This thesis is concerned with the issue of extinction of populations composed of different types of individuals, and their behavior before extinction and in case of a very late extinction. We approach this question firstly from a strictly probabilistic viewpoint, and secondly from the standpoint of risk analysis related to the extinction of a particular model of population dynamics. In this context we propose several statistical tools. The population size is modeled by a branching process, which is either a continuous-time multitype Bienaymé-Galton-Watson process (BGWc), or its continuous-state counterpart, the multitype Feller diffusion process. We are interested in different kinds of conditioning on non-extinction, and in the associated equilibrium states. These ways of conditioning have been widely studied in the monotype case. However the literature on multitype processes is much less extensive, and there is no systematic work establishing connections between the results for BGWc processes and those for Feller diffusion processes. In the first part of this thesis, we investigate the behavior of the population before its extinction by conditioning the associated branching process X_t on non-extinction (X_t≠0), or more generally on non-extinction in a near future 0≤θ<∞ (X_{t+θ}≠0), and by letting t tend to infinity. We prove the result, new in the multitype framework and for θ>0, that this limit exists and is non-degenerate. This reflects a stationary behavior for the dynamics of the population conditioned on non-extinction, and provides a generalization of the so-called Yaglom limit, corresponding to the case θ=0. In a second step we study the behavior of the population in case of a very late extinction, obtained as the limit when θ tends to infinity of the process conditioned by X_{t+θ}≠0. The resulting conditioned process is a known object in the monotype case (sometimes referred to as Q-process), and has also been studied when X_t is a multitype Feller diffusion process. We investigate the not yet considered case where X_t is a multitype BGWc process and prove the existence of the associated Q-process. In addition, we examine its properties, including the asymptotic ones, and propose several interpretations of the process. Finally, we are interested in interchanging the limits in t and θ, as well as in the not yet studied commutativity of these limits with respect to the high-density-type relationship between BGWc processes and Feller processes. We prove an original and exhaustive list of all possible exchanges of limit (long-time limit in t, increasing delay of extinction θ, diffusion limit). The second part of this work is devoted to the risk analysis related both to the extinction of a population and to its very late extinction. We consider a branching population model (arising notably in the epidemiological context) for which a parameter related to the first moments of the offspring distribution is unknown. We build several estimators adapted to different stages of evolution of the population (phase growth, decay phase, and decay phase when extinction is expected very late), and prove moreover their asymptotic properties (consistency, normality). In particular, we build a least squares estimator adapted to the Q-process, allowing a prediction of the population development in the case of a very late extinction. This would correspond to the best or to the worst-case scenario, depending on whether the population is threatened or invasive. These tools enable us to study the extinction phase of the Bovine Spongiform Encephalopathy epidemic in Great Britain, for which we estimate the infection parameter corresponding to a possible source of horizontal infection persisting after the removal in 1988 of the major route of infection (meat and bone meal). This allows us to predict the evolution of the spread of the disease, including the year of extinction, the number of future cases and the number of infected animals. In particular, we produce a very fine analysis of the evolution of the epidemic in the unlikely event of a very late extinction. / Diese Arbeit befasst sich mit der Frage des Aussterbens von Populationen verschiedener Typen von Individuen. Uns interessiert das Verhalten vor dem Aussterben sowie insbesondere im Falle eines sehr späten Aussterbens. Wir untersuchen diese Fragestellung zum einen von einer rein wahrscheinlichkeitstheoretischen Sicht und zum anderen vom Standpunkt der Risikoanalyse aus, welche im Zusammenhang mit dem Aussterben eines bestimmten Modells der Populationsdynamik steht. In diesem Kontext schlagen wir mehrere statistische Werkzeuge vor. Die Populationsgröße wird entweder durch einen zeitkontinuierlichen mehrtyp-Bienaymé-Galton-Watson Verzweigungsprozess (BGWc) oder durch sein Analogon mit kontinuierlichem Zustandsraum, den Feller Diffusionsprozess, modelliert. Wir interessieren uns für die unterschiedlichen Arten auf Überleben zu bedingen sowie für die hierbei auftretenden Gleichgewichtszustände. Diese Bedingungen wurden bereits weitreichend im Falle eines einzelnen Typen studiert. Im Kontext von mehrtyp-Verzweigungsprozessen hingegen ist die Literatur weniger umfangreich und es gibt keine systematischen Arbeiten, welche die Ergebnisse von BGWc Prozessen mit denen der Feller Diffusionsprozesse verbinden. Wir versuchen hiermit diese Lücke zu schliessen. Im ersten Teil dieser Arbeit untersuchen wir das Verhalten von Populationen vor ihrem Aussterben, indem wir das zeitasymptotysche Verhalten des auf Überleben bedingten zugehörigen Verzweigungsprozesses (X_t|X_t≠0)_t betrachten (oder allgemeiner auf Überleben in naher Zukunft 0≤θ<∞, (X_t|X_{t+θ}≠0)_t). Wir beweisen das Ergebnis, neuartig im mehrtypen Rahmen und für θ>0, dass dieser Grenzwert existiert und nicht-degeneriert ist. Dies spiegelt ein stationäres Verhalten für auf Überleben bedingte Bevölkerungsdynamiken wider und liefert eine Verallgemeinerung des sogenannten Yaglom Grenzwertes (welcher dem Fall θ=0 entspricht). In einem zweiten Schritt studieren wir das Verhalten der Populationen im Falle eines sehr späten Aussterbens, welches wir durch den Grenzübergang auf θ→∞ erhalten. Der resultierende Grenzwertprozess ist ein bekanntes Objekt im eintypen Fall (oftmals als Q-Prozess bezeichnet) und wurde ebenfalls im Fall von mehrtyp-Feller-Diffusionsprozessen studiert. Wir untersuchen den bisher nicht betrachteten Fall, in dem X_t ein mehrtyp-BGWc Prozess ist und beweisen die Existenz des zugehörigen Q-Prozesses. Darüber hinaus untersuchen wir seine Eigenschaften einschließlich der asymptotischen und weisen auf mehrere Auslegungen hin. Schließlich interessieren wir uns für die Austauschbarkeit der Grenzwerte in t und θ, und die Vertauschbarkeit dieser Grenzwerte in Bezug auf die Beziehung zwischen BGWc und Feller Prozessen. Wir beweisen die Durchführbarkeit aller möglichen Grenzwertvertauschungen (Langzeitverhalten, wachsende Aussterbeverzögerung, Diffusionslimit). Der zweite Teil dieser Arbeit ist der Risikoanalyse in Bezug auf das Aussterben und das sehr späte Aussterben von Populationen gewidmet. Wir untersuchen ein Modell einer verzweigten Bevölkerung (welches vor allem im epidemiologischen Rahmen erscheint), für welche ein Parameter der Reproduktionsverteilung unbekannt ist. Wir konstruieren Schätzer, die an die jeweiligen Stufen der Evolution adaptiert sind (Wachstumsphase, Verfallphase sowie die Verfallphase, wenn das Aussterben sehr spät erwartet wird), und beweisen zudem deren asymptotische Eigenschaften (Konsistenz, Normalverteiltheit). Im Besonderen bauen wir einen für Q-Prozesse adaptierten kleinste-Quadrate-Schätzer, der eine Vorhersage der Bevölkerungsentwicklung im Fall eines sehr späten Aussterbens erlaubt. Dies entspricht dem Best- oder Worst-Case-Szenario, abhängig davon, ob die Bevölkerung bedroht oder invasiv ist. Diese Instrumente ermöglichen uns die Betrachtung der Aussterbensphase der Bovinen spongiformen Enzephalopathie Epidemie in Großbritannien. Wir schätzen den Infektionsparameter in Bezug auf mögliche bestehende Quellen der horizontalen Infektion nach der Beseitigung des primären Infektionsweges (Tiermehl) im Jahr 1988. Dies ermöglicht uns eine Vorhersage des Verlaufes der Krankheit inklusive des Jahres des Aussterbens, der Anzahl von zukünftigen Fällen sowie der Anzahl infizierter Tiere. Insbesondere ermöglicht es uns die Erstellung einer sehr detaillierten Analyse des Epidemieverlaufs im unwahrscheinlichen Fall eines sehr späten Aussterbens.

Hintergrund: Angaben zu Inzidenz und Prävalenz von chronisch entzündlichen Darmerkrankungen (CED) bei Kindern und Jugendlichen in Deutschland fehlen bisher, die Daten des im Jahr 2000 gegründeten Sächsischen CED-Registers für Kinder und Jugendliche wurden bisher nicht veröffentlicht. Bei internen Diskussionen der Registerdaten zeigte sich stets eine nicht erklärbare abfallende altersspezifische Inzidenz der CED ab dem 15. Lebensjahr. Es wurde vermutet, dass einige ältere Jugendliche ausschließlich von Erwachsenengastroenterologen betreut wurden und bei einigen Adoleszenten eine längere diagnostische Latenz zur Diagnosestellung nach dem 18. Lebensjahr führte. Patienten und Methoden: Zur Prüfung der Thesen wurden alle gastroenterologisch tätigen Internisten in Leipzig aufgesucht und Patienten eingeschlossen, bei denen bis zum 26. Lebensjahr in den Jahren 2005-2009 eine CED endoskopisch neu diagnostiziert wurde. Die Auswertung des Sächsischen CED-Registers erfolgte hinsichtlich Inzidenz, Prävalenz, Geschlechterverteilung und diagnostischer Latenz im Zehnjahreszeitraum 2000-2009. Ergebnisse: Es wurden tatsächlich einige Jugendliche vor dem 18. Lebensjahr ausschließlich von Internisten betreut und nicht an das Register gemeldet. Die korrigierte Inzidenz von CED bei Patienten bis zum 18. Lebensjahr in Leipzig lag um 37 % höher als im Register angegeben. Nach dem 15. Lebensjahr wurde – ebenfalls in Abweichung zu den Registerdaten – ein kontinuierlicher Anstieg der altersspezifischen Inzidenz bis zum 18. Lebensjahr registriert. Es zeigte sich eine Tendenz zur längeren diagnostischen Latenz bei Adoleszenten, die sich jedoch nicht statistisch sichern ließ. Bis zum 15. Lebensjahr wurden nahezu alle Patienten im CED-Register erfasst.

The objectives of the community-based Early Developmental Stages of Psychopathology (EDSP) Study are described along with a detailed account of the overall design, special design features, sample characteristics and instruments used. The EDSP employed a prospective-longitudinal design to study substance use and other mental disorders in a representative population sample of 3,021 subjects aged 14–24 years (birth cohorts 1970–1981) at ‘baseline’ – the outset of the study. Two follow-up investigations were conducted after the baseline investigation covering an overall period of 3–4 years. Special design features are the linkage with a family supplement (EDSP-FS) as well as neurobiological laboratory studies of high-risk subjects.

To provide background information about previous findings about the prevalence of use, abuse and dependence of various substances (nicotine, alcohol, prescription and illicit drugs) findings of available epidemiological studies in Germany from the 1980s and 1990s are summarized and critically evaluated. Focusing on findings of substance use surveys in adolescents and young adults the review indicates: (a) a considerable number of large scale questionnaire surveys in general population samples documenting the frequency of use and patterns of use of most substances; (b) indications of increasing rates of drug use particularly in East Germany; (c) high rates of illicit drug use, mainly of cannabinoids, but also stimulants and hallucinogens, among young age groups. No data are available from substance use surveys or from clinical epidemiological studies allowing the determination of how frequent substance abuse and substance dependence diagnoses are in the general population or in adolescents and young adults. Priorities for future research to ameliorate this unsatisfactory situation are outlined with emphasis on research in adolescents and young adults.

Lifetime prevalence estimates of psychotropic medicine use as well as prevalence of DSM-IV prescription drug use disorders from the baseline investigation of the Early Developmental Stages of Psychopathology (EDSP) Study are presented. Use of prescription medication at some time in their life was reported by 27.4% of the respondents. Illicit use of prescription drugs, which means an intake without medical legitimation, was reported by 4.5% of the sample. The findings suggest that abuse of and dependence on prescription drugs, with most cases reporting polysubstance use, is quite rare in the 14- to 24-year-olds. DSM-IV abuse was more prevalent than dependence (0.5 vs. 0.3%). In general, women reported higher prevalence rates of prescription drug use, whereas men reported higher prevalence rates of prescription drug disorders. This result suggests that men have a higher risk to develop a substance-use-related disorder.

Objective: Insulin-like growth factor-I (IGF-I) has been suggested to be a prognostic marker for the development of cancer and, more recently, cardiovascular disease. These diseases are closely linked to obesity, but reports of the association of IGF-I with measures of obesity are divergent. In this study, we assessed the association of age-dependent IGF-I standard deviation scores with body mass index (BMI) and intra-abdominal fat accumulation in a large population. Design: A cross-sectional, epidemiological study. Methods: IGF-I levels were measured with an automated chemiluminescence assay system in 6282 patients from the DETECT study. Weight, height, and waist and hip circumference were measured according to the written instructions. Standard deviation scores (SDS), correcting IGF-I levels for age, were calculated and were used for further analyses. Results: An inverse U-shaped association of IGF-I SDS with BMI, waist circumference, and the ratio of waist circumference to height was found. BMI was positively associated with IGF-I SDS in normal weight subjects, and negatively associated in obese subjects. The highest mean IGF-I SDS were seen at a BMI of 22.5–25 kg/m2 in men (+0.08), and at a BMI of 27.5–30 kg/m2 in women (+0.21). Multiple linear regression models, controlling for different diseases, medications and risk conditions, revealed a significant negative association of BMI with IGF-I SDS. BMI contributed most to the additional explained variance to the other health conditions. Conclusions: IGF-I standard deviation scores are decreased in obesity and underweight subjects. These interactions should be taken into account when analyzing the association of IGF-I with diseases and risk conditions.

Sedentary lifestyles and energy-rich diets are driving an increasing prevalence of abdominal obesity, which is associated with cardiovascular risk. Reliable estimates of the worldwide prevalence of abdominal obesity are needed to quantify the associated health risk. The International Day for the Evaluation of Abdominal obesity (IDEA) study is a large, international epidemiological cross-sectional study designed to provide reliable data on the distribution of waist circumference according to region, gender, age, and socio-economic level in 177 345 primary care patients from 63 countries across five continents. Any non-pregnant patient aged 18–80 consulting one of the randomly selected primary care physicians on two pre-defined half days was eligible to participate in the study. The primary objective was to estimate the prevalence of abdominal obesity in primary care, in each participating country. Secondary objectives were to estimate the prevalence of hypertension, type 2 diabetes, dyslipidaemia, and smoking, and to evaluate their associations with abdominal obesity, according to age, gender, and socio-economic level and region. The IDEA study will provide the first global map of the prevalence of abdominal obesity and associated comorbidities in primary care practice.

This study examined the hypothesis that developmental expression of psychometric risk in the form of subclinical psychotic experiences in the general population is usually transitory but in some instances may become abnormally persistent and progress to a clinical psychotic state. A prospective cohort study was conducted in a general population sample of 845 adolescents, aged 14–17 years, in Munich, Germany (Early Developmental Stages of Psychopathology Study). Expression of psychosis was assessed 4 times (T0–T3) over a period of 8.4 years. Transition from subclinical psychosis at T0–T2 to clinical psychosis in terms of impairment at T3 was examined as a function of the level of prior persistence of subclinical psychosis (present never, once, twice, or thrice). The more the subclinical psychosis persisted over the period T0–T2, the greater the risk of transition to clinical psychosis at T3 in a dose-response fashion (subclinical psychosis expression once over T0–T2: odds ratio [OR] = 1.5 [95% confidence interval {CI} = 0.6–3.7], posttest probability [PP] = 5%; twice: OR = 5.0 [95% CI = 1.6–15.9], PP = 16%; at all 3 measurements: OR = 9.9 [95% CI = 2.5–39.8], PP = 27%). Of all clinical psychosis at T3, more than a third (38.3%) was preceded by subclinical psychotic experiences at least once and a fifth (19.6%) at least twice. Consequently, a significant proportion of psychotic disorder may be conceptualized as the rare poor outcome of a common developmental phenotype characterized by persistence of psychometrically detectable subclinical psychotic experiences. This may be summarized descriptively as a psychosis proneness-persistence-impairment model of psychotic disorder.

Background: Whereas the role of externalizing disorders is relatively well established in predicting the onset of cannabis use (CU) or cannabis use disorder (CUD), the status of anxiety and mood disorders in predicting CU and CUD remains controversial. Objective: (1) To examine cross-sectional and prospective associations of CU and CUD with a range of mental disorders and whether anxiety and mood disorders are associated with CU/CUD after adjusting for externalizing disorders. Methods: N = 1395 community subjects aged 14–17 at baseline were followed-up at three waves prospectively over 10 years. Substance use, substance disorders and mental disorders were assessed using the DSM-IV/M-CIDI. Results: (1) The baseline prevalence rates where 19.3% at t0 for CU and 2.6% for CUD. Cumulative incidence rates at t3 were 54.3% for CU and 13.7% for CUD. (2) In cross-sectional and prospective analyses other substance use disorders, mood and anxiety disorders were associated with CU and CUD. (3) Associations of panic-anxiety with CU and of depressive and bipolar disorders with CU and CUD were significant after controlling for externalizing disorders. Conclusion: A range of psychopathological conditions, including depressive, bipolar and less consistently anxiety disorders as well as the degree of their comorbidity are significantly associated with incident CU and progression to CUD, even when controlling for externalising disorders. A better understanding of this complex interplay may result in better aetiological models and intervention strategies.

Die Arbeit gibt einen methodenkritischen Überblick über die in Deutschland vorliegenden Ergebnisse zur Prävalenz sowie Risikofaktoren von Substanzmißbrauch und -abhängigkeit (SMA). Es wird gezeigt, daß die vorliegenden epidemiologischen Studien unvollständig und methodisch unbefriedigend sind. Vor allem die fehlende Erfassung spezifischer diagnostischer Kriterien zur Ableitung klinisch relevanter Mißbrauchs- und Abhängigkeitsstörungen erschwert eine Interpretation der Ergebnisse der vorliegenden Repräsentativerhebungen. Diese geben zwar aussagekräftige populationsbezogene Informationen über die Häufigkeit und Verteilungsmuster von legalen und illegalen Substanzen, klinisch relevante Beurteilungsaspekte wie z.B. zu Schweregrad, Toleranz und Abstinenzproblemen sowie zu Einstieg und Verlauf der "Sucht"-Problematik fehlen jedoch vollständig. Dies trifft auch für Untersuchungen zu Risikofaktoren zu. Als ein durchgängiger Mangel wird ferner die Erfassungsmethodologie angesehen, die sich bislang fast ausschließlich auf Fragebögen oder Interviews stützt, über deren Reliabilität und Validität nur unzureichende psychometrische Daten vorliegen. / A critical review of prevalence and risk factor studies of substance abuse and dependence in Germany is presented. It is shown that currently available epidemiological data are incomplete due to the failure of instruments to allow for a detailed assessment of specific substance use disorders. The neglect of diagnostic criteria for clinically significant abuse and dependence disorders makes it especially difficult to draw conclusions about the results of representative surveys. Although the give clear population-related information about frequency and distribution patterns of legal and illegal substancees, relevant clinical data regarding aspects such as severity, tolerance, problems of abstinence, onset and course of abuse and dependence are completely lacking. This is also true of studies on risk factors. An additional problem is diagnostic assessment based almost exclusively on questionnaires and interviews whose reliability and validity have not been sufficiently established.