流行病學電子版病因與因果推斷課件

病因與因果推斷CauseofDiseaseandCausalInference第十章

研究的解說涉及到因果關(guān)系問題，從研究結(jié)果如何做出正確的因果推斷，是非常重要的。

引言第一節(jié)病因的概念第二節(jié)因果推斷的邏輯方法第三節(jié)統(tǒng)計關(guān)聯(lián)到因果關(guān)聯(lián)第四節(jié)因果關(guān)聯(lián)的推斷標準目錄一、病因的定義從決定論因果觀到概率論因果觀的發(fā)展傳統(tǒng)(決定論）一定的原因必然導(dǎo)致一定的結(jié)果現(xiàn)代(概率論因果觀或稱廣義因果律)一定的原因只是可能而不是必然導(dǎo)致一定的結(jié)果第一節(jié)病因的概念現(xiàn)代流行病學的病因定義

Lilienfeld：那些能使人群發(fā)病概率升高的因素，就可認為是病因，其中某個或多個因素不存在時，人群疾病頻率就會下降。LilienfeldAM.（1920-1984）約翰.霍普金斯大學流行病學教授第一節(jié)病因的概念防治效應(yīng)的原因定義防治實驗研究

（因果）研究因果關(guān)系的實驗是指：在受控條件下，研究者有意改變一個或多個因素（處理），并前瞻地確定其效應(yīng)的研究。原因

防治實驗中的處理（treatmentormaneuver）使特定效應(yīng)發(fā)生的概率升高第一節(jié)病因的概念生物環(huán)境遺傳內(nèi)核社會環(huán)境宿主理化環(huán)境

圖10-2輪狀模型第一節(jié)病因的概念第一節(jié)病因的概念疾病因素模型特點病因分類操作性強較強的實踐指導(dǎo)意義沒有動因確定的困難層次外圍的遠因致病機制的近因社會經(jīng)濟因素疾病生物學因素環(huán)境因素心理、行為因素衛(wèi)生保健因素醫(yī)學生物學因素（機制）

圖10-3疾病因素模型第一節(jié)病因的概念因果聯(lián)接方式FR

1第一節(jié)病因的概念R1RF1F2F3FR2R3F1F2F3R3R2R1尋找病因的條目指南宿主病因

先天

基因染色體性別差異第一節(jié)病因的概念

后天

年齡行為類型發(fā)育心理特征營養(yǎng)狀態(tài)獲得性免疫體格既往史

環(huán)境病因生物

病原體感染動物媒介昆蟲食入的動植物

化學

營養(yǎng)素天然有毒動植物化學藥品微量元素重金屬等第一節(jié)病因的概念三、充分病因和必要病因概念充分病因(sufficientcause)是指有該病因存在，必定（概率為100％）導(dǎo)致疾病發(fā)生。必要病因(necessarycause)是指有相應(yīng)疾病發(fā)生，以前必定（概率為100％）有該病因存在。

第一節(jié)病因的概念按病因是否充分或必要分類充分且必要病因傳統(tǒng)因果觀；幾乎不存在必要但不充分病因傳染病病原體；Vit缺乏癥的Vit不足充分但不必要病因致死量的毒物；實際也不存在不充分且不必要病因吸煙——肺癌第一節(jié)病因的概念充分病因和必要病因的局限性

充分病因的局限性充分病因幾乎是不存在的，牽強的例子造成病因和疾病結(jié)果幾乎是一回事（因果同一），失去了因果關(guān)系的意義。第一節(jié)病因的概念

總之，對于按某病因進行分類的疾?。òǚ莻魅静。?，該病因就是它的必要病因，而正因為有該病因才被分類為該疾病。第一節(jié)病因的概念第二節(jié)因果推斷的邏輯方法

假設(shè)演繹法Mill準則因果性實驗中的對照法則

假設(shè)演繹法的推理過程因為假設(shè)H,所以推出證據(jù)E(演繹推理)因為獲得證據(jù)E,所以反推假設(shè)H(歸納推理）第二節(jié)因果推斷的邏輯方法

一、假設(shè)演繹法

二、Mill準則

分類求同法差異法同異并用法共變法剩余法第二節(jié)因果推斷的邏輯方法

求同法（methodofagreement）

是辨別某類事件或?qū)傩缘谋匾獥l件的方法推理形式為： 事件（病例,A） 有關(guān)（暴露）因素

A,B,C

--------a,b,c

A,D,E

--------a,d,e

A,F,G

--------a,f,g

……--------……

所以，a是A的必要條件第二節(jié)因果推斷的邏輯方法

共變法（methodconcomitantvariation）當有關(guān)（暴露）因素是等級或定量的，并與事件（結(jié)局）效應(yīng)成量變關(guān)系（劑量－反應(yīng)關(guān)系），才可以應(yīng)用共變法。推理形式為： 事件（效應(yīng),A） 有關(guān)（暴露）因素

A1,B,C

--------a1,b,c

A2,D,E

--------a2,d,e

A3,F,G

--------a3,f,g

……--------……

所以，a是A的必要條件第二節(jié)因果推斷的邏輯方法

剩余法（methodofresidues）

對某復(fù)合結(jié)局事件（A,B,C），已知它的有關(guān)（暴露）因素在特定的范圍內(nèi)（a,b,c），通過先前的歸納又知道b說明B，c說明C，那么剩余的a必定說明A。 結(jié)局事件 有關(guān)（暴露）因素

A,B,C

--------a,b,c

B

--------b

C--------c

所以，剩余a是A的必要條件第二節(jié)因果推斷的邏輯方法

歸納統(tǒng)計推理S類的部分（S1,S2,S3…Sn）具有屬性P，并且尚未觀察到反例，所以S類全部都具有屬性P。對于概率論因果觀而言，需要作概率性推廣，這就是歸納統(tǒng)計推理：

S1--------P

S2--------P

S3--------非P ……--------……

Sn--------P

(其中m/n部分具有P屬性)

所以，S類的m/n部分具有P屬性第二節(jié)因果推斷的邏輯方法

三、因果性實驗中的對照法則

設(shè)立對照的必要性生物學或醫(yī)學的研究對象過于復(fù)雜，很難僅僅通過實驗室或其他外在條件來控制干擾干擾作用（背景或基線）或自發(fā)變化體現(xiàn)在對照組上，通過與實驗組比較，這些非處理因素的作用就可加以排除。第二節(jié)因果推斷的邏輯方法

如設(shè)實驗（處理因素）的效應(yīng)為T，干擾（非處理因素）的效應(yīng)為C，則： 實驗（處理）組表現(xiàn)出來的混合效應(yīng)=T+C

對照組表現(xiàn)出來的效應(yīng)=C

實驗（處理）的凈效應(yīng)=（T+C）-C=T需要注意的是實驗（處理）組表現(xiàn)出來的混合效應(yīng)（T+C）是通過處理前后兩輪測量值之差確定的第二節(jié)因果推斷的邏輯方法

保證對照的有效性各組除了處理因素不同，所有其他因素應(yīng)盡可能相同。有可比性的對照，才是有效的對照。各組干擾（非處理因素）的可比性各組效應(yīng)測量的可比性第二節(jié)因果推斷的邏輯方法

第三節(jié)統(tǒng)計關(guān)聯(lián)到因果關(guān)聯(lián)

統(tǒng)計學關(guān)聯(lián)因果關(guān)聯(lián)一、統(tǒng)計學關(guān)聯(lián)

狹義的統(tǒng)計學關(guān)聯(lián)（association）指分類資料的相關(guān)

廣義的關(guān)聯(lián)等同于相關(guān)，包括分類、等級和計量資料，即是有關(guān)聯(lián)第三節(jié)統(tǒng)計關(guān)聯(lián)到因果關(guān)聯(lián)二、因果關(guān)聯(lián)有時間先后的相關(guān)關(guān)系病因（暴露條件E）與疾病（D）呈相關(guān)防治措施與特定效應(yīng)呈相關(guān)第三節(jié)統(tǒng)計關(guān)聯(lián)到因果關(guān)聯(lián)E與D有統(tǒng)計關(guān)聯(lián)否有偏倚否有時間先后否圖10-4因果關(guān)系判斷進程提出假設(shè)排除偶然排除虛假前因后果第三節(jié)統(tǒng)計關(guān)聯(lián)到因果關(guān)聯(lián)

圖10-5關(guān)聯(lián)分類圖偶然關(guān)聯(lián)有統(tǒng)計學意義關(guān)聯(lián)非因果關(guān)聯(lián)（選擇、測量或混雜偏倚）因果關(guān)聯(lián)（有時間先后）間接因果關(guān)聯(lián)（間接病因）直接因果關(guān)聯(lián)（直接病因）關(guān)聯(lián)第三節(jié)統(tǒng)計關(guān)聯(lián)到因果關(guān)聯(lián)因果推斷標準的發(fā)展常用的因果推斷標準病因推斷標準應(yīng)用舉例第四節(jié)因果關(guān)聯(lián)的推斷標準

一、因果推斷標準的發(fā)展

Henle-Koch原理（1882）

Henle（1809-1885）Koch(1843-1910）FriedrichGustavJacobHenle，猶太人，德國解剖學家和病理學者，首先提出感染的寄生病原論RobertKoch，德國19世紀著名細菌學家1905年獲得醫(yī)學諾貝爾獎，Henle的學生,證實了Henle微生物學上的假設(shè)第四節(jié)因果關(guān)聯(lián)的推斷標準疾病患者中總是能檢出該病原體其他疾病的患者中不能檢出該病原體疾病患者中分離該病原體，傳代培養(yǎng)物能引起實驗動物患相同疾病能從患該病動物中分離到相同病原體第四節(jié)因果關(guān)聯(lián)的推斷標準美國“吸煙與健康報告”委員會提出（1964）(1)關(guān)聯(lián)的時間順序(2)關(guān)聯(lián)的強度(3)關(guān)聯(lián)的特異性(4)關(guān)聯(lián)的一致性或可重復(fù)性(5)關(guān)聯(lián)的連貫性或合理性第四節(jié)因果關(guān)聯(lián)的推斷標準防治效應(yīng)推斷標準的發(fā)展從實驗設(shè)計上大致可分成三個階段：單純時間前后的臨床病例觀察指對處理前后比較或僅對處理后的單個或少數(shù)病例的臨床觀察，尤其是在傳統(tǒng)醫(yī)學的臨床觀察中。通過試驗來嘗試或證實特定疾病療法的效果(培根)。第四節(jié)因果關(guān)聯(lián)的推斷標準多病例的分組比較觀察

指有處理組與比較組的臨床觀察18世紀G.Berkeley提出對照臨床試驗的觀點18世紀J.Lind關(guān)于壞血病的治療試驗19世紀KanehiroTakaki關(guān)于腳氣病的治療試驗20世紀初Goldberg關(guān)于燥皮病的治療試驗

第四節(jié)因果關(guān)聯(lián)的推斷標準隨機化對照臨床試驗(RCT)

嚴格意義上的對照組（控制組）必須涉及隨機分配Hill(RCT之父)1946年設(shè)計的鏈霉素治療肺結(jié)核效果評價方案1970年代，RCT從框架設(shè)計、對象選擇、資料分析以及結(jié)論推斷形成評價防治效應(yīng)的標準準實驗設(shè)計（非隨機化分配）,較多用于預(yù)防試驗，但在隨機化分配上存在可行性的問題第四節(jié)因果關(guān)聯(lián)的推斷標準二、常用的因果推斷標準

關(guān)聯(lián)的時間順序

懷疑病因X→疾病Y，則X必須發(fā)生于Y之前實驗和隊列研究＞病例對照和生態(tài)學研究＞橫斷面研究慢性病需注意X與Y的時間間隔第四節(jié)因果關(guān)聯(lián)的推斷標準關(guān)聯(lián)的強度

關(guān)聯(lián)的強度越大，同弱關(guān)聯(lián)相比，該關(guān)聯(lián)為因果的可能性就越大一個強關(guān)聯(lián)如果為混雜因素所致，該混雜因素與疾病的關(guān)聯(lián)將更強弱的關(guān)聯(lián)更可能是未識別的偏倚所致

第四節(jié)因果關(guān)聯(lián)的推斷標準關(guān)聯(lián)強度的測定OR（病例對照研究）RR（隊列研究）PF(實驗研究）劑量-反應(yīng)關(guān)系生態(tài)學相關(guān)第四節(jié)因果關(guān)聯(lián)的推斷標準關(guān)聯(lián)的可重復(fù)性

在不同的人群、地區(qū)和時間可以重復(fù)觀察到特點觀察性研究＞實驗性研究可重復(fù)性使因果關(guān)聯(lián)的可能性增加少數(shù)或個別研究的不同不能簡單反駁因果假設(shè)第四節(jié)因果關(guān)聯(lián)的推斷標準

關(guān)聯(lián)的合理性解釋與現(xiàn)有理論知識不矛盾（客觀評價）

高脂血癥與冠心病的因果關(guān)聯(lián)，與冠狀動脈粥樣硬化的病理證據(jù)以及動物實驗結(jié)果吻合研究者的主觀評價吸煙與肺癌的關(guān)聯(lián)，設(shè)想化學物質(zhì)沉積在呼吸系統(tǒng)上引起癌變第四節(jié)因果關(guān)聯(lián)的推斷標準研究的因果論證強度設(shè)計類型與它的論證強度密切相關(guān)

實驗性研究>觀察性研究有對照的研究>無對照的研究以個體為分析單位的研究>以群組為分析單位（生態(tài)學）的研究。滿足時間順序和可重復(fù)性控制各類偏倚的干擾第四節(jié)因果關(guān)聯(lián)的推斷標準第四節(jié)因果關(guān)聯(lián)的推斷標準三、病因推斷標準應(yīng)用舉例

第四節(jié)因果關(guān)聯(lián)的推斷標準幽門螺桿菌感染與十二指腸潰瘍時間順序的證據(jù)

324例幽門螺桿菌感染者，10年中有11％發(fā)生十二指腸潰瘍133例非感染者0.8％發(fā)生十二指腸潰瘍

感染在前，發(fā)病在后第四節(jié)因果關(guān)聯(lián)的推斷標準關(guān)聯(lián)強度的證據(jù)

90％～100％的十二指腸患者存在幽門螺桿菌感染，OR>10感染者11％在10年中發(fā)生該病，RR>10

可重復(fù)性證據(jù)

許多研究者得到相同結(jié)果第四節(jié)因果關(guān)聯(lián)的推斷標準合理性證據(jù)

幽門螺桿菌結(jié)合部位在胃竇細胞，可隨著胃竇細胞進入十二指腸，引起炎癥實驗研究（高論證強度）的證據(jù)

清除幽門螺桿菌