流行病學研究方法進展(姜寶法教授)

流行病學研究方法進展 山東大學公共衛(wèi)生學院SchoolofPublicHealthShandongUniversity 流行病與衛(wèi)生統(tǒng)計學研究所姜寶法博士教授Tel 88382141Email bjiang 要點 常見的流行病學研究設計現(xiàn)況研究設計進展病例對照研究設計進展隊列研究設計進展實驗性研究設計進展 常用的流行病學研究設計 觀察法observationmethod 實驗法experimentmethod 理論與方法研究 描述流行病學Descriptiveepi 分析流行病學Analyticalepi 現(xiàn)況研究 Prevalence 病例對照研究 casecontrol 隊列研究 cohortstudy 臨床試驗 clinicaltrial 理論流行病學theoreticalepi 流行病學方法Methodologystudy 縱向研究 Longitudinal 現(xiàn)場試驗 fieldtrial 社區(qū)試驗 communitytrial 類試驗 quasi experiment 現(xiàn)場研究方法 普查 census 抽樣調查 篩檢 census 現(xiàn)況研究設計 利用已有的資料或專門調查的資料 按不同地區(qū) 不同時間 不同人群特征分組 把疾病或健康狀態(tài)的分布情況真實地描述 敘述出來 患病率 因素 普查 census 抽樣調查 samplingsurvey 過去 將來 現(xiàn)在 實例 1972年7月下旬 上海市郊縣廣大地區(qū) 突然發(fā)生大量的皮炎病例 形成爆發(fā)流行 各縣流行輕重不等 市區(qū)內同時有散發(fā)病例 病例總數(shù)難以完全統(tǒng)計 受害者以10萬計 流行過程約為3個月 像這樣大規(guī)模的皮炎流行 在醫(yī)學史上從未見過 研究設計 調查對象 既要調查患皮炎的人 又要調查未患皮炎的人 調查范圍 皮炎流行涉及范圍大 受害者以十萬計 不可能也沒必要用普查的方法來調查全部人群 所以 當時調查組決定在小范圍內 即選擇某些人群 調查不同人群的皮炎罹患率 調查地點和人群 選擇皮炎流行情況較為嚴重的滬東造船廠為調查點 選擇的理由是該廠皮炎罹患率高 在罹患率高的地方進行調查 比較容易描述疾病在不同人群中的分布 容易發(fā)現(xiàn)陽性結果 即易于發(fā)現(xiàn)病因 研究對象 滬東造船廠有一萬多名工人 采用系統(tǒng)抽樣調查 按車間隨機抽樣 每車間抽1 10工人 1209人 不同工種男工皮炎罹患情況 2 11 38 P 0 001 不同工種女工皮炎罹患情況 2 6 85p 0 01 初步結論 電焊和氣割的男女工人的皮炎罹患率均顯著低于其他工種男女工人的罹患率 電焊和氣割的皮炎罹患率男性高于女性 電焊 氣割工人與其它工種工人的不同之處在于他們的工作服質地厚 白色石棉帆布工作服 并對全身保護較好 幾乎無皮膚暴露的地方 即使在8月份大熱天也是如此 以防止飛濺的火花燙傷皮膚 皮炎的病原體可能通過空氣直接接觸皮膚引起皮炎 進一步調查 風的大小與皮炎罹患率無關 風本身不是致病因素 只是病因的載體 結果略 病原體假設 植物花粉或纖毛 昆蟲 廢水 工廠廢氣 廢水與風無關 植物毛或花粉與皮炎的關系 經調查分析 作出了否定的結論 因為在皮炎流行地區(qū)找不到麻或其他致人皮炎的植物毛或花粉 皮炎流行區(qū)內未發(fā)現(xiàn)能叮咬或刺激皮膚的昆蟲 如臭蟲 蚤 蚊等的大發(fā)生 且這些昆蟲的危害與風的大小無關或關系不大 某化工廠周圍地區(qū)皮炎罹患情況 2 0 028P 0 05結論 工廠廢氣與該病無關 1972年是桑毛蟲大發(fā)年 可能與此有關 醫(yī)務人員與病人皮炎罹患情況 2 75 5 P 0 01在發(fā)生皮炎的居民點及其附近的樹上 必須有桑毛蟲寄生 上海市精神病防治院病房周圍 有桑毛蟲寄生的樹木很多 調查組調查了該院醫(yī)工人員和病人的皮炎罹患情況 精神病人不能外出 且病房門窗設備特殊 與桑毛蟲毒毛接觸機會少 皮炎罹患率低 醫(yī)務人員隨意走動 接觸機會多 罹患率高 生態(tài)研究 聚集研究或描述研究 群體生態(tài)比較研究 ecologicalcomparisonstudy 比較不同人群中某病發(fā)病 死亡頻率或健康狀態(tài)之間的差別 提出形成這種差異的原因線索 例 美國使用摩托車頭盔與騎手死亡率的比較生態(tài)趨勢研究 ecologicaltrendstudy 連續(xù)觀察同一或不同人群的疾病頻率或健康狀態(tài)的變化 了解其變動趨勢 提出引起變化的原因線索例 1975 85年對某核工廠周圍69個地區(qū)基礎射線與兒童癌癥發(fā)病關聯(lián)的研究 現(xiàn)況研究設計進展 1 現(xiàn)況研究設計進展 2 比例研究 proportionstudy 只對病例進行觀察 收集其患病和發(fā)病因素的資料 而不對非病例的有關研究因素進行觀察或非病例的情況不明 收集某人群中死亡病例和某研究因素的資料 比較不同疾病患者暴露于該研究因素的水平 是不完全設計的橫斷面調查 收集某人群中死亡病例和某研究因素的資料 比較總死亡中死于所研究的疾病患者該研究因素的水平 是不完全設計的病例對照研究 現(xiàn)況研究設計進展 3 空間 時間集研究 space timeclusterstudy 僅收集患病資料 不直接觀察研究因素的水平 有時研究者并不清楚疾病的危險因素 疾病在不同時間 不同空間的不均勻分布 可提示疾病的傳染關系或致病因素乳腺癌的發(fā)病率 死亡率和患病率國際間比較胃癌發(fā)病率 死亡率和患病率的地區(qū)間比較 現(xiàn)況研究設計進展 4 重復調查 repeatedsurvey 在同一個動態(tài)人群中 間隔一定時間重復進行兩次或多次橫斷面調查 每次均獲得個體的研究因素的暴露水平及現(xiàn)患病情況 橫斷面研究的擴展 其特點是隨訪只是隨訪人群 而不是隨訪個人 現(xiàn)況研究設計進展 5 隨訪患病率研究 follow upprevalencestudy 以前瞻性隊列研究開始 對一固定隊列取得有關研究因素的資料 然后隨訪 但疾病發(fā)病情況需要下次檢查才知道 因此 分析的只是現(xiàn)患病例 且只限于繼續(xù)參加研究的該隊列成員 分析現(xiàn)患病例與從研究開始時就存在的因素之間的聯(lián)系結合了隊列研究和橫斷面研究的特點 但二者的基本設計均不完全 不完全交叉設計 病例對照研究設計 比較人數(shù)暴露a a c acb b d bd 病例 對照 過去 現(xiàn)在 2003年9月19日晚上4點報告 重慶市B縣發(fā)現(xiàn)疑似霍亂病人 至20日疫情控制 共30人發(fā)病 臨床和實驗室診斷 為O139霍亂弧菌感染引起的霍亂病人 為霍亂爆發(fā)疫情 發(fā)病時間分別為9月18 19日 9月17日中午 病人均參加了J女士在該鎮(zhèn)X餐館舉辦的生日午宴 68桌客人 862名就餐者 生日宴有26種菜 4種瓶裝飲料 2種瓶裝白酒 飲料 酒未發(fā)現(xiàn)病原體 由于對涉及8個區(qū)縣的800多人進行全查 工作量巨大 因此 采用病例 對照研究 找出可能的致病因素 調查宴會舉辦地B縣的部分霍亂病人 以1 2的比例選擇對照 采用統(tǒng)一的調查表 調查了14例病人和31例非感染者參加午宴的情況 背景 2003年重慶市B縣正興鎮(zhèn)J某生日宴病例和對照組食用食物的情況 菜名病例對照菜名病例對照吃未吃吃未吃吃未吃吃未吃羅板鴨1041813甲魚鵪鶉蛋1401714牛毛肚1131813燒白771516百砍兔771714水果拼盤591417心舌104229香蕉湯圓1041813泡椒豬鳳爪951912清蒸鱔魚1041813涼拌三絲1041912白灼蝦861714藕丁681714炒鴨郡592110豇豆1041813白油肚條951714酸蘿卜鴨子湯131274魷魚952011風味雞1041912家常鱔魚951912酥肉片122256清湯羊肉772011海帶排骨682110韭黃肉絲68229魚香踢膀68229豆瓣魚86238 2003年重慶市B縣正興鎮(zhèn)J某生日宴病例和對照組食用食物的情況c2分析 菜名OR可信限菜名OR可信限甲魚鵪鶉蛋10 71 2 92 2燒白1 10 3 3 8牛毛肚2 70 6 11 4白灼蝦1 10 3 3 9酸蘿卜鴨子湯1 90 2 19 0家常鱔魚1 10 3 4 2羅板鴨1 80 5 7 1心舌1 00 2 4 1豇豆1 80 5 7 1魷魚1 00 3 3 7香蕉湯圓1 80 5 7 1百砍兔0 80 2 2 9清蒸鱔魚1 80 5 7 1水果拼盤0 70 2 2 5涼拌三絲1 60 4 6 2藕丁0 60 2 2 2風味雞1 60 4 6 2清湯羊肉0 60 2 2 0白油肚條1 50 4 5 5豆瓣魚0 50 1 1 8酥肉片1 40 3 8 2海帶排骨0 40 1 1 3炒鴨郡1 20 3 4 4魚香蹄膀0 30 1 1 1泡椒豬鳳爪1 10 3 4 2韭黃肉絲0 30 1 1 1 2003年重慶市B縣正興鎮(zhèn)霍亂爆發(fā)病例和對照組食用食物量的差異分析 涼菜病例吃食物的量對照吃食物的量X2值多一般少未吃多一般少未吃X2P甲魚鵪鶉蛋662033111416 08 000 從前表可見甲魚鵪鶉蛋是危險因素 同時還調查了吃的量的差異 吃得多 吃的一般 吃得少 有量的方向趨勢 存在等級的方向性 可用趨勢檢驗 CochranArmitagetrendtest 進行分析 病例組吃甲魚的人比對照組多 而且吃甲魚的量也比對照組多 吃其他菜病例組和對照組沒有差異 結論 甲魚鵪鶉蛋是此次疫情爆發(fā)的危險因素 驗證方法 追蹤甲魚的來源 制作等過程 對銷售剩下的甲魚隨機抽取2只采樣檢測 發(fā)現(xiàn)O139霍亂弧菌 病例對照研究設計進展 1 單純病例研究 caseonlystudy 病例系列研究caseseriesstudy 病例 病例研究case onlystudies 僅用病例來探討不同臨床類型 或具有某方面標志的病例與危險因素之間的關系和相互作用 按病例對照研究的方式處理資料 以探討不同臨床類型之間危險因素的差異或某生物學標志與疾病之間的關系 由于研究對象均為病例 不另設未患病的對照組 可直接對患病的兩個亞組進行比較如 擬評估所研究的環(huán)境因素與易感基因型的相互作用 其設計原理是以是否暴露于環(huán)境致病因素和易感基因型為標準將資料整理成2 2表 計算公式為 ORca A11A00 A10A01 1 暴露0 非暴露A 病例例數(shù) 無對照病例研究資料整理表 病例對照研究設計進展 2 病例交叉研究 case crossoverstudy 日常生活中 一些突發(fā)事件后常會伴發(fā)某種結果 該結果是該事件引起還是機會原因 所有的研究對象均為該病病例 以自身作比較 將病例在疾病發(fā)生前短時期內 如1h內 的暴露與即往 一周前或一年前 對同一因素的暴露 也可能無暴露 進行比較 可用于估計某種暴露因素 如喝咖啡 對其隨后的效應期內發(fā)生的短時效應 因無需對照 可提高研究效率 自身對照可控制潛在混雜因素 但如果暴露因素存在時間效應 則可能會出現(xiàn)偏倚 病例出現(xiàn) 短時暴露 即往暴露 過去 將來 病例對照研究設計進展 3 巢式病例對照研究 Nestedcasecontrolstudy 是病例對照研究與隊列研究的結合 即在隊列進行隨訪研究的基礎上 發(fā)現(xiàn)新病例 比較新病例與同人群的非病例及其研究因素的水平 前瞻性巢式病例對照研究回顧性巢式病例對照研究病例和對照均從明確的人群中產生 減少了選擇偏倚 Example design Cohortwererecruited CasesControls 1 病例對照研究設計進展 4 病例隊列研究 case cohortstudy 病例參比式研究case basedreferencestudy 隊列研究開始時 在隊列中按一定比例隨機抽樣選出一個有代表性的樣本作為對照組 觀察結束時 隊列中出現(xiàn)的所研究疾病的全部病例作為病例組 與上述隨機對照組進行比較 交叉 優(yōu)勢互補 特點 1 對照是隨機選取的 不與病例進行匹配2 事先抽中的對照組成員如發(fā)生所研究的疾病 既可作為病例組 也可作為對照組3 可以研究幾種疾病 但對照組是同一樣本 選擇隊列 確定病例組 收集資料 統(tǒng)計分析 用病例對照研究分析方法估計OR 用準似然危險度估計RR 用Cox模型進行多因素分析 確定對照組 發(fā)病人數(shù)子隊列人數(shù) 1 發(fā)病率 病例對照研究設計進展 5 病例 時間 對照設計 在病例交叉設計中結合傳統(tǒng)病例對照研究設計藥物流行病學研究中 如果已知藥物療效 其實際上是被選擇性地給于特定嚴重程度的患者 故藥物的使用與病情嚴重程度有關 而病情又與研究結局有關 因此會出現(xiàn)指示性混雜 confoundingbytheindication 后者會對研究結果產生致命性影響 即疾病嚴重程度在病例和對照不一致 最適合的對照不是既有相同疾病和預后因素的其他病例 對照 而是病例自身 因此Maclure提出病例交叉設計 即病例以自身在另一個時間點上的暴露數(shù)據(jù)作為對照 病例交叉設計僅適用于短期效應的研究 因為隨時間的推移 藥物使用可出現(xiàn) 自然增加 現(xiàn)象 這種藥物使用的自然變化趨勢會影響研究結果 另設一組對照 對照中的每個研究對象也觀察兩次 可消除 自然增加 現(xiàn)象的影響 病例對照研究設計進展 6 累積 流行 病例對照研究 某些情況下 在病例對照研究開始時 某種危險已經結束 如某次聚餐后腹瀉病流行的病例對照研究可能在所有的病例都出現(xiàn)后才開始進行 此時研究者是從排出了所有累積病例后剩下的那一部分人中選擇對照的 這稱謂 累積 流行 病例對照研究 1970年代前病例對照研究的標準概念包括累積 流行 病例對照研究 即累計設計 現(xiàn)在用以區(qū)分密度設計 病例對照研究設計進展 7 比例死亡比研究 proportionalmortalityratio PMR 暴露人群因某病死亡的比例與非暴露人群相應死亡比例的比數(shù) 比例死亡比 如果控制了年齡等混雜因素 則為標化比例死亡比 SPMR 以上是隊列研究的設計 如果病例為源人群中的死亡者 對照不是選自包括存活者的源人群 而是選擇源人群中的其他死亡 且改組人群的暴露分布于源人群類似 可接受該對照系列 但對照系列應限于與該暴露無關的死亡 此時為病例對照研究設計 即比例死亡比研究 隊列研究設計 現(xiàn)在將來暴露疾病人數(shù)比較aa a b bcc c d d 是否暴露 無干預 目標人群 歷史性 研究開始 前瞻性 暴露組 非暴露組 雙向性隊列研究 暴露組非暴露組過去現(xiàn)在將來 追溯收集歷史資料 繼續(xù)追蹤收集資料 追蹤收集資料 實例 黑龍江省某縣鎮(zhèn)的城西小學 師生1107人 分五個年級二十一個班 于1971年7月12 13及16日組織了三 五年級 十一個班 師生共637人 其中教師為17名 赴該鎮(zhèn)城西大隊的一 四 七小隊的所在地 矯家屯進行義務勞動 其中三年一班僅去勞動一天 1971年7月15日 在學生中發(fā)生一些胃腸炎及少量疑似傷寒病人 7月19日和20日 則發(fā)生大量疑似傷寒病人 采發(fā)熱期病人血33份作培養(yǎng) 檢出傷寒桿菌6株 陽性率18 2 參加勞動的1107名師生中511名發(fā)病 傷寒罹患率為46 2 城西小學下鄉(xiāng)勞動與未下鄉(xiāng)勞動師生發(fā)病情況 人數(shù)患病數(shù)罹患率 下鄉(xiāng)參加勞動師生63751180 20未下鄉(xiāng)參加勞動師生47030 64 c2 688df 1P 0 01 可見師生發(fā)病與否和是否下鄉(xiāng)參加過勞動有很大關系 這就說明本次爆發(fā)的感染地點可能在矯家屯 根據(jù)傷寒的傳播途徑的特點 可能的傳播因子有食物 水 蒼蠅 日常生活接觸 蒼蠅和日常生活接觸不可能引起這樣高發(fā)病率的爆發(fā) 去參加勞動的師生早晚來回步行 午飯自帶 無聚餐史 分別在四 一 七小隊食堂休息吃飯 各年級就餐地點與發(fā)病之關系患病人數(shù)非患病人數(shù)合計三年級在四隊食堂14529174 除三年一班外 四年級在一隊食堂1683820五年級在七隊食堂16321184合計47688564c2 3 87df 2P 0 1可見各年級發(fā)病與食物及就餐地點無關 在勞動中飲用水 用帆布袋裝入矯家屯大井的水 送至田頭 未下鄉(xiāng)勞動的師生中發(fā)病的3人是同年6月份曾去過矯家屯進行文藝演出 當時曾飲用過該屯的大井水 故所有病例均是去過矯家屯 并飲過矯家屯大井水者 推測爆發(fā)與飲矯家屯大井水有關 城西小學參加勞動的各班級發(fā)病情況班級參加勞動人數(shù)患病人數(shù)發(fā)病率 三年1班562544 62班574985 93班605185 04班574578 9四年1班514384 32班554785 43班503774 04班504182 0五年1班625182 32班625893 53班605490 0 同一年級中參加勞動天數(shù)多少與發(fā)病之關系年級患病未患病總計發(fā)病率 3 125315644 64 337135074 0合計6244106c2 9 4df 1P 0 001可見發(fā)病與參加勞動多少有關 3 1僅去勞動一天 間接說明發(fā)病與飲矯家屯大井水多少有關 隊列研究設計進展 1 調查隨訪研究 surveyfollow upstudy 其結合了橫斷面研究和隊列研究的設計 首先在橫斷面研究的靶人群中抽取一個隨機樣本 然后對該隨機樣本中未患病但仍有發(fā)病風險的人做隊列研究 可以估計同一靶人群的患病率及發(fā)病率 隊列研究設計進展 2 重復隨訪研究 repeatedfollow upstudy 亦稱重復測量研究 是兩個以上的連續(xù)隨訪期的隊列研究設計 其總隨訪期可分為數(shù)個亞期 在每個亞期中均收集全體參與者有關研究因素和疾病的資料 其間隔時間根據(jù)研究目的為數(shù)年或數(shù)月 可估計不同暴露組在個亞期的發(fā)病率特別適合于研究因素改變與疾病關系的研究 實驗性研究設計 現(xiàn)在將來人數(shù)比較aa a b bcc c d d 隨機分組 干預措施 目標人群