數(shù)學(xué)病因與病因推斷課件

病因與病因推斷CausesandCausalInference病因與病因推斷1

第二節(jié)病因的定義及病因模型

第三節(jié)病因推斷的方法第四節(jié)病因判斷的標(biāo)準(zhǔn)

總結(jié)第一節(jié)概述第二節(jié)病因的定義及病因模型第三節(jié)病因推斷的方2什么是因果聯(lián)系？如何確定因果聯(lián)系？SARS的病因是什么？如何確定SARS的病因？如何確定吸煙和肺癌之間是否存在病因關(guān)系？問題與討論什么是因果聯(lián)系？如何確定因果聯(lián)系？問題與討論3流行病學(xué)是研究人群中疾病與健康狀況的分布及其影響因素，并研究防制疾病及促進(jìn)健康的策略和措施的科學(xué)。流行病學(xué)定義的理解流行病學(xué)是研究人群中疾病與健康狀況的分布及其影響因素，并研究4流行病學(xué)是研究人群中疾病與健康狀況的分布及其影響因素，并研究防制疾病及促進(jìn)健康的策略和措施的科學(xué)。核心內(nèi)容“病因”流行病學(xué)定義的理解流行病學(xué)是研究人群中疾病與健康狀況的分布及其影響因素，并研究5Becausecausalinferenceisattheheartofwhatepidemiologistsdo,thetheoreticalstudyofcausationhasimportantconsequencesfortheeverydaypracticeofepidemiology.

Guidelinesfordrawingcausalinferencesmaydifferaccordingtohowcausationisdefined.

(MacMahonandPugh,1970)Becausecausalinferenceisat6因果觀的發(fā)展Aristotle的四原因說

形式因+質(zhì)料因+動(dòng)（作用）因+目的因

BaconF的決定論的因果觀

一定的原因必定導(dǎo)致一定的結(jié)果

Hume的經(jīng)驗(yàn)論因果觀

單純的經(jīng)驗(yàn)重復(fù)觀察并不能保證一定的結(jié)果必定會(huì)出現(xiàn)，即經(jīng)驗(yàn)證據(jù)不具有邏輯必然性概率論因果觀

原因就是使結(jié)果發(fā)生概率升高的事件或特征，即一定的原因可能導(dǎo)致一定的結(jié)果因果觀的發(fā)展Aristotle的四原因說7MacMahon的因果關(guān)聯(lián)定義：

事件或特征類別之間的一種關(guān)聯(lián)，改變某一類別（X）的頻率或特性，就會(huì)引起另一類別（Y）的頻率或特性的改變，這樣X就是Y的原因。

概率論MacMahon的因果關(guān)聯(lián)定義：概率論8病因定義及病因模型的發(fā)展鬼,神,上帝,天意中醫(yī)“五行之說”Hippocrates(公元前5世紀(jì))病因定義及病因模型的發(fā)展鬼,神,上帝,天意中醫(yī)“五行之9病原物（動(dòng)因）宿主環(huán)境三角模式

（GordenTriangle）★生物學(xué)病因的萌芽★三角模式：強(qiáng)調(diào)病原生物、環(huán)境和宿主三方面的關(guān)系。優(yōu)點(diǎn)：從因素間平衡和整體性觀點(diǎn)看，它具有古老的思辯性和樸素的合理性。缺點(diǎn)：1、等量齊觀。2、并非所有疾病均有特異病原物引起。病原物（動(dòng)因）宿主環(huán)境三角模式★生物學(xué)病因的萌芽10輪狀模式：將環(huán)境進(jìn)一步分為生物、理化和社會(huì)環(huán)境，宿主還包括遺傳內(nèi)核。不僅強(qiáng)調(diào)環(huán)境和機(jī)體兩者之間的密切關(guān)系，而且還強(qiáng)調(diào)環(huán)境多樣性和機(jī)體的遺傳易感性（遺傳因子）特點(diǎn)：外環(huán)、內(nèi)環(huán)有伸縮性，各部分的大小可以隨不同的疾病而有所改變輪狀模型（wheelmodel）輪狀模式：將環(huán)境進(jìn)一步分為生物、理化和社會(huì)環(huán)境，宿主還包括遺11社會(huì)經(jīng)濟(jì)因素生物學(xué)因素環(huán)境因素心理、行為因素衛(wèi)生保健因素醫(yī)學(xué)生物學(xué)因素（致病機(jī)制）遠(yuǎn)因近因疾病疾病因素模型（disease-factormodel）社會(huì)經(jīng)濟(jì)因素醫(yī)學(xué)生物學(xué)因素遠(yuǎn)因近因疾病疾病因素模型（dise12病因網(wǎng)模型（webofcausation）環(huán)境因素社會(huì)因素衛(wèi)生保健肝癌乙肝病毒感染黃曲霉毒素不潔飲水病因網(wǎng)模型（webofcausation）環(huán)境因素社會(huì)因13糙皮病糙皮病14玉米傳入

貧困玉米單一種植冬藏食物量少質(zhì)差春末夏初食物匱乏玉米主食、偏食植物蛋白匱乏動(dòng)物蛋白少或無農(nóng)活增多戶外勞動(dòng)過度勞累尼克酸需求增加日曬增加局部摩擦糙皮病皮炎非食物因素（酒精中毒）其他營(yíng)養(yǎng)缺乏尼克酸、色氨酸缺乏糙皮病糙皮病病因網(wǎng)模型玉米傳入貧困玉米單一種植冬藏食物量少質(zhì)差春末夏初食物匱乏玉15BEINGS

Model

PreventablecausesofdiseaseBiologicfactorsandBehavioralfactorsEnvironmentalfactorsImmunologicfactorsNutritionalfactorsGeneticfactorsServices,Socialfactors,andSpiritualfactorsBEINGSModel

Preventablecause16Lilienfeld(1980)的病因定義：

那些能使人群發(fā)病概率升高的因素，就可以認(rèn)為是病因；當(dāng)它們之中一個(gè)或多個(gè)不存在時(shí)，人群疾病頻率就下降。

LilienfeldAM.（1920-1984）約翰.霍普金斯大學(xué)流行病學(xué)教授Lilienfeld(1980)的病因定義：L17暴露（exposure）指研究對(duì)象接觸過某種待研究的物質(zhì)、具備某種待研究的特征或行為。危險(xiǎn)因素（riskfactor）使疾病發(fā)生概率即危險(xiǎn)升高的因素。保護(hù)因素（protectivefactor）使疾病發(fā)生概率即危險(xiǎn)降低的因素。幾個(gè)重要的概念暴露（exposure）指研究對(duì)象接觸過某種待研究的物質(zhì)、具18描述（頻度和分布）描述性研究積累分布數(shù)據(jù)探索流行因素或者根據(jù)已有的知識(shí)

形成假設(shè)→邏輯推理（Mill’s準(zhǔn)則）檢驗(yàn)假設(shè)

病例對(duì)照研究隊(duì)列研究實(shí)驗(yàn)研究是否符合實(shí)際？

因果推斷

結(jié)合各方面因素進(jìn)行綜合分析、推斷

→→流行病學(xué)病因研究的一般思路描述（頻度和分布）描述性研究積累分布數(shù)據(jù)形成假設(shè)→邏輯推理19形成假設(shè)

1、求異法（methodofdifference）：又稱“同中求異法”；

如：察布查爾病---米送乎乎。2、求同法（methodofagreement）：或稱“異中求同法”；如：鉤端螺旋體病流行，共同點(diǎn)---下水勞動(dòng)3、共變法（methodofconcomitantvariation）：如：肺癌與煙草消耗4、剩余法（methodofresidues）：

如：肝癌→與飲水中的藻類毒素有關(guān)5、同異并用法（jointmethodofagreementanddifference）如：肝癌----乙肝病毒形成假設(shè)1、求異法（methodofdifferenc20檢驗(yàn)假設(shè)病例對(duì)照研究隊(duì)列研究DE檢驗(yàn)假設(shè)病例對(duì)照研究隊(duì)列研究DE21ExposureDiseaseTotalYesNoYesABA+BNoCDC+DTotalA+CB+DA+B+C+DExposureDiseaseTotalYesNoYesAB22如果ExposureDiseaseTotalYesNoYesABA+BNoCDC+DTotalA+CB+DA+B+C+D那么,我們有理由認(rèn)為暴露和疾病之間的關(guān)聯(lián)有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。如果ExposureDiseaseTotalYesNoYes23檢驗(yàn)假設(shè)病例對(duì)照研究隊(duì)列研究統(tǒng)計(jì)學(xué)上的聯(lián)系檢驗(yàn)假設(shè)病例對(duì)照研究隊(duì)列研究統(tǒng)計(jì)學(xué)上的聯(lián)系24證實(shí)假設(shè)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)人群干預(yù)試驗(yàn)證實(shí)假設(shè)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)人群干預(yù)試驗(yàn)25

任何因素和疾病之間的“統(tǒng)計(jì)學(xué)”上的聯(lián)系都有可能是病因、偏倚和機(jī)遇三者或之一、之二造成。統(tǒng)計(jì)學(xué)聯(lián)系的實(shí)質(zhì)P<0.05任何因素和疾病之間的“統(tǒng)計(jì)學(xué)”上的聯(lián)系都有可能是病26機(jī)遇（Chance）：“隨機(jī)誤差（Randomerror）偏倚（Bias）：“系統(tǒng)誤差（Systematicerror）偏倚和機(jī)遇機(jī)遇（Chance）：“隨機(jī)誤差（Randomerror）27指流行病學(xué)研究的設(shè)計(jì)、實(shí)施和評(píng)價(jià)階段，由于研究方法的缺陷或錯(cuò)誤，使研究結(jié)果系統(tǒng)地偏離真實(shí)值。偏倚的概念指流行病學(xué)研究的設(shè)計(jì)、實(shí)施和評(píng)價(jià)階段，由于研究方法的缺陷或錯(cuò)28偏倚的種類選擇偏倚（selectionbias）信息偏倚（informationbias）混雜偏倚（confoundingbias）虛假聯(lián)系（spuriousassociation）間接聯(lián)系（indirectassociation）偏倚的種類選擇偏倚（selectionbias）虛假聯(lián)系（29即是從統(tǒng)計(jì)學(xué)聯(lián)系的表面現(xiàn)象中，剔除虛假聯(lián)系和間接聯(lián)系，凸現(xiàn)出真正的病因聯(lián)系。因果推斷的目的即是從統(tǒng)計(jì)學(xué)聯(lián)系的表面現(xiàn)象中，剔除虛假聯(lián)系和間接聯(lián)系，凸現(xiàn)出30隨機(jī)誤差確定暴露和疾病是否存在統(tǒng)計(jì)學(xué)聯(lián)系無統(tǒng)計(jì)學(xué)聯(lián)系是否偏倚所致？非因果聯(lián)系確定偏倚種類選擇偏倚？信息偏倚？混雜偏倚？重新設(shè)計(jì)研究或進(jìn)行調(diào)整因果關(guān)系及其推論過程無有克服偏倚的影響隨機(jī)誤差確定暴露和疾病是無統(tǒng)計(jì)學(xué)聯(lián)系是否偏倚所致？非因果聯(lián)系31確定暴露和疾病是否存在統(tǒng)計(jì)學(xué)聯(lián)系有統(tǒng)計(jì)學(xué)聯(lián)系是否偏倚所致？是否符合因果推論的原則確定偏倚種類選擇偏倚？信息偏倚？混雜偏倚？重新設(shè)計(jì)研究或進(jìn)行調(diào)整因果關(guān)系及其推論過程無有克服偏倚的影響非因果聯(lián)系因果聯(lián)系否是確定暴露和疾病是有統(tǒng)計(jì)學(xué)聯(lián)系是否偏倚所致？是否符合因果推論的32RobertKoch(1843-1910)確定了結(jié)核桿菌和霍亂弧菌1905年諾貝爾生理學(xué)醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)確定微生物為致病因子時(shí)，Henle-Koch提出4條原則因果推斷標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展RobertKoch(1843-1910)確定了結(jié)核桿菌33該種微生物只能發(fā)現(xiàn)于該種疾病的病人體內(nèi)(必要病因)；而不能發(fā)現(xiàn)于其他疾病的病人或健康人體內(nèi)（效應(yīng)特異性）；該病原體能從患者體內(nèi)獲得純培養(yǎng)；純培養(yǎng)的微生物接種易感動(dòng)物能引起該種疾病(充分病因)；從被感染病的動(dòng)物體內(nèi)分離出該病原體。Henle-Koch原理（1882）該種微生物只能發(fā)現(xiàn)于該種疾病的病人體內(nèi)(必要病因)；Henl34[數(shù)學(xué)]病因與病因推斷課件351、聯(lián)系的時(shí)間順序（timesequenceofassociation）前“因”→后“果”。暴露因素出現(xiàn)在前，發(fā)病或死亡或其它結(jié)局出現(xiàn)在后，這是判斷因果關(guān)聯(lián)的一個(gè)必要條件。因果推斷的標(biāo)準(zhǔn)Onlycriterionwhichisfundamentaltopostulatingcauseandeffectrelationship。1、聯(lián)系的時(shí)間順序（timesequenceofass36[數(shù)學(xué)]病因與病因推斷課件372、關(guān)聯(lián)的強(qiáng)度(strengthofassociation)關(guān)聯(lián)強(qiáng)度一般用相對(duì)危險(xiǎn)度（RR）或替代值比值比（OR）。當(dāng)相對(duì)危險(xiǎn)度越大時(shí)，該關(guān)聯(lián)有因果關(guān)系的可能性越大。Smoking>20cigarettes/dlaryngealcancer(RR=20)

Notallstrongassociationsarecausal

Downssyndromeandbirthrank(confounder)Weakassociationsdonotruleoutcausality

passivesmokingandlungcancer(RR=1.4)2、關(guān)聯(lián)的強(qiáng)度(strengthofassociatio383、關(guān)聯(lián)的可重復(fù)性（consistencyofassociation）同一暴露因素與疾病的關(guān)聯(lián)，在不同時(shí)間、不同地區(qū)以及不同的人群中由不同的研究者獲得同樣的或類似的結(jié)果?！扒笸ā盨mokingandlungcancer

>100studiesoverlast30yearsdemonstrateincreasedrisk

Lackofconsistencydoesnotruleoutcausality

bloodtransfusionnotalwaysariskforHIV:virusmustbepresent

Consistencymayonlybeapparentwhenallrelevantdetailsofcauseareunderstood(seldomthecase)3、關(guān)聯(lián)的可重復(fù)性（consistencyofassoc394、關(guān)聯(lián)的合理性（biologicalplausibilityofassociation）疾病與暴露因素的關(guān)聯(lián)能夠用現(xiàn)有的醫(yī)學(xué)和其他自然科學(xué)知識(shí)進(jìn)行合理的解釋。Consistencywith

current

biologicalknowledgeaboutthedisease,

butbasedonpriorbeliefsorknowledge:4、關(guān)聯(lián)的合理性（biologicalplausibili405、研究的因果論證強(qiáng)度（demonstrabilityforcausality）

實(shí)驗(yàn)性研究>觀察性研究有對(duì)照>無對(duì)照以個(gè)體為分析單位>以群組為分析單位5、研究的因果論證強(qiáng)度（demonstrabilityfo41

流行病學(xué)研究實(shí)例1951-1961年間，在西歐諸國(guó)家，特別是德國(guó)和英國(guó)等國(guó)，新生兒患短肢畸形明顯增加。其臨床特點(diǎn)是四肢缺損，故稱為“短肢畸形”或“海豹肢畸形”，還可發(fā)生無耳、無眼、缺腎、心臟畸形等。當(dāng)時(shí)即引起醫(yī)學(xué)界的關(guān)注。1959年前很少有記錄，之后有較多的記錄，1960年明顯增加。1961年開始懷疑與反應(yīng)停有關(guān)。流行病學(xué)研究實(shí)例1951-1961年間，在西歐諸國(guó)42[數(shù)學(xué)]病因與病因推斷課件43國(guó)家反應(yīng)停銷售量(公斤)短肢畸形例數(shù)葡萄牙372瑞士1136奧地利2078挪威6011荷蘭14025英國(guó)25826比利時(shí)5769349德國(guó)