流行病學-病因及其病因因果推斷課件

1病因和病因推斷CauseofDiseaseandCausalInference2流行病學方法描述流行病學分析流行病學實驗流行病學理論流行病學

流行病學既是一門應(yīng)用學科,也是邏輯性很強的科學研究方法.它以醫(yī)學為主的多學科知識為依據(jù),利用觀察和詢問等手段來調(diào)查社會人群中疾病和健康狀況,描述頻率和分布,通過歸納、綜合和分析提出假說，進而采用分析性研究對假說進行檢驗，最終通過實驗研究來證實。在對疾病的發(fā)生規(guī)律了解清楚之后，還可以上升到理論程度，用數(shù)學模型預(yù)測疾病。流行病學的研究方法3

描述性流行病學描述疾病或健康狀態(tài)的分布，提出假設(shè)分析性流行病學檢驗或驗證科學的假設(shè)實驗流行病學證實或確證假設(shè)理論流行病學建立數(shù)學模型預(yù)測疾病疾病病因疾病的病因和危險因素究竟怎樣通過流行病學來研究？4

橫斷面研究

描述流行病學

生態(tài)學研究觀察法

篩檢

分析流行病學

病例對照研究

隊列研究

臨床試驗實驗法

實驗流行病學

現(xiàn)場試驗

社區(qū)干預(yù)試驗

數(shù)理法

理論流行病學數(shù)學模型

流行病學研究方法分類5死亡統(tǒng)計資料疾病統(tǒng)計資料人口統(tǒng)計資料疾病監(jiān)測資料現(xiàn)況研究特殊調(diào)查資料（專題調(diào)查）常規(guī)報表資料調(diào)查的資料

病因假設(shè)整理、歸納整理、歸納用描述性流行病學方法研究疾病的分布描述性研究6種類與方法普查抽樣調(diào)查遵循隨機化原則，抽取有代表性的樣本，并通過樣本信息推斷總體特征。單純隨機抽樣系統(tǒng)抽樣整群抽樣分層抽樣橫斷面研究的種類和方法7

是否患病因素暴露情況因素暴露情況

時間現(xiàn)在

過去目標人群病例組對照組＋

－－＋既往回憶既往回憶收集回顧性資料分析性研究8目標人群暴露組非暴露組隨訪觀察發(fā)病情況

時間暴露因素現(xiàn)在將來發(fā)病情況＋－－＋分析性研究9時間順序

過去

現(xiàn)在

將來

歷史性隊列雙向性隊列前瞻性隊列回顧性收集已有的歷史資料繼續(xù)前瞻性收集資料前瞻性收集資料分析性研究10目標人群（動物）隨機原則實驗組對照組

給予干預(yù)措施

隨訪觀察結(jié)局疾病發(fā)生死亡疾病好轉(zhuǎn)

時間

現(xiàn)在

將來

給予對照措施實驗性研究11

OnMay20,1747JamesLind

isreadytobeginthefirstclinicalnutritionexperiment.12group1drankonequartofcideradaygroup2gargledwithsulfuricacid

group3hadtwospoonfulsofvinegar,3timesadaygroup4drank1/2-pintseawateradaygroup5drankbarleywater

group6atetwoorangesand1lemonadayHowdidheconducthisexperiment?

13Whathappened?Onlysailorswhoatetheorangesandlemonfeltbetter.Infact,inonlysixdaystheyfeltgreatandwereabletostartworkingagain.Theothersailorsintheexperimentfeltworse.

14盲法

(blinding)減少研究對象和研究者主觀因素的影響(信息偏倚)實驗性研究15Justkidding：雙盲實驗

患者家屬：醫(yī)生，流行病學家采用的雙盲試驗是這個意思嗎？？？醫(yī)生患者護士16單盲(singleblind)17雙盲(doubleblind)18三盲(tripleblind)19開放試驗(opentrial)不可能實現(xiàn)盲法外科手術(shù)鍛煉飲食教育……主要內(nèi)容

(outline)

病因的概念

（conceptsofcausation）

因果關(guān)聯(lián)的推斷（inferenceofcausalassociation）

病因推斷的標準

(criteriaofcausalinference)病因的概念conceptsofcausation流行病學的目的是預(yù)防疾病。為了達到這個目的，我們有必要首先了解疾病是怎樣發(fā)生的。自從有了人類社會以來，人類尤其是醫(yī)學家們就關(guān)心疾病發(fā)生的原因—病因（Cause)。鬼神、上帝、天意金木水火土人活的傳染物迷信階段樸素唯物主義生物學病因的萌芽病原物環(huán)境宿主三角模式生理社會物化機體輪狀模式病因網(wǎng)模型一、疾病病因概念的發(fā)展（Developmentofcausationinhistory）

病因的概念conceptsofcausation

（一）迷信階段古代人常將疾病的發(fā)生歸因于：上帝，天意、鬼神。在古代希伯來認為，疾病是由于人類的罪惡，惹怒了上帝而引起的。遵守摩西的《十戒》，就永遠不會生病。由于都信仰一個上帝，摩西的《十戒》成為疾病健康的主宰者。認為信仰上帝，才能給人帶來健康。因此，人們靠祈禱、拜佛及求神等方式以求平安無病。

（二）樸素唯物主義階段

現(xiàn)代醫(yī)學之父

主要的流行病學著作：《EpidemicⅠ》《EpidemicⅢ》《OnAirs,WatersandPlaces》Hippocrates(460-377BC)陽光、空氣和運動是最好的醫(yī)生。

公元前5世紀，現(xiàn)代醫(yī)學之父Hippocrates在它所著“airs、waterandplace”一書中認為，人所處的外部環(huán)境（季節(jié)、地區(qū)、水等）與疾病發(fā)生，有著密切的關(guān)系。當醫(yī)生來到新的地區(qū)時，必須觀察該地區(qū)的地勢、氣流狀態(tài)和日照，還要知道該地區(qū)的飲水是來自濕地、還是來自河水，是硬水，還是軟水。Hippocrates在《流行病》中詳細地描述了肺結(jié)核、斑疹傷寒、流行性腮腺炎、瘧疾等疾病。并用“Epidemic”來表示疾病的流行。這是關(guān)于流行病學的最初描述。在中國最早在《史記》中,用“疫”、“大疫”等來表示傳染病的流行。在日本，現(xiàn)在流行病學仍稱成為《疫學》。現(xiàn)在，把傳染病流行地區(qū)稱為疫源地、疫區(qū)等。（三）生物學病因的萌芽

在人類的漫長歷史中，嚴重損害人類健康的疾病是傳染病。例如：鼠疫、霍亂、天花等傳染病廣泛流行，嚴重的威脅人類的生命和健康。公元前1570—1085年埃及的木乃伊和公元前1157年的埃及法老--拉米西斯五世（RamsesV）木乃伊的臉上可見到很典型的天花留下來的疤痕。病因模型（causalmodel）

三角模型（epdemiologicaltriad）疾病因素輪狀模型（wheelmodel）病因網(wǎng)絡(luò)模型(webofcausation)ModelofDisease環(huán)境Environment病因Agent宿主Host三角模型（epidemiologicaltriad）宿主環(huán)境病因健康（health）宿主環(huán)境病因疾?。╠isease）失衡三角模型（epidemiologicaltriad）環(huán)境病因宿主AgentEnvironmentalHost病因Agent環(huán)境Environmental宿主Host三角模型（epidemiologicaltriad）病因Agent環(huán)境Environmental宿主Host三角模型（epidemiologicaltriad）病因Agent環(huán)境Environmental宿主Host三角模型（epidemiologicaltriad）病因Agent環(huán)境Environmental宿主Host三角模型（epidemiologicaltriad）病因Agent環(huán)境Environmental宿主Host三角模型（epidemiologicaltriad）輪狀模型（wheelmodel）HumanOrganismGeneticCodesSocial/PsychologicalEnvironmentChemicalEnvironmentBiologicalEnvironmentPhysicalEnvironment生物環(huán)境社會環(huán)境遺傳內(nèi)核理化環(huán)境宿主健康Health理化環(huán)境生物環(huán)境社會環(huán)境宿主遺傳內(nèi)核失衡疾病Disease輪狀模型（wheelmodel）生物環(huán)境社會環(huán)境理化環(huán)境先天性代謝異常Inbornerrorofmetabolism

宿主遺傳內(nèi)核健康Health生物環(huán)境社會環(huán)境理化環(huán)境健康Health

宿主遺傳內(nèi)核麻疹Measles

病因網(wǎng)絡(luò)模型（webofcausation）MorbidityandMortality(Stroke,MI)BiologicalRiskFactors

(Hypertension,BloodLipids,Homocysteine)GeneticRiskFactors(FamilyHistory)BehavioralRiskFactors(Cigarette,Diet,Exercise)EnvironmentalFactors(SocioeconomicStatus,WorkEnvironment)病因網(wǎng)絡(luò)模型（webofcausation）BEINGSModel

PreventablecausesofdiseaseBiologicfactorsandBehavioralfactorsEnvironmentalfactorsImmunologicfactorsNutritionalfactorsGeneticfactorsServices,Socialfactors,andSpiritualfactors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。

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Acausalrelationshipwouldberecognizedtoexistwheneverevidenceindicatesthatthefactorsformpartofthecomplexofcircumstancesthat

increasestheprobabilityoftheoccurrenceofdisease

andthatadiminutionofoneormoreofthesefactorsdecreasesthefrequencyofthatdisease.----Lilienfeld(1980)病因的定義（definitionofcausation）

LilienfeldAM.（1920-1984）約翰.霍普金斯大學流行病學教授那些能使人群發(fā)病概率升高的因素，就可認為是疾病的病因；當其中某個或多個因素不存在時，人群的疾病頻率就會下降。病因的定義（definitionofcausation）

LilienfeldAM.（1920-1984）約翰.霍普金斯大學流行病學教授

流行病學（epidemiology）?

研究人群中疾病的分布及其決定因素（或影響因素），并研究防制疾病及促進健康的策略和措施的科學。

（一）用描述性流行病學方法研究疾病的分布。（二）根據(jù)疾病分布的特點，建立病因假設(shè)。（三）用分析流行病學方法或?qū)嶒灹餍胁W方法驗證病因假設(shè)。（四）病因推斷。（一）用描述性流行病學方法研究疾病的分布常規(guī)報表資料

(死亡統(tǒng)計資料、疾病統(tǒng)計資料、人口統(tǒng)計資料,疾病監(jiān)測等）調(diào)查的資料(現(xiàn)況研究,特殊調(diào)查資料)

按人群，時間和地點特征歸納整理資料，

描述疾病的人群分布、時間分布和地區(qū)分布

疾病分布特點（二）根據(jù)疾病分布的特點，建立病因假設(shè)

建立病因假設(shè)方法：求同法(methodofagreement)

差異法(differentialmethod)

共變法(methodofconcomitantvariation)

類推法(analyticalepidemiology)差異法：

如果兩組人群疾病頻率有明顯不同，而兩組人群在某種因素上也有差異,則這種因素很可能成為該病的原因。例如:大骨節(jié)病的病因研究

大骨節(jié)病雙手呈短指畸形

國際醫(yī)學界稱本病為卡辛—貝克氏病（Kaschin－BeckDisease）。大骨節(jié)病在中國病情重、分布范圍廣，主要發(fā)生于黑、吉、遼、陜、晉、甘、藏、青等15個省，在國外主要分布于西伯利亞東部和朝鮮北部，多分布于山區(qū)和半山區(qū)，平原地區(qū)少見。本病基本病變是發(fā)育中兒童的關(guān)節(jié)透明軟骨的變形與壞死繼發(fā)的骨關(guān)節(jié)炎。

1965年9月楊建伯教授到黑龍江省尚志縣元寶屯調(diào)查大骨節(jié)病?？?cè)丝?300人，漢族：2123人，朝鮮族：177人。黑龍江省尚志縣元寶屯大骨節(jié)病的調(diào)查

民族調(diào)查人數(shù)病人數(shù)檢出率（%）漢族朝鮮族426172145234.01.1求同法：相同事件之間找共同點

如果不同情況下的病人均具有類同的因素時，則這種因素有可能是該病的病因。

短肢畸形的孩子

1960-1961年間，在西歐諸國家，特別是德國和英國等國，新生兒患短肢畸形明顯增加。其臨床特點是四肢缺損，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。當時即引起醫(yī)學界的關(guān)注。

反應(yīng)停具有一定的鎮(zhèn)靜安眠的作用，而且對孕婦懷孕早期的妊娠嘔吐療效極佳。反應(yīng)停便成了“孕婦的理想選擇”，在歐洲、亞洲、非洲、澳洲和南美洲被醫(yī)生大量給予孕婦以治療妊娠嘔吐。國家反應(yīng)停銷售量(公斤)短肢畸形例數(shù)奧地利2078比利時25826英國5769349荷蘭14025挪威6011葡萄牙372瑞士1136德國300995000

反應(yīng)停與短肢畸形之間關(guān)系

（3）共變法：

某一個因素的量變引起某病發(fā)病率變化時，則這種因素有可能成為該病的病因。5859606162

年份2010515010050短指畸形的例數(shù)反應(yīng)停的銷售量

德國的反應(yīng)停銷售量與短肢畸形的時間分布（4）類推法：疾病分布與病因已明的疾病的分布特征相似，推測兩者有共同的病因。

硒與大骨節(jié)病之間關(guān)系？克山病---硒有聯(lián)系克山病與大骨節(jié)病相似。硒與大骨節(jié)病之間有關(guān)系。（三）用分析流行病學方法或?qū)嶒灹餍胁W方法驗證病因假設(shè)。

分析流行病學方法(analyticalepidemiology)1.病例對照研究(casecontrolstudy)2.隊列研究(cohortstudy)

實驗流行病學(experimentalepidemiology)1.病例對照研究方法

假設(shè)：某因素與疾病之間可能有聯(lián)系？

疾病

因素暴露情況因素暴露情況

時間現(xiàn)在

過去人群病例組對照組假設(shè)：服用反應(yīng)停與短肢畸形有聯(lián)系？畸形兒的母親正常兒母親病例組對照組懷孕后0-8周用過反應(yīng)停時間過去現(xiàn)在假設(shè)：服用反應(yīng)停與短肢畸形有聯(lián)系5090懷孕后0-8周用過反應(yīng)停時間342X2=69.40,P<0.001,OR=93.568.0%2.0%過去

現(xiàn)在

畸形兒的母親正常兒母親2.隊列研究方法驗證病因假設(shè)假設(shè)：某因素與疾病之間可能有聯(lián)系。人群暴露組非暴露組隨訪觀察疾病的發(fā)生情況發(fā)病率

時間

因素現(xiàn)在將來假設(shè)：服用反應(yīng)停與短肢畸形有聯(lián)系？暴露組非暴露組懷孕后0-8周用過懷孕后0-8周未用過隨訪觀察短肢畸形的發(fā)生情況短肢畸形的發(fā)病率

時間現(xiàn)在

將來假設(shè)：服用反應(yīng)停與短肢畸形有聯(lián)系？暴露組懷孕后0-8周用過非暴露組隨訪觀察短肢畸形的發(fā)生情況2421485105142.0%0.2%

發(fā)病率

時間RR=175,AR=41.76%短肢畸形現(xiàn)在

將來

1961年12月后西德市場停止出售反應(yīng)停，從1962年中出生的兒童便很少發(fā)生這種畸形。這亦可看作“干預(yù)研究”的例子。反應(yīng)停災(zāi)難事件反生后，不少國家建立了先天性畸形監(jiān)測系統(tǒng)，加強了藥物流行病學研究，改進藥物篩選方案，生產(chǎn)與管理方法。人群隨機實驗組對照組

給于這種措施

隨訪觀察結(jié)局疾病發(fā)生死亡疾病好轉(zhuǎn)

時間

現(xiàn)在將來3.實驗流行病學方法驗證病因假設(shè)假設(shè)：某因素與疾病之間可能有聯(lián)系假設(shè)：乙型肝炎疫苗后可產(chǎn)生抗體？實驗人群實驗組對照組隨訪觀察乙肝抗體情況抗體陽性率

隨機分組

時間現(xiàn)在將來給與乙型肝炎疫苗給生理鹽水乙型肝炎疫苗人群免疫學效果觀察實驗人群隨機分組實驗組

對照組

給與乙型肝炎疫苗隨訪觀察乙肝抗體情況565460196.4%1.6%

抗體陽性率

時間將來現(xiàn)在

病因推斷中暴露因素與疾病關(guān)聯(lián)的解釋

Associationbetweenexposureanddiseaseincausalinference

統(tǒng)計學關(guān)聯(lián)（statisticsassociation）虛假關(guān)聯(lián)（spuriousassociation）

間接關(guān)聯(lián)（indirectassociation）

暴露與疾病exposureanddisease有無統(tǒng)計學關(guān)聯(lián)?statisticalassociation有無偏倚?bias有時間先后否?temporalsequence統(tǒng)計關(guān)聯(lián)到因果關(guān)聯(lián)

FromEpidemiologicalAssociationtoCausationE與D有統(tǒng)計關(guān)聯(lián)否有偏倚否有時間先后否

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關(guān)聯(lián)的分類關(guān)聯(lián)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)分類總結(jié)

關(guān)聯(lián)的強度

關(guān)聯(lián)的重復(fù)性

關(guān)聯(lián)的時間順序病因與疾病分布一致終止效應(yīng)劑量反映關(guān)系關(guān)聯(lián)的特異性關(guān)聯(lián)的生物學合理性病因推斷標準criteriaofcausalinferencestrengthconsistencytemporalitycoherence

reversibilitydose-responserelationshipspecificitybiologicplausibility因果推斷標準(1)--關(guān)聯(lián)的強度關(guān)聯(lián)強度越大，為因果的可能性越大

Astrongassociationbetweenpossiblecauseandeffect,ismorelikelytobecausalthanaweakassociation.

關(guān)聯(lián)強度的測定:RR,ORmeasurementofstrength

criteriaofcausalinference1--strength因果推斷標準(1)--關(guān)聯(lián)的強度criteriaofcausalinference1--strength不同人群、不同地區(qū)、不同時間、不同類型的研究少數(shù)或個別研究不同甚或相反的結(jié)果并不能簡單地反駁因果假設(shè)多數(shù)得到一致結(jié)果的研究可能遭遇共同的偏倚研究間不同的結(jié)果可能是因為某些因素的修正作用因果推斷標準(2)－關(guān)聯(lián)的重復(fù)性criteriaofcausalinference2--consistency因果推斷標準(3)－時間順序前因后果：唯一必須滿足的標準實驗性研究隊列研究采用新病例的病例對照研究生態(tài)趨勢研究橫斷面研究>>時間暴露結(jié)局criteriaofcausalinference3--temporaliryThecausemustprecedetheeffect.因果推斷標準(4)－病因與疾病分布一致criteriaofcausalinference4--coherence飲食脂肪攝入與乳腺癌發(fā)病Correlationbetweendietaryfatintakeandbreastcancerbycountry因果推斷標準(5)－終止效應(yīng)這是強有力的反證病因關(guān)系的一種方法。例如戒煙與肺癌的關(guān)系研究中，我們發(fā)現(xiàn)戒煙后，人群肺癌死亡率下降。criteriaofcausalinference5--reversibilityWhenremovalofapossiblecauseresultsinreductionofdiseaserisk,thelikelihoodoftheassociationbeingcausalisstrengthenedForexample,smokerswhogiveupsmokinghavealowerriskoflungcancerthanthosewhocontinuetosmoke.因果推斷標準(6)－劑量反映關(guān)系

Adose-responserelations