WYKŁAD TRZECI: OCENA ZWIĄZK PRZYCZYNOWO-SKUTKOWYCH W EPIDEMIOLOGII

Transkrypt

1 SUM - WLK 2011 WYKŁAD TRZECI: OCENA ZWIĄZK ZKÓW PRZYCZYNOWO-SKUTKOWYCH W EPIDEMIOLOGII Prof. dr hab. med. Jan E. Zejda! UWAGA! SLAJDY WYBRANE I ZMODYFIKOWANE POD KĄTEM PREZENTACJI W INTERNECIE

2 TREŚĆ WYKŁADU Koncepcja związku przyczynowo-skutkowego Filary Dobrej Praktyki Epidemiologicznej - reprezentatywność badania - minimalna niezbędna liczebność próby - poprawność badania epidemiologicznego Koncepcja ryzyka i jego pomiar w badaniach epidemiologicznych - ocena zależności - ocena wpływu Kryteria oceny związku przyczynowo-skutkowego wg Hill a epi demos logos

4 OD WSPÓŁZMIENNOŚCI DO ZWIĄZKU PRZYCZYNOWO-SKUTKOWEGO Gdy w stosunku do określonego zjawiska zdrowotnego i określonych okoliczności temu zjawisku towarzyszących współzmienność ma charakter powtarzalnej prawidłowości, wówczas uzasadniona jest podejrzenie związku przyczynowo-skutkowego Definicja związku przyczynowo-skutkowego "takie współwystępowanie zdarzeń, w których zmiana ilości lub jakości jednego z nich powoduje odpowiednią zmianę ilościową lub jakościową drugiego zdarzenia, przy czym za przyczynę uważamy to zdarzenie lub takie warunki, które rozpoczynają lub wywołują wystąpienie określonego skutku".

5 KANONY MILLA ( ) W INTERPRETACJI WSPÓŁZMIENNOŚCI kanon jedynej zgodności, kanon jedynej różnicy, kanon zmian towarzyszących. Kanony Milla reprezentują stanowisko określane jako determinizm (pogląd zakładający, że każde zjawisko ma swoją przyczynę, a określona przyczyna pociąga za sobą określony skutek, taki sam lub prawie taki sam, gdy stałe są warunki, w których relacja ta ma miejsce)

6 POSTULATY HENLE-KOCH a DOWÓD NA RZECZ PATOGENNYCH WŁAŚCIWOŚCI ZARAZKA Dany zarazek powinien być stwierdzany w każdym przypadku danej choroby Dany zarazek nie może być stwierdzany w przypadku innych chorób Daną chorobę można wywołać przez doświadczalne zakażenie zwierzęcia hodowlą danego zarazka Dany zarazek musi dać się identyfikować w przypadku choroby wywołanej w warunkach doświadczalnych

7 WIELOCZYNNIKOWA ETIOLOGIA CHORÓB KONCEPCJA CZYNNIKA KONIECZNEGO I WYSTARCZAJĄCEGO Typ Związku Dla wystąpienia zjawiska Y obecność X: Jest konieczna Jest wystarczająca A + + B + - C - + D - -

8 MOŻLIWE INTERPRETACJE ZJAWISKA WSPÓŁZMIENNOŚCI związek może mieć charakter przypadkowy, wynikający z niereprezentatywnego charakteru badanej próby (taki związek nie występuje w rzeczywistości w populacji, z której pochodzi próba badana); związek może mieć charakter przypadkowy, wynikający z nieujawnionego wpływu innego, rzeczywistego czynnika ryzyka, od którego zależy nie tylko obecność zjawiska, ale także poziom czynnika mylnie przyjętego za czynnik ryzyka w przeprowadzonym badaniu; związek opisuje relację pomiędzy zjawiskiem a czynnikiem, który jest czynnikiem pośrednim, podczas gdy poprzedzający go rzeczywisty czynnik ryzyka pozostaje nieujawniony w przeprowadzonym badaniu epidemiologicznym; związek odzwierciedla wpływ interakcji czynnika ryzyka z innym czynnikiem, którego obecność i poziom warunkuje wystąpienie odpowiedzi biologicznej, nieobecnej gdy dodatkowy czynnik przyjmuje wartości inne niż występujące w trakcie zrealizowanego badania epidemiologicznego.

10 FILARY DOBREJ PRAKTYKI EPIDEMIOLOGICZNEJ REPREZENTATYWNOŚĆ BADANIA

11 PODOBIEŃSTWO rozkładu analizowanych cech w populacji i analizowanych cech w grupie Gdy próba jest reprezentatywna różnice mają charakter przypadkowy, związane z tzw. błędem próby ( błędem losowania) Reprezentatywność próby osiąga się losowym doborem badanych, co oznacza, że każdy badany ma jednakowe szanse (prawdopodobieństwo) zostania wylosowanym

12 PODSTAWOWE METODY DOBORU REPREZENTATYWNEJ PRÓBY Losowanie Proste Losowanie Systematyczne Losowanie Warstwowe Losowanie Zespołowe

13 PODSTAWOWE METODY DOBORU REPREZENTATYWNEJ PRÓBY Losowanie Proste wszyscy członkowie populacji ponumerowani, losowaniem kieruje przypadek

14 PODSTAWOWE METODY DOBORU REPREZENTATYWNEJ PRÓBY Losowanie Systematyczne wszyscy członkowie populacji ponumerowani, losowany jest co n-ty numer

15 PODSTAWOWE METODY DOBORU REPREZENTATYWNEJ PRÓBY Losowanie Warstwowe wszyscy członkowie populacji pogrupowani (np. grupa kobiet i grupa mężczyzn) i ponumerowani w grupach (warstwach), losowanie osobno w każdej grupie

16 PODSTAWOWE METODY DOBORU REPREZENTATYWNEJ PRÓBY Losowanie Zespołowe wszyscy członkowie populacji pogrupowani w systematyczny sposób (np. grupy studenckie na roku, klasy w szkole), zespoły ponumerowane, losowanie zespołów, zbadani wszyscy w wylosowanych zespołach

17 BADANIE ZJAWISKA W GRUPIE pars pro toto grupa badana, populacja źródłowa, populacja docelowa

18 FILARY DOBREJ PRAKTYKI EPIDEMIOLOGICZNEJ MINIMALNA NIEZBĘDNA LICZEBNOŚĆ PRÓBY

19 ZBADANIE 300 CHORYCH JEST BŁĘDEM W SZTUCE (ETYKA, KOSZT ) MINIMALNA NIEZBĘDNA LICZEBNOŚĆ PRÓBY Wielkość próby trzeba obliczyć przed rozpoczęciem badania! (kalkulatory dostępne w zasobach internetowych) PRZYKŁAD Jak duża musi być próba, aby poznać rzeczywistą częstość zaburzeń rytmu serca u leczonych przewlekle preparatem PANACEUM. ZAŁOŻENIA (AUTOR!) Częstość zaburzeń rytmu u leczonych podobnymi preparatami wynosi 35%, a badanie ma określić rzeczywistą częstość z dokładnością +/- 4% ODPOWIEDŹ Próba musi liczyć 350 badanych

20 FILARY DOBREJ PRAKTYKI EPIDEMIOLOGICZNEJ Reprezentatywna i odpowiednio duża próba to warunki koniecznie (chociaż niewystarczające) dla uzyskania wiarygodnych wyników w badaniach epidemiologicznych

21 POPRAWNOŚĆ BADANIA EPIDEMIOLOGICZNEGO DWA OBSZARY POPRAWNOŚCI BADANIA Poprawność wewnętrzna (wobec grupy badanej) Poprawność zewnętrzna (wobec populacji źródłowej, wobec populacji docelowej).. Poprawność wewnętrzna jest kształtowana przez obecność / brak błędów przypadkowych i systematycznych oraz ich nasilenie Poprawność zewnętrzna jest kształtowana przez poprawność wewnętrzną i na drodze wnioskowania naukowego umożliwia uogólnianie wyników (np. palenie tytoniu powoduje raka płuc )

23 OCENA RYZYKA STRATEGIA TABELI CZTEROPOLOWEJ Podział wszystkich ludzi objętych obserwacją ( badanych ): C+N+ lub C+N- lub C-N+ lub C-N- Choroba obecna Choroba nieobecna Narażenie obecne Narażenie nieobecne

24 STATYSTYCZNE MIARY RYZYKA miary zależności narażenie-choroba miary oddziaływań na populację Badanie epidemiologiczne dostarcza danych, statystyka analizuje dane

25 MIARY ZALEŻNOŚCI BEZWZGLĘDNE MIARY Różnica ryzyk Różnica współczynników Różnica częstości WZGLĘDNE MIARY Ryzyko względne Iloraz współczynników Iloraz częstości Iloraz szans

27 RÓŻNICA RYZYK Pięcioletnia obserwacja ( ) wykazała: 8 nowych przypadków astmy u 200 dzieci bez atopii (grupa E-); 18 nowych przypadków astmy u 255 atopowych dzieci (grupa E+). Ryzyko w grupie E- = 8/200 = 0.04 = 4% Ryzyko w grupie E+ = 18/225 = 0.08 = 8% Różnica ryzyk = ryzykoe+ ryzykoe- = 8% - 4% = 4% Uwaga: 4% pochodzi także z (82% - 76%), (30%-26%), (i.t.d.)

28 RÓŻNICA WSPÓŁCZYNNIKÓW Pięcioletnia obserwacja ( ) wykazała: 8 nowych przypadków astmy u 200 dzieci nieatopowych (grupa E-); 18 nowych przypadków astmy u 255 dzieci atopowych (grupa E+). Współczynniki wymagają standaryzacji mianownika (i czasu): Wsp. w E- w ciągu roku = {8/200}/5 = 0.04/5 =0.008 = 8 / 1000 Wsp. w E+ w ciągu roku = {18/225}/5 = 0.08/5 =0.016 =16 / 1000 Różnica współczynników = wspe+ wspe- = 8 / 1000 (8 dodatkowych przypadków astmy u 1000 dzieci pojawia się w związku z atopią)

29 RÓŻNICA CZĘSTOŚCI Źródło Danych Epidemiologiczne badanie przekrojowe Częstość przewlekłego kaszlu: - U dzieci miejskich: 18% - U dzieci wiejskich: 15% Różnica częstości = 18% - 15% = 4% 4% odzwierciedla obecność gradientu miasto-wieś

31 RYZYKO WZGLĘDNE ( RELATIVE RISK RR ) RW = zapadalność na daną chorobę w grupie E+ podzielona przez zapadalność na tę chorobę w grupie E- ( E- = zawsze mianownik) RW = 1: brak zależności RW > 1: dodatnia zależność RW < 1: ujemna zależność

32 RYZYKO WZGLĘDNE CD. Każda grupa Narażeni: E+ = A+B Nie-narażeni: E- = C+D posiada własne, bezwzględne ryzyko): CHOROBA Tak Nie NARAŻENIE Tak A B Nie C D Ryzyko Względne = A/(A+B) : C(C+D) [ 1 jako punkt odniesienia, E-!]

33 RYZYKO WZGLĘDNE CD. Zapadalność na astmę w dwóch grupach dzieci (każda posiada własne, bezwzględne ryzyko): E+ : narażeni na BPT (n = 100) E- : nie-narażeni na BPT (n = 100) ASTMA Tak Nie BPT Tak 6 94 Nie 4 96 Ryzyko Względne = (6/100) : (4/100) = 1,5 [ 1 jako punkt odniesienia, E-!]

34 OBLICZENIE RYZYKA WZGLĘDNEGO OSZACOWANIE Co by było, gdyby do badania zostały wylosowane inne rodziny? Co by było, gdyby wylosowano inne liczby badanych? CHOROBA Tak Nie NARAŻENIE Tak A B Nie C D

35 KTÓRA WARTOŚĆ RYZYKA WZGLĘDNEGO JEST PRAWDZIWA? 1,3 czy 1,4 czy, 1,5 czy 1,7 Odpowiedź: każda (różnice mają charakter przypadkowy) RR = 1,5; 95%PU: 1,4 1,6 Kariera 95% przedziału ufności (95% confidence interval)

36 UWAGA Ryzyko Względne w czystej postaci odzwierciedla zróżnicowanie zapadalności Dane dla obliczenia RW pochodzą z badania kohortowego W nieortodoksyjnych rozważaniach źródłem danych bywa badanie przekrojowe

37 ILORAZ WSPÓŁCZYNNIKÓW, ILORAZ CZĘSTOŚCI Iloraz Współczynników Współczynnik w E+/Współczynnik w E- Iloraz Częstości Częstość w E+ / Częstość w E-

38 ILORAZ SZANS ( ODDS RATIO OR ) Względna miara zależności zarezerwowana dla epidemiologicznych badań typu kliniczno-kontrolnego

39 ILORAZ SZANS MIARA RYZYKA W B. KLINICZNO- REFERENCYJNCH W badaniach kliniczno-referencyjnych miarą ryzyka jest iloraz szans ILORAZ SZANS = UDZIAŁ NARAŻENIA chorzy / UDZIAŁ NARAŻENIA zdrowi Choroba + - Narażenie + a b a + b - c d c + d a + c b + d a + b + c + d ILORAZ SZANS = (a / c) / (b / d) = ad / bc W przypadku ilorazu szans wniosek odnośnie ryzyka nie wynika z porównań zapadalności (badanie kliniczno-referencyjne nie mierzy zapadalności)

40 MIARY ODDZIAŁYWAŃ NA POPULACJĘ

41 MIARY ODDZIAŁYWAŃ FRAKCJA PRZYPISANA W POPULACJI AF P (jaka frakcja odsetek wszystkich przypadków danej choroby w całej populacji zależy od narażenia na badany czynnik szkodliwy? tu: astma i BPT) FRAKCJA PRZYPISANA U CHORYCH AF E (w jakim stopniu obecność choroby u chorego jest związana z narażeniem tego chorego na badany czynnik szkodliwy? tu: astma i BPT)

42 AF P Populacyjne ryzyko przypisane (population attributable risk percent PAR%) Zapadalność na astmę u wszystkich dzieci = 4,5/100 (R all ) Zapadalność na astmę u dzieci bez narażenia na BPT = 4,0/100 (R E- ) AF P = [R all R E- ] / R all AF p = [(4,5/100) (4/100)] / (4,5/100) = = 0,11 = 11% 11% wszystkich nowych zachorowań na astmę w populacji dzieci można przypisać narażeniu tej populacji na BPT

43 MIARY ODDZIAŁYWAŃ FRAKCJA PRZYPISANA W POPULACJI AF P (jaka frakcja odsetek wszystkich przypadków danej choroby w całej populacji zależy od narażenia na badany czynnik szkodliwy? tu: astma i BPT) FRAKCJA PRZYPISANA U CHORYCH AF E (w jakim stopniu obecność choroby u chorego jest związana z narażeniem tego chorego na badany czynnik szkodliwy? tu: astma i BPT)

44 AF E Ryzyko przypisane u narażonych (attributable risk percent in the exposed AR%exposed) Zapadalność (lub częstość) w grupie narażonych (E+) Zapadalność (lub częstość) w grupie nienarażonych (E-) AF E = [Ryzyko E+ Ryzyko E- ] / Ryzyko E+

45 AF E cd. ASTMA A BPT Zapadalność w grupie E+ : 6 / 100 = 0,06 Zapadalność w grupie E- : 4 / 100 = 0,04 AF E = (0,06-0,04) / 0,06 = 0,33 = 33% W wieloczynnikowej etiologii astmy narażenie na BPT jest w 30% odpowiedzialne za pojawienie się tej choroby

47 KRYTERIA HILL A (Sir Austin Bradford Hill) Kryteria oceny związków przyczynowo-skutkowych, przydatne w interpretacji wyników obserwacyjnych badań analitycznych Siła związku Powtarzalność związku w różnych badaniach Swoistość związku Następstwo czasowe Obecność zależności "narażenie - odpowiedź biologiczna" Biologiczne prawdopodobieństwo związku Zgodność z dotychczasowym stanem wiedzy Obecność dowodów eksperymentalnych Obecność analogii