1.10: Причинність та причинно-наслідкове мислення в епідеміології

Last updated
Save as PDF

Page ID: 105363

\( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

Цілі навчання

Прочитавши цю главу, ви зможете зробити наступне:

Обговоріть 3 принципи причинності захворювань людини
Поясніть, як причинно-наслідкове мислення відіграє роль у процесі дослідження епідеміології
Застосовуйте епідеміологічне причинне мислення до загальних проблем із впливом/захворюванням

У попередніх розділах я згадував, що важко використовувати епідеміологічні дослідження, щоб «довести», що асоціація впливу та захворювання є причинною. Рандомізовані випробування іноді є винятком, і я обговорюю це далі нижче. Однак спочатку я узагальню різні способи мислення про причини захворювань у людей, а потім у другій половині глави я обговорю, як ці причинні теорії стосуються епідеміологічної літератури конкретно.

Причини захворювань людини

Зараз є усталеною ідеєю, що будь-який конкретний випадок захворювання у людини є багатофакторним. Тобто, немає жодної конкретної причини як такої, а скоріше безліч факторів, які працюють узгоджено, щоб викликати хворобу. Різні автори описали цю основну концепцію теоретичними моделями: достатньою компонентною моделлю причини (вона ж «причинно-наслідкові пироги»), ⁱ соціально-екологічною моделлю, ⁱⁱ та як павутина причинно-наслідкового зв'язку, ⁱⁱⁱ серед інших. Хоча ці моделі відрізняються своїми деталями, вони поділяють численні загальні ідеї крім багатопричинності, про яку йдеться нижче.

Догмети хвороби людини #1

Всі випадки захворювання мають множинні причини.

По-перше, модель для роздумів про причини захворювання, для тих з вас, хто думає на картинках. Придумайте баночку, в якій ви могли б подавати напої на вечірці:

Малюнок 10-1. Джерело: https://www.pinterest.com/pin/91057223695271823/

Немодифіковані характеристики людини—генетика, сімейний соціально-економічний статус, поки людина молода, тощо — визначають розмір кожної баночки (по одній для кожної хвороби), з якої починається. Наприклад, хтось з високим генетичним ризиком певного захворювання починає з меншої баночки, ніж хтось без цих генів. Коли людина рухається по життю, вони стикаються з несприятливими впливами, які додають рідину в банку; навпаки, вони можуть зіткнутися з захисними впливами, які стікають рідину назад з нижнього патрубка. У цій моделі розглянута хвороба почнеться, коли банку заповнена доверху.

Використовуючи рак молочної залози як приклад, розмір моєї «банки раку молочної залози» визначається моєю генетикою, внутрішньоутробним середовищем, в якому я був плодом (включаючи все, що моя мати могла піддаватися під час вагітності), становищем моєї сім'ї, коли я росла (включаючи закони та правила, які застосовується там, де ми жили), і мій (генетично обумовлений) вік при менархе і менопаузі. Потім, коли я рухаюся по життю, наповненість моєї банки змінюється, коли я стикаюся зі згубними та захисними впливами. Тож кожен алкогольний напій додає трохи в банку, як і будь-яке використання гормонального контролю народжуваності, оскільки вони пов'язані з підвищеним ризиком раку молочної залози. І навпаки, кожен бій фізичної активності та кожна вагітність (обидві пов'язані зі зниженим ризиком раку молочної залози) трохи виводять. ^{iv, v, vi}

Тенети хвороби людини #2:

Не всі причини діють одночасно

Якщо у мене сильна сімейна історія раку молочної залози, і, таким чином, починаю життя з меншою баночкою, кількість несприятливих впливів, які я можу витримати до початку раку, набагато менше, ніж для когось без такої історії (у кого більша банка). Крім того, кожна людина може мати дещо інший набір експозицій, які або підвищують або знижують рівень у відповідних баночках. Хоча на даний момент добре відомо, що куріння спричиняє рак легенів, ^vii є випадки раку легенів, які виникають у некурящих (тому інші експозиції заповнили їх банки), і є курці протягом усього життя, які, тим не менш, ніколи не розвивають рак легенів (їх банки, ймовірно, були досить великими, щоб почати з що навіть тисяч сигарет не вистачає, щоб її заповнити).

Тенети хвороби людини #3:

Існує багато різних способів заповнення банки; існує багато різних колекцій експозицій, які разом можуть спричинити захворювання.

Принципи причинності захворювань, про які ми говорили до цього часу, мають ряд логічних наслідків. По-перше, як працівники охорони здоров'я та клініки, нам не потрібно виявляти всі можливі причини захворювання, перш ніж вживати заходів. Якщо ми розумно впевнені, що куріння є причиною раку легенів принаймні у деяких людей, то ми зможемо запобігти деяким випадкам раку легенів, якщо ми зможемо усунути куріння як вплив принаймні деякої частини населення. Не має значення, що не всі випадки раку легенів включають куріння в своїх баночках; достатньо знати, що деякі з них це роблять.

Терміни початку захворювання

Як тільки у людини накопичується достатня кількість причин (їх баночка заповнена), починається їх захворювання. Ми не маємо уявлення і ніякого способу коли-небудь знати, враховуючи сучасні технології, скільки таких причин «вистачає»; можливо, це різне для кожної людини. Ми вважаємо захворювання, «викликане», як тільки воно починається. Таким чином, думаючи про причини захворювання таким чином, профілактичним фактором є той, який або запобігає захворюванню взагалі, або затримує початок захворювання на деякий час. Ми часто говоримо про «запобігання смерті» з різних причин; ми, звичайно, не можемо запобігти смерті. Ми можемо лише відстрочити його.

По-друге, є наслідки для так званої сили окремих причин, а також атрибутивних дробів. Ви часто чуєте, як люди називають певні причини «сильними» або «слабкими» - зазвичай посилаючись на загальну міру зв'язку між даними впливом та результатом на рівні населення. Однак ця ідея працює лише в тому випадку, якщо поширеність всіх причин у популяції не змінюється. Якщо ми усунемо куріння, яке в США має коефіцієнти шансів близько 40,0 при пов'язуванні його з раком легенів, ^viii раптово радон (ОР для раку легенів, пов'язаних з радоном, зазвичай більше схожі на 1.5 або 3.0 ^ix) буде виглядати набагато сильнішою причиною раку легенів. Атрибутні фракції нібито кількісно визначають частку випадків, які були спричинені - або можуть бути «віднесені до» - певним впливом (див. Обговорення атрибутивного ризику в розділі «Різниця ризиків» у розділі 4). Однак, оскільки кожен випадок захворювання має кілька причин, що заповнюють банку, віднесені фракції для всіх можливих причин становитимуть значно більше 100%, що робить цей показник асоціації швидше менш корисним.

Визначення, коли асоціації є причинними в епідеміологічних дослідженнях

Як згадувалося в розділі 4, в епідеміології ми шукаємо докази того, що експозиції та результати пов'язані статистично. Епідеміологи зазвичай дуже обережні, щоб не використовувати причинну мову. Читаючи дослідження з епідеміологічної літератури, ви побачите такі фрази, як «пов'язані з», «докази на користь», «можливо» та іншу подібну, ретельно не остаточну семантику. Однак рано чи пізно ми повинні припинити хеджування та визначити, чи щось є чи не є причинним, оскільки громадське здоров'я та клінічна політика не можуть базуватися на асоціаціях. Який протокол для цього робиться? Ця схема відображає можливу блок-схему для питання епідеміологічного дослідження:

Тільки якщо ми визначимо, що асоціація справді реальна, а не артефакт упередженості, плутанини чи випадкового шансу, ми почнемо оцінювати, чи може це бути причинним. Ця оцінка вимагає ретельного розуміння дослідницького питання, будь-якої основної біології та фізіології, а також попередньої роботи над цією темою, і ця оцінка, як правило, не проводиться однією людиною. Швидше, кожен ми робимо свої дослідження, публікуємо їх, читаємо чужі дослідження, спілкуємося один з одним на конференціях, консультуємося з колегами з суміжних дисциплін і так далі. Повільно, колективно, широке поле охорони здоров'я рухається до консенсусу щодо даного причинно-наслідкового зв'язку впливу та захворювання.

Існують численні списки критеріїв у стилі контрольного списку для визначення того, чи є епідеміологічна асоціація причинною; найвідомішими є «причинні міркування», опубліковані сером Остіном Бредфордом Хіллом - він був дуже обережний, щоб не називати їх критеріями, оскільки вони просто речі, про які слід думати, а не про метод остаточного отримання «свого» відповіді. ^x Для будь-якого даного причинного питання про впливо/захворювання, проходження таких списків, безумовно, є корисною вправою, але я закликаю обережність, оскільки вони далеко не остаточні в будь-якому напрямку. Наприклад, одним із пунктів статті Хілла є «специфіка», тобто одна причина призводить до одного ефекту. Це добре працює для інфекційних захворювань - ВІЛ викликає СНІД, але не також інші речі (хоча прогресування до повноцінного СНІДу вимагає причин, крім ВІЛ-інфекції, таких як відсутність доступу до антиретровірусних препаратів), але менш добре для хронічних захворювань. Наприклад, якщо ми наполягаємо на дотриманні критерію специфічності Хілла, куріння не може бути причиною раку легенів, оскільки воно також спричиняє захворювання серця, рак ротоглотки та інші наслідки. Ми знаємо, що це неправда: куріння, безумовно, викликає рак легенів (і, ймовірно, всі інші умови теж). Однак багато інших міркувань у списку Хілла застосовуються у випадку куріння: існує асоціація доза-відповідь (більше куріння корелює з більш високим ризиком раку легенів), існує біологічна правдоподібність (сигарети містять сполуки, відомі як канцерогени), і є послідовність (всі дослідження на по темі дійдуть такого ж висновку).

Методи та міркування

З усіх розглянутих нами (не розглянутих) дослідницьких конструкцій RCT надають найкращі докази на користь причинно-наслідкового зв'язку, припускаючи, що ці дослідження були правильно проведені та показали асоціацію. Це пов'язано з тим, що процес рандомізації, як обговорювалося в попередніх розділах, викликає плутанину: якщо між 2 групами все однаково, за винятком втручання, то це втручання майже напевно відповідає за будь-яку різницю в результатах між 2 групами. Дійсно, одне з міркувань Хілла полягає в тому, чи існують експериментальні (тобто RCT) докази на цю тему. Однак завжди можливо, що упередження або випадкова помилка замість цього відповідають за результати, оскільки RCT за своєю суттю не вільні від них. Читачі рандомізованих випробувань повинні використовувати таку ж обережність, як і читачі інших видів досліджень, і ретельно оцінювати методи та результати дослідження, перш ніж робити тверді висновки.

Однак існують численні ситуації, коли RCT не є здійсненними або не етичними. Для цих тем дослідження, на додаток до можливостей дизайну дослідження, згаданих у розділі 7 (узгодження або зарахування вузько обмеженої вибірки), існує ряд статистичних методів, які по суті спрямовані на імітацію рандомізованого випробування з використанням даних спостережень. Приклади таких методів включають зіставлення балів схильності (що дозволяє зіставляти кілька десятків змінних одночасно, подвиг, який неможливий при звичайних протоколах узгодження) та зворотне зважування ймовірності (при якому кожен «тип» спостерігаються учасниці—недостатня вага, 80-річні чорношкірі жінки з гіпертонічною хворобою. , можливо, - сприяє остаточному аналізу відповідно до того, наскільки поширений цей тип людини в наборі даних та цільовій групі). Докторанти в епідеміології беруть цілі курси з таких методів причинного висновку; додаткові деталі виходять за рамки цієї книги, хоча зацікавлені студенти можуть проконсультуватися з недавнім, вступного рівня серії статей на цю тему. ^{xi, xii, ХІІІ}

Висновок

Медичні працівники та клінічні працівники покладаються на те, щоб знати, чи викликає конкретний вплив певне захворювання, оскільки втручання та зміни політики залежать від цих знань. Однак визначення причинно-наслідкового зв'язку за допомогою епідеміологічних досліджень є складною пропозицією, яка спирається на знання основної біології, фізіології та/або токсикології; усвідомлення будь-яких існуючих досліджень in vitro або тварин; і ретельне читання існуючої епідеміологічної літератури з даної теми. Всі випадки захворювання мають кілька причин, і вони не діють одночасно; кожен випадок захворювання, ймовірно, має дещо різну суміш спричиняючих причин. Однак нам не потрібно знати всі можливі причини, перш ніж вживати заходів, оскільки ми можемо запобігти деяким випадкам (зупинити заповнення деяких банок), втрутившись навіть у одну відому причину.

Посилання

i. Ротман К.Дж., Гренландія С. причинно-наслідковий висновок в епідеміології. Am J Громадська охорона здоров'я. 2005; 95 (постачання 1): S144-150. дої:10.2105/ajph.2004.059204 (Повернення)

II. Соціально-екологічна модель: основа профілактики. Центр контролю та профілактики захворювань (CDC). 2018 рік. https://www.cdc.gov/violencepreventi...icalmodel.html. Доступ до 2 листопада 2018 р. (Повернення)

iii. Ventriglio A, Bellomo A, Bhugra D. Web причинно-наслідкового зв'язку та її наслідки для епідеміологічних досліджень. Інт Дж. Сок психіатрія. 2016; 62 (1) :3-4. дої:10.1177/0020764015587629 (Повернення)

IV. Морх LS, Сковлунд CW, Ханнафорд ПК, Іверсен Л, Філдінг S, Лідегаард Ø. Сучасна гормональна контрацепція та ризик раку молочної залози. N Енгл Дж Мед. 2017; 377 (23) :2228-2239. дої:10.1056/Неджмоа1700732 (Повернення)

v. Макферсон К, Сталь СМ, Діксон М. Рак молочної залози — епідеміологія, фактори ризику та генетика. БМЖ. 2000; 321 (7261) :624-628. (÷ Повернення)

vi. Дао З, Ши А, Лу С, Пісня Т, Чжан Z, Чжао Дж. Рак молочної залози: епідеміологія та етіологія. Біохімія клітин. 2015; 72 (2) :333-338. дої:10.1007/s12013-014-0459-6 (Повернення)

VII.Health СО на S і. Куріння і вживання тютюну: історія звіту Генерального хірурга. 2017 рік. http://www.cdc.gov/tobacco/data_stat...s/sgr/history/. Доступ до 30 жовтня 2018 р. (← Повернення)

viii. Стеллман С.Д., Такезакі Т, Ван Л та ін. Ризик куріння та раку легенів у американських та японських чоловіків: міжнародне дослідження з контролю випадків. Біомарка епідеміології раку Попередня публікація Am Assoc Cancer Res Коспонсорована Am Soc Попередня онколь 2001; 10 (11) :1193-1199.

мікс. Чжан Z-L, Sun J, Донг J-Y та ін. Житловий ризик раку радону та легенів: оновлений мета-аналіз досліджень кейс-контролю. Азіатський рак Pac J Попередня APJCP. 2012; 13 (6) :2459-2465.

X.Хілл АБ. Навколишнє середовище та захворювання: асоціація чи причинно-наслідковий зв'язок? Проц Р Сок Мед. 1965; 58:295-300. (Повернення)

Сі. Сноуден Д.М., Тільден Е.Л. Подальші застосування передових методів для виведення причин при вивченні фізіологічних пологів. J Акушерство жіноче здоров'я. 2018; 63 (6) :710-720. дої:10.1111/jmwh.12732 (Повернення)

xii. Сноуден Д.М., Тільден Е.Л., Одден MC. Формулювання та відповіді на причинно-наслідкові питання у фізіологічній науці про пологи: поняття та припущення. J Акушерство жіноче здоров'я. 2018; 63 (6) :721-730. дої:10.1111/jmwh.12868 (Повернення)

ХІІІ. Тільден Е.Л., Сноуден Дж. Рамки причинно-наслідкового висновку: посібник з концепцій і методів удосконалення вивчення дітородних процесів благополучної жінки. J Акушерство жіноче здоров'я. 2018; 63 (6) :700-709. дої:10.1111/jmwh.12710 (Повернення)