常用的流行病学研究方法――队列研究

回顾与思考1、队列研究属于前瞻性研究还是回顾性研究2、队列研究可分为几种？如何分类的？3、有何优点和缺点4、用什么指标估计病因和疾病的联系的？5、队列研究常见的偏倚有哪些？队列原意是指古罗马军团中的一个分队，流行病学家加以借用，表示有共同经历或共同状态的一群人，例如一组出生队列有相同的出生年代，一组吸烟队列有共同的吸烟经历。病因和危险因素研究是流行病学研究的重要任务，病因研究的逻辑顺序应该是先有病因存在，然后有疾病发生。因果引言第一节概述第二节研究实例第三节研究设计与实施第四节资料的整理与分析第五节常见偏倚及其控制第六节优点与局限性概念基本原理研究目的研究类型第一节概述一、概念暴露(exposure)指接触过某种物质、具备某种特征或处于某种状态。队列(cohort)有共同经历或有共同暴露特征的一群人分为固定队列和动态队列危险因素（riskfactor）泛指能引起某特定不良结局（outcome），或使其发生的概率增加的因子，包括个人行为、生活方式、环境和遗传等多方面的因素。第一节概述固定队列FixedCohort研究开始研究结束第一节概述出现结局未出现结局动态队列DynamicCohort第一节概述研究开始研究结束出现结局失访根据研究对象是否暴露于某研究因素或其不同水平将研究对象分成暴露组（E）与非暴露组（Ē）随访一定时间，比较两组之间所研究结局(outcome)发生率的差异，以分析暴露因素与研究结局之间的关系二、基本原理第一节概述N目标人群代表性样本YEĒ时间顺序暴露结局YN第一节概述主要特点观察法设立对照由因到果，符合时间顺序确证暴露和结局因果关系第一节概述三、研究目的检验病因假设(hypothesis)评价预防措施效果(effectofprevention)研究疾病的自然史(naturalhistoryofdisease)新药的上市后监测第一节概述四、研究类型前瞻性队列研究(prospectivecohortstudy)历史性队列研究(historicalcohortstudy）双向性队列研究(ambispectivecohortstudy)第一节概述时间顺序过去现在将来历史性队列双向性队列前瞻性队列回顾性收集已有的历史资料继续前瞻性收集资料前瞻性收集资料第一节概述timeExposureStudystartsDiseaseoccurrenceExposureDiseaseoccurrencetimeStudystartsExposuretimeDiseaseoccurrenceStudystarts历史性队列双向性队列前瞻性队列第一节概述前瞻性队列研究ProspectiveCohortStudy研究队列的确定是现在(concurrent)根据研究对象现在的暴露分组需要随访(follow-up)结局在将来某时刻出现第一节概述优点时间顺序增强了病因推断的可信度直接获得暴露与结局资料，结果可信能获得发病率缺点所需样本量大，花费大，时间长影响可行性第一节概述前瞻性队列研究应用条件明确地检验假设所研究疾病的发生率较高,一般不低于5‰明确规定暴露因素和结局变量可靠的测量手段足够的观察人群和暴露情况能完成随访的人群足够的人、财、物力第一节概述历史性队列研究Historical(Retrospective)CohortStudy根据研究开始时研究者掌握的有关研究对象在过去某时刻的暴露情况的历史材料分组不需要随访，研究开始时结局已出现第一节概述优点短期内完成资料的收集和分析时间顺序仍是由因到果省时、省力、出结果快缺点资料积累时未受到研究者的控制，内容上未必符合要求需要足够完整可靠的过去某段时间有关研究对象的暴露和结局的历史记录或档案材料第一节概述双向性队列研究Mixed(Ambispective)CohortStudy研究队列的确定是过去根据研究对象过去某时刻的暴露情况分组需要随访部分结局可能已出现第一节概述二硫化碳长期低剂量的暴露与冠心病的关系第二节实例研究二硫化碳（CS2）神经系统毒物，抑制酶的活性，影响脂蛋白代谢，造成心血管疾病长期接触低浓度CS2可引起慢性中毒和动脉粥样硬化短时间接触高浓度的CS2蒸气可急性中毒第二节研究实例一、确定研究因素研究因素长期低剂量的CS2暴露定义在有CS2暴露但不至引起急性中毒的车间工作5年第二节研究实例20世纪60年代芬兰职业卫生研究所Hernberg和Tolonen教授做的前瞻性队列研究二、确定研究结局心肌梗死血压变化心电图的改变心绞痛发作第二节研究实例三、确定研究现场和人群暴露组1942—1967年某粘纤厂25至64岁，343名男性工人有5年以上CS2暴露史对照组年龄±3岁出生地区相同工种的体力消耗相当在同一城市的造纸厂随机选择的343名男性工人第二节研究实例四、资料收集查阅档案记录用药情况、既往车间CS2的浓度等询问姓名、性别、年龄、工种及工作年限、吸烟、业余时间的体力活动情况实验室检查血糖、血脂、血清胆固醇水平、血压、心电图、心脏大小、体重及车间CS2浓度的动态变化第二节研究实例发病数5年累积发病率（%）RRRR95%CI暴露组（343人）致死性144.084.691.34-16.47非致死性113.212.740.86-8.69合计257.293.571.52-8.37对照组（343人）致死性30.87非致死性41.17合计72.04CS2暴露组发生心肌梗死的RR为3.57，两组致死性心肌梗死发生率和总的心肌梗死发生率差异有显著性第二节研究实例五、资料分析表4-1暴露组和对照组的心肌梗死发生率及RRCS2在不同临床类型冠心病的发生中作用程度不同临床类型RRAR心肌梗塞3.575.25致死性心肌梗塞4.693.21非致死性心肌梗塞2.742.04心绞痛1.8911.6心电图冠心样改变1.46.1第二节研究实例表4-2CS2与不同临床类型冠心病的RR和AR比较六、结论长期低剂量与冠心病发病和死亡存在因果关系CS2所致的冠心病，以致死性心肌梗死为主措施芬兰当局已于1972年把CS2的车间最高容许浓度从20ppm降至10ppm第二节研究实例确定研究因素确定研究结局确定研究现场与研究人群确定样本量资料的收集与随访质量控制第三节设计和实施主要暴露因素在描述性研究和病例对照研究的基础上确定一、确定研究因素可能影响结局的因素混杂因素人口学特征等暴露测量性质定性(quality)定量(quantity)方法访谈实验室检查查阅记录第三节设计与实施结局是研究队列中预期结果事件发病或死亡血清指标分子标志的变化定性或定量二、确定研究结局第三节设计与实施一次研究可有多个结局吸烟吸烟慢性支气管炎冠心病肺癌结局的测量采用国际或国内通用的标准有足够符合条件的研究对象领导重视、群众支持医疗条件较好，交通较便利发病率较高有代表性三、确定研究现场与研究人群第三节设计与实施研究现场从目标人群中抽出的具有代表性的人未患所研究疾病分为暴露人群和非暴露人群第三节设计与实施研究人群暴露人群选择职业人群特殊暴露人群一般人群有组织的人群团体第三节设计与实施非暴露人群选择内对照(internalcontrols)一群研究对象内部外对照(externalcontrols)一群研究对象外部总人口对照(totalpopulationcontrols)整个地区现成的发病或死亡资料多重对照(multiplecontrols)两种或以上的对照形式第三节设计与实施计算样本量时需考虑的问题抽样方法暴露组与非暴露组的比例失访率四、确定样本量第三节设计与实施影响样本量的因素非暴露人群或全人群中所研究疾病的发病率p0暴露人群与对照人群疾病发病率之差P1-P0第一类错误概率α把握度(power)1-β第三节设计与实施201200111112PPPPPPZPPZNP：两个发病率的平均值P1：暴露组预期发病率P0：对照组预期发病率第三节设计与实施样本大小的估计：查表公式计算（条件暴露组和对照组样本含量相等）已知p0=0.007，RR=2.5，α=0.05，β=0.1计算样本量根据上述条件Zα=1.96，Zβ=1.282，q0=0.993p1=p0×RR=0.0175，q1=0.9825代入公式得N=2310考虑到失访，实际上每组需扩大10%，即2541人第三节设计与实施基线资料随访资料收集五、资料的收集与随访第三节设计与实施基线(base-line)资料暴露的资料个体的其他信息第三节设计与实施随访(follow-up)随访对象、内容和方法随访间隔随访者观察终点（研究对象出现了预期的结果）观察终止时间（整个研究工作截止的时间）第三节设计与实施查阅纪录调查询问健康或疾病检查环境监测等资料收集方式第三节设计与实施调查员选择调查员培训制定调查员手册监督质量控制第三节设计与实施资料的基本整理模式人时的计算率的计算效应估计第四节资料的整理和分析一、资料的基本整理模式病例非病例合计暴露组aba+b=n1非暴露组cdc+d=n0合计a+c=m1b+d=m0a+b+c+d=t暴露组发病率=a/n1非暴露组发病率=c/n0第四节资料的整理和分析表4-3队列研究资料归纳整理表二、人时的计算精确法近似法寿命表法第四节资料的整理和分析三、率的计算累积发病率发病密度标化死亡比标化比例死亡比第四节资料的整理和分析变化范围0~1适用条件样本大人口稳定整齐的资料报告时必须注明时间长短累积发病率(cumulativeincidence)第四节资料的整理和分析CI=观察期内发病（或死亡）人数观察开始时的人口数发病密度(incidencedensity)变化范围0~∞适用条件观察时间长人口不稳定存在失访资料很整齐第四节资料的整理和分析ID=观察期内发病（或死亡）人数观察人时标化死亡比(standardizedmortalityratioSMR)变化范围0~∞适用条件结局事件的发生率低不宜直接计算率时期发病（死亡）数标准人口（全人口）预死亡）数研究人群中观察发病（SMR第四节资料的整理和分析全人口某病的发病（死亡）率×观察人口数预期发病（死亡）数的计算：第四节资料的整理和分析SMR=1研究人群某病发病（死亡）危险=标准人群SMR1研究人群某病发病（死亡）危险标准人群，是标准人群的SMR倍SMR1研究人群某病发病（死亡）危险标准人群SMR的意义被研究人群发生（死于）某病的危险性是标准人群的多少倍第四节资料的整理和分析标化比例死亡比（standardizedproportionalmortalityratio,SPMR）预期死亡数实际死亡数SPMR变化范围0~∞适用条件不能得到历年人口资料仅有死亡人数、原因、日期和年龄第四节资料的整理和分析预期死亡数计算第四节资料的整理和分析全人口中某病因死亡数全部死亡数×某单位实际全部死亡数率的显著性检验U检验直接概率法二项分布检验泊松（Poisson）分布检验2检验计分检验（scoretest）第四节资料的整理和分析四、效应的估计相对危险度归因危险度归因危险度百分比人群归因危险度人群归因危险度百分比剂量反应关系第四节资料的整理和分析相对危险度（RelativeRiskRR）意义E发病或死亡的危险是Ē的多少倍RR值暴露的效应暴露与结局关联强度010ncnaIIRRe第四节资料的整理和分析暴露组率非暴露组率意义吸烟者因肺癌死亡的危险是非吸烟者的10.7倍吸烟者因心血管疾病死亡的危险是非吸烟者的1.7倍心血管疾病170.321.7表4-4吸烟者与非吸烟者死于不同疾病的RR肺癌疾病296.7550.12吸烟者4.69非吸烟者10.7RR（1/10万人年）第四节资料的整理和分析表4-5RR与关联强度第四节资料的整理和分析很强10~＜0.1强3.0~9.90.1~0.3中1.5~2.90.4~0.6弱1.2~1.40.7~0.8无1.0~1.10.9~1.0关联强度RRRR的95%CIRR95%CI反自然对数即为RR95%CIWoolf法第四节资料的整理和分析dcbaRRVar1111ln