiten Stufe Clusterverfahren zum Einsatz, mit denen die Individuen Expositionsmustern zugeordnet werden, die wiederum auf der dritten Stufe genutzt werden, um in entsprechenden Regressionsmodellen Zusammenhänge mit dem interessierenden Endpunkt zu modellieren. Diese sukzessive Ausführung der verschiedenen statistischen Methoden impliziert eine Art Fehlerfortpflanzung, die bei der Herleitung der Eigenschaften der finalen Schätzer berücksichtigt werden muss. Darüber hinaus ist zu untersuchen, welche Methoden auf welcher Stufe am besten geeignet und praktikabel sind.In diesem Projekt werden daher die Verzerrung und Variabilität der Schätzer von verschiedenen Methodenkombinationen des 3-SV theoretisch untersucht, eine Empfehlung hinsichtlich der Verwendung des 3-SV erarbeitet und dessen Einsetzbarkeit überprüft. Dazu werden Fehleranalysemethoden wie zum Beispiel SIMEX herangezogen, theoretische Untersuchungen vorgenommen und eine Simulationsstudie durchgeführt. Für die Überprüfung der Machbarkeit im Rahmen einer Anwendungsstudie werden die Daten herangezogen, die bereits in den abgeschlossenen IDEFICS/I.Family Studien erhoben wurden. Diese Studien ermöglichten den Aufbau einer Kohorte von 16.228 europäischen Kindern im Alter von 2 bis 9,9 Jahren. Aufgrund der tiefen Phänotypisierung der teilnehmenden Kinder stellt diese Kohorte eine typische Anwendungssituation für die neue Methode dar.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen