第八章 因果关系的推断(沈洪兵主编,第1版)

2012年3月～6月流行病学第八章因果关系的推断CausalInference2012年3月～6月流行病学当确切掌握疾病和健康状态的“三间分布”态势后，必然要联想到以下三个问题：▲为何不同时间发病（死亡）率不等？（When?）▲为何不同地区发病（死亡）率不等？（Where?）▲为何不同人群发病（死亡）率不等？（Who?）Why?2012年3月～6月流行病学流行病学研究方法观察性研究描述性研究现况调查生态学研究分析性研究病例对照研究队列研究实验性研究临床试验现场试验社区干预试验理论性研究理论流行病学流行病学方法研究2012年3月～6月流行病学病因研究不仅同疾病的诊断有关，还直接关系到疾病的治疗和预防。流行病学中的病因和病因推断实际上是分析流行病学的指导框架和评价准则，对于形成正确的因果思维和准确的理解研究结果，是至关重要的。流行病学的病因研究方法不仅对于预防医学的病因研究，而且对于基础医学和临床医学的病因研究，都具有重要的指导意义。病因与病因推断2012年3月～6月流行病学从决定因果观到概率论因果观的发展Lilienfeld：那些能使人群发病概率增加的因素，就可认为是病因，当其中的一个或多个因素不存在时，人群中该种疾病的发生频率就会下降。----概率论的因果观Rothman：病因是疾病发生中起重要作用的事件、条件或特征，没有这些事件、条件或特征的存在，疾病就不会发生，或将延缓发生。流行病学一般将病因称为危险因素（riskfactor）—就是能使疾病发生概率即危险性升高的因素。一、病因（causeofdisease）的定义：第一节病因的概念2012年3月～6月流行病学1、病因－宿主－环境模型（agent-host-environmentmodel）：宿主环境又称流行病学三角（epidemiologictriangle）：强调致病因素、环境和宿主三方面的密切关系。平衡状态一旦被打破，就要发生疾病。病因第一节病因的概念二、病因模型：2012年3月～6月流行病学EnvironmentAgentModelofDiseaseHostEpidemiologicalTriangle2012年3月～6月流行病学ModelofDiseaseEnvironmentAgentHostEpidemiologicalTriangle2012年3月～6月流行病学2、轮状模型（wheelmodel）：社会环境遗传内核生物环境理化环境宿主轮状模式：强调环境和机体两者之间的密切关系，以及环境多样性和机体的遗传易感性(遗传因子)。特点：外环、内环有伸缩性，即各部分的相对大小可随不同的疾病而有所变化。第一节病因的概念2012年3月～6月流行病学3、疾病因素模型（disease-factormodel）：社会经济因素生物学因素自然环境因素心理、行为因素卫生保健因素医学生物学因素（致病机制）近因（基础或临床医学的病因，对诊断、治疗的意义大）远因（流行病学的危险因素，对预防的意义大）疾病第一节病因的概念2012年3月～6月流行病学4、病因网（webofcausation）模型：（1）类似“鱼网”的病因网。（2）病因网的每一个节点是前面若干因素的结果，又是后面若干结果的原因之一，最后的“总节点”就是疾病终结局。（3）病因网模型提供因果关系的完整路径，表达清晰具体，系统性强，能很好地阐述复杂的因果关系。第一节病因的概念2012年3月～6月流行病学三、充分病因和必要病因病因可以分为：充分病因（sufficientcause）必要病因（necessarycause）第一节病因的概念2012年3月～6月流行病学EDCBAHGFBAJIFCA充分病因Ⅰ充分病因Ⅱ充分病因Ⅲ一种疾病三种充分病因的概念图解（Rothman,1986）上图所示每一个病因组合都是疾病的最低限度的充分病因（即不存在任何多余的或无关的病因组分）。其中的因素A就是必要病因，即没有它就不可能发病的病因。第一节病因的概念2012年3月～6月流行病学充分病因：指有该病因存在，必定(概率为100%)导致疾病发生。也可以定义为：必然会导致疾病发生的最低限度的条件和事件。必要病因：指有相应疾病发生，以前必定(概率为100%)有该病因存在。按病因是否充分或必要分类，可有四种组合：①充分而且必要病因；②必要但不充分病因；③充分但不必要病因；④不充分且不必要病因;我们应当放弃决定论的充分病因和必要病因概念，而对病因的充分性和必要性进行概率测量。第一节病因的概念2012年3月～6月流行病学因果（X与Y）关联的几种联系方式（1）单因单果（4）多因多果（3）多因单果（2）单因多果YnXn:X2X1Y1YXY（5）直接/间接病因X2:X1XnX1→X2…→Xn→YY1Y2:YnX:Y22012年3月～6月流行病学第二节因果关联的推断因果推断的一般过程与步骤：建立病因假设检验和验证病因假设病因推断标准评价2012年3月～6月流行病学如何确定病因尤为重要：描述（频度和分布）→‖描述流行病学↓积累分布数据探索流行因素或根据已有的知识形成病因假设→逻辑推理Mill’s准则（求同法、求异法、排除法、共变法，等）检验假设→病例对照研究队列研究实验流行病学↓是否符合实际？病因推断↓结合各方面因素进行综合分析、推断验证假设‖‖↓第二节因果关联的推断‖2012年3月～6月流行病学描述流行病学临床资料病理资料，等形成假设分析流行病学实验流行病学干预实验检验、验证假设病因推断横断面研究纵向研究生态学研究疾病监测逻辑推理综合分析病例对照研究队列研究病因推断标准暴露因素/疾病三间分布暴露因素/疾病关联分析流行病学研究的步骤及其相互关系2012年3月～6月流行病学统计学关联到因果关联统计学关联（association，correlation）因果关联（causalassociation）第二节因果关联的推断2012年3月～6月流行病学如果则E和D之间存在统计学关联统计学关联的表示：EEDDba＋bd合计合计db＋dc＋ca＋acN检验）（2dccbaac++第二节因果关联的推断2012年3月～6月流行病学★统计学关联的本质：任何因素和疾病之间的“统计学”上的联系都有可能是病因、偏倚（系统误差）和机遇（随机误差）三者或之一、之二造成。第二节因果关联的推断2012年3月～6月流行病学暴露E与疾病D有统计学关联否？（提出假设）（排除偶然）有时间先后否？合理否？有偏倚否？（前因后果）（排除虚假）统计学关联的整个判断进程如下：有无第二节因果关联的推断2012年3月～6月流行病学疾病和可疑病因有统计学关联时，必须排除：1、虚假关联（spuriousassociation）2、间接关联（indirectassociation）BAC?继发关联（间接关联）因果关联排除第二节因果关联的推断2012年3月～6月流行病学因果关联（causalassociation）：根据概率论因果观，因果关联就是有时间先后的相关关系，病因就指那些使疾病发生概率升高的因素，这也正是危险因素的含义。暴露组的发病率显著高于非暴露组的发病率，也就是病因（暴露条件E）与疾病（D）有统计学关联。统计学关联是判断因果关联的必要前提。第二节因果关联的推断2012年3月～6月流行病学因果关系及其推论过程（一）随机误差确定暴露和疾病是否存在统计学联系无统计学关联是否偏倚所致？非因果关联确定偏倚种类选择偏倚？信息偏倚？混杂偏倚？进行调整或重新设计研究无有克服偏倚的影响2012年3月～6月流行病学确定暴露和疾病是否存在统计学关联有统计学关联是否偏倚所致？是否符合因果推论的原则确定偏倚种类选择偏倚？信息偏倚？混杂偏倚？重新设计研究或进行调整否是克服偏倚的影响非因果关联因果关联否是因果关系及其推论过程（二）2012年3月～6月流行病学病因推断过程有统计学关联虚假关联间接关联直接关联可能的因果关联（需进一步作真实性判断）E与D之间单纯前后关系，无病因关系的其他联系证据（偶然关联）排除偏倚2012年3月～6月流行病学★病因推断的本质：病因推断即是从统计学关联的表面现象中，剔除虚假关联和间接关联，估计随机误差，凸现出真正的因果关联（病因关联）。第二节因果关联的推断E和D有统计学关联虚假关联间接关联直接关联可能的因果关联（需进一步作真实性判断）排除偏倚2012年3月～6月流行病学Henle-Kochpostulate（1882）：在相应疾病患者中总是能检出该病原体（必要病因）在其他疾病的患者中不能检出该病原体（特异病因）能从相应疾病患者中分离到该病原体，传过几代的培养物能引起实验动物患相同疾病能从患该病动物中分离到相同病原体Koch补充说：即使某传染病不能传给动物，但只要病原体有规律和排他性存在（原理1、2条），就能证实因果联系。第三节因果推断标准2012年3月～6月流行病学美国“吸烟与健康报告”委员会提出的标准（1964）：关联的时间顺序关联的强度关联的特异性关联的一致性或可重复性关联的连贯性或合理性（关联的合理性又称“生物学上言之有理”。）第三节因果推断标准2012年3月～6月流行病学因果推断的标准（希尔标准，Hillcriteria）：1、关联的时间顺序（temporalityoftheassociation）从“因”→“果”，是必要和前提条件。最为重要的标准，放之四海而皆准。慢性病的潜伏期问题。2、关联的强度(strengthoftheassociation)一般用相对危险度RR（队列研究）或优势比OR（病例对照研究）来表示。关联强度越大，因果关联的可能性就越大3、关联的特异性（specificityoftheassociation）指因果一一对应的关系，“如是因，如是果”4、关联的分布一致性（coherenceoftheassociation）因素与疾病的联系在疾病自然史、生物学特征等方面相符合。5、关联的一致性（consistencyoftheassociation）多个研究结果的一致性或可重复性增强了因果联系的可能性。2012年3月～6月流行病学6、关联的剂量-反应关系（dose-responserelationship）关联强度的一种特殊表现形式。7、关联的生物学合理性（biologicplausibilityoftheassociation）也即“言之有理”：医学和生物学上的可能性。8、实验证据（experimentalevidence）临床试验中清楚幽门螺旋杆菌可使十二指肠溃疡愈合。9、关联的类似性（analogyoftheassociation）与另一个已经确立的因果关联非常类似。上述标准中，必须满足关联的时间顺序。在关联的判断中，满足上述条件越多，因果关联的可能性越大，若不满足上述标准也不能否定因果关联的存在。2012年3月～6月流行病学RR值范围联系性质和强度0~0.3强保护作用0.4~0.5中度保护作用0.6~0.8弱保护作用0.9~1.1无联系（无作用）1.2~1.6弱危害作用1.7~2.5中度危害作用2.5强危害作用相对危险度RR无单位(0)，RR＝1，表明暴露与疾病无联系；RR1，表明存在负联系(提示暴露是保护因子)；RR1，表明存在正联系(提示暴露是危险因子)。比值越大，联系越强。2012年3月～6月流行病学掌握：病因和危险因素的定义；因果关联的推断标准。熟悉：充分病因与必要病因；病因（因果关联）的推断过程与方法；因果推断的本质(统计学关联到因果关联)。了解：几种病因模型；因果关联的几种联系方式。本章节重点