实验流行病学-课件.pdf

章第八实验流行病与Experimental Epidemiology2022-3-51流行病学的研究方法横断面调查描述流行病学 （二）研究对象具有特殊性对象是病人，个体之间生理特点、心理特点、文 化水平及所处的自然和社会环境不同，疾病的严 重程度、病变部位、病变范围大小不同。治疗反 应和临床表现因个体差异而不同。研究对象的个体差异不仅影响疾病的表现，也可 影响治疗结果。因其心理状态、文化和经济水平 等，还可影响病人对研究的依从性。2022-3-522（三）要考虑医学伦理学问题赫尔辛基宣言：凡涉及人的生物医学试验，必须遵循科学的原则。应建立在足够的实验室和 动物试验及科学文献认识基础之上。应证实安全 有效后,才能用于临床研究。研究之前向受试者提供口头或书面的试验信息，如试验目的、预期效果、受试者可能被分配到不 同的组别及可能发生的问题，并获得知情同意。2022-3-523（四）要科学评价临床疗效真实性可靠性实用性2022-3-524工四、临床试验的设计和实施 随机对照试验(randomized controlled trial,RCT)是将研究人群随机分为试验组与对 照组，将研究者所控制的措施施加给试 验人群后，随访观察并比较两组人群的 结局，以判断干预措施的效果。2022-3-525随机对照试验有以下几个特点：,研究对象分组时必须采取随机原则，必须设立对照，并做可比性检验，试验的方向是前瞻性的，最好使用盲法观察结果2022-3-526试验步骤/（一）制订试验计划：明确试验的目的 明确试验对象的具体要求和来源：标准及代表性。明确规定研究因素：药物的剂量、时间和疗程、给药途径。确定观察指标：主要结局指标和次要结局指标）客观及定量。确定随访观察时间及如何进行资料的收集：资料的整理和分析2022-3-527/（二）确定研究人群必须使用统一的入选和排除标准，以确 保试验组和对照组的可比性。入选的研究对象应能从试验中受益。尽可能选择已确诊的或症状和体征明显 的病人做研究对象。尽可能不用孕妇作为研究对象。尽量选择依从者作研究对象。2022-3-528/（三）样本含量的确定1、决定样本量大小的因素：计数资料：以治愈率、有效率、缓解率、生存率等 为分析指标时，频率越低，所需样本量越大。计量资料：两组结局事件指标的数值差异越小，样 本量越大。检验的显著水平夕和检验效能1-夕夕移越小）需样 本量越大。单侧检验或双侧检验2022-3-5292022-3-52、样本量的计算公式计数资料平方盛P=(Pc+Pe)/2的标准正=出 J 2P(1-=0-为1-0水平相应 的标准正态差照组乙OO?(1-Pc)+/e(l-7e)22_,试验组发生率X_/N为计算所得一个组的样本大小30计量资料公式适用于N30时2022-3-531表6-1不同oc或水平的分和不值的标准 正态差简表*双侧检验时Zp与单侧检验时相同a（或 6）单侧检验时ZG（或ZJ）双侧检验Z。0.0052.582.810.0102.332.580.0251.962.330.051.641.960.11.281.640.20.841.282022-3-5323、注意问题以上计算所得的N是一组人群的大 小,如果两组，则为2N。考虑到可能失访，应增力0-15%作为实际应用的样本量。2022-3-533（四）设立严格的对照，1、影响研究效应的主要因素不能预知的结局：人类生物学个体因素从不同方向影响结局。一般人口特征：年龄、性别、种族等。机体的免疫状态 机体的遗传因素 精神心理状态等。疾病的自然史：自愈 霍桑效应有利的影响。安慰剂效应正向的效应。潜在的未知因素的影响2022-3-534/（四）设立严格的对照，2、常用对照方法标准对照或称阳性对照：注意不要用对症 药物或保健食品做为对照。安慰剂对照或称阴性对照：安慰剂是指没 有任何药理作用的物质，常用的物质有淀 粉、乳糖、生理盐水等。要注意：与试验药物尽可能相同，而且无害，以便盲法。要掌握安慰剂的使用指征，应限在目前尚无有 效药物治疗的疾病中，或使用安慰剂，对病情 和预后影响小者。2022-3-535（四）设立严格的对照，2、常用对照方法交叉对照：这是一种特殊的对照方式，按随机方法 将研究对象分为甲、乙两组，甲组先用试验药，乙 组先用对照药。第二阶段调换顺序。设立此中对照 的目的：研究药物应用先后顺序对治疗结果的影响研究药物最佳配伍方案互相对照：无专门对照，互相对照。自身对照：不分组，在同一研究对象中进行试验和 对照，如比较用药前后体内某些指标的变化;或研究 202235皮肤科用药是左右肢体互为对照。36/（五）随机分组：随机分组的原则：随机化是为了使对照 组与试验组具有可比性，提高研究结果 的真实性，减少偏倚。随机分组的方法：简单随机法：简单随机法的应用和操 作简单，但分配到各组的样本量可能 不同，如各组差异较大需要调整。多 中心分组和样本多，不适用。2022-3-537/（五）随机分组：随机分组的方法：区组随机法：当研究对象人数较少，而影响试验结 果的因素又较多，简单随机化不易使两组具有较 好的可比性时，可以采用本法。其基本方法是将 条件（如年龄、性别、病情）相近的一组试验对 象作为一个区组）每一区组内的研究对象（4-6）数量相等，然后应用简单随机分配方法将每个区 组内的研究对象进行分组。分层随机法：按照对治疗效果影响较大的特征（如 年龄、性别、病情、临床分型等）进行分层，再 运用简单随机方法将每层内的研究对象分到治疗 组和对照组。2022-3-538/（六）盲法的应用单盲：研究对象不知分组情况。双盲：研究对象、研究者不知分组情况。应 注意：防止破盲保证试验对象安全不适用于危重病人，有特殊副作用者容易破盲三盲：研究对象、研究者、负责资料收集者 不知分组情况。这种方法理论上偏倚可减少,但削弱了科研监督，安全性得不到保证。2022-3-539盲法设盲对象受试者观察者结局评估或 数据分析者不盲XXX单盲XX双盲X三盲V72022-3-540/（七）资料的收集与分析：，1、收集资料收集资料前，应该根据研究 目的设计不同的调查表，在实施过程中 仔细纪录调查表中的各项内容。收集资 料的过程，就是填写调查表、记录和收 集体检或实验室检查结果的过程，其方 法有访问法、信访法或电话访问法。2022-3-5，2、整理资料整理资料是依据研究目的和设计 对研究资料的完整性、规范性和真实性进行核 实，并进一步录入、归类，使其系统化、条理 化，便于进一步分析。需要注意的是，要对进 入研究的所有对象的资料都应该进行整理，与 研究目的相关联的正、反两方面资料都应当选 取，不能只选用与预期结果相符合的所谓“有 用资料”。2022-3-542资料整理时应注意的问题不合格(ineligibility)的研究对象：在资料整理时，一般 要把不合格的研究对象剔除，包括不符合纳入标准、未 接受干预或无数据者。但要注意的是，往往由于对实验 组更重视，结果造成不合格被剔除的人数多于对照组。另外，研究者有倾向性。例如对效果差者特别注意，更 容易发现不符合标准并将其剔除，而留在组内的往往效 果较好，从而高估。为防止剔除研究对象造成的偏倚，有学者主张在随机分配后发现不符合标准者，可根据入 选标准将研究对象分为“合格者”和“不合格者”分析,如不一致，则在下结论时慎重。2022-3-543资料整理时应注意的问题不依从(noncompliace)的研究对象：是指研究 对象在随机分组后，不遵守试验所规定的要 求。试验组成员不遵守干预规程，相当于退 出试验组，对照组成员如不遵守则相当于加 入试验组。一般原因：副作用对试验不感兴趣研究对象情况发生改变,如病情加重等2022-3-544实际依从和分组A治疗B治疗实际依从未完成A治疗或完成A完成B未完成B治疗或情况改为B治疗治疗治疗改为A治疗资料整理 后分组2022-3-545根据依从性进行3种结局分析意向 性分析(Intention-to-treat analysis):比较+组与+组遵循研究方案分析(per-protocol analysis)：比 较组和组接受干预措施分析：比较+组和+组。2022-3-546资料整理时应注意的问题失访(loss to follow-up)的研究对象：是 指研究对象因迁移或与本病无关的其他 疾病死亡等而造成失访。10%2022-3-547仔细核对资料确定评价指标常用的指标包括：有效率不良事件发生率治愈率相对危险度降低病死率绝对危险度降低力年生存率需治疗人数2022-3-548常用指标有效率(effective rate)有效率二(治疗有效例数/治疗总例数)Xioo%治愈率(cure rate)有效率二(治愈例数/治疗总例数)Xioo%病死率(case fatality rate)病死率二(因该病死亡人数/某病治疗总例数)X100%2022-3-549常用指标不 良事件发生率(adverse event rate)不良事件发生率二(发生不良事件病例数/可供评价的治疗总例数)X100%生存率(survival rate)N年生存率二(N年存活的病例数/随访满N年的病例数)X100%相对危险度降低(relative risk reduction,RRR)RRR=(对照组事件发生率-实验组事件发生率)/对照组事件发生率)Xioo%2022-3-550常用指标绝对危险度降低(absolute risk reduction,ARR)ARR二对照组事件发生率-实验组事件发生率需治疗人数(survival rate)：表示在特定时间内，为防止1 例某种不良结局或获得1例某种有利结局，用某种干预方 法所需要的人数，NNT越小越好。NNT=1/ARR2022-3-551常用指标此外，还可采用卫生经济学指标进行评价，如 成本效果、成本效益和成本效用。对慢性病的评价指标常采用以下中间结局变量:人群知识、态度、行为改变行为危险因素的的变化，如吸烟、膳食、运动等生命质量的变化，包括生理、心理、社会功能、疾 病症状体征、对健康总的感受和满意程度等2022-3-552主要的分析方法计量资料统计时用t检验或F（方 差）分析，大样本正态分布资料还可 用U检验。计数资料统计时用X2检验或非参 数检验，后者适用于计数资料呈等级 顺序关系时。2022-3-553资料分析时应注意的问题排除，是指在筛选病人及将他们随机分配到试验组 或对照组时，有些病人不能被入选而被排除。如病人 年龄太大，病情危重等。退出，研究对象因种种原因退出研究，发生在随机分 组后。常见原因包括由于登记错误和误诊导致的研究 对象不符合设计要求，患者的不依从及各种原因造成 的失访等。2022-3-554(A)多因素试验设计上述的随机对照试验设计是针对单因素的。但是，在临床实际工作中经常是研究药物不 同剂量、不同给药途径的作用结果，用药不 同时间的疗效，在常规治疗的基础上增加实 验用药等。这种情况下，就需要应用多因素 设计方法。2022-3-555析因设计)2个研究因素，分析交互作用交互作用当处理因素中的某个因素因质或量 发生改变时，使其它因素的实验效应的强度 发生改变。2022-3-556解决的问题两个或以上处理因素的各处理水平间的均数有差异?两个或以上处理因素之间有交互作用？2022-3-557例如拟比较两种药物对高血压病人的疗效，同电 分析两药物有无交互作用。研究分为四组一般疗法（A药和B药均不用）一般疗法+A药（用A不用B）一般疗法+B药（用B不用A）一般疗法+A药+B药（AB均用）2022-3-558五、随机对照实验的偏倚及其控制 选择偏倚 测量偏倚 干扰和沾染：干扰是指试验组或对照组额外 地接受了类似实验药物的某种制剂，从而人 为地夸大了疗效。沾染是指对照组的患者额 外地接受了试验组的药物，从而人为地夸大 了对照组的疗效。依从T生临床试验中的不依从性有三种表现：换组，临床开始治疗后，组间互换。进入，病人在分组后治疗前，组间互换。撤出，研究对象不再接收相应的治疗而退出研 究队列。2022-3-559第三节现场试验和社区试验工概念现场试验和社区试验都是在现场环境下进行的 干预研究，常用于对某种预防措施的效果进行评价。前者是在某一特定的环境下，以自然人群为研究对 象的试验研究，干预措施实施的基本单位是个体；后者也有人称其为社区干预试验，是以社区人群整 体为干预单位进行的试验研究，常用于评价不易落 实到个体的干预措施的效果。2022-3-560、主要目的评价预防措施的效果：通过大样本人群评价疫苗、药物等的预防效果。验证病因和危险因素：通过干预实验，减少人群 中危险因素的暴露水平，观察干预对疾病预防或 促进健康的效果，可以验证病因或危险因素。评价卫生服务措施和公共卫生实践的质量：通过 社区试验方法评价一项公共卫生政策或措施在人 群中实施后的效果，为卫生行政管理部门进一步 制定相关政策提供依据。2022-3-561工设计类型随机对照试验A整群随机对照试验，以群体为单位进行随机分组 的试验。优点是群众易接受，研究对象依从性好，抽样调查 方便。缺点是，抽样误差较大，需要的样本量大，分析工作量 也大。以下情况可采用该方法：行为干预研究环境暴露干 预研究宣教方式进行的干预需要了解目标人群中不同群组 的干预效应防止歧视类实验非随机设立对照的试验无平行对照试验2022-3-562设计和实施中应注意的问题结局变量的确定：主要结局变量和中 间结局变量减少失访避免“沾染”A控制混杂因素2022-3-563工评价效果的指标保护率保护率二（对照组发病率-试验组发病率）/对照组发病率）X 100%效果指数效果指数二对照组发病率/试验组发病率抗体阳转率抗体几何平均滴度2022-3-564、研究实例A现场试验、冻干水痘减毒活疫苗现场流行病学保护效果研究2022-3-565研究目的 评价长春祈健生物制品有限公司生 产的冻干水痘减毒活疫苗(VaricellaAttenuated Live Vaccine,Freeze-dried;VarV-Fd)的安全性及 流行病学效果。2022-3-566现场和研究对象选择在某县县城及其周边3个乡（镇）22所小学和21 所幼儿园选择未患过水痘、流行性腮腺炎等传 染病，无接种禁忌证，过去未接种过水痘、麻 疹、流行性腮腺炎减毒活疫苗，且近一个月内 未接种过其他预防性生物制品，年龄在36岁 的托幼机构儿童和年龄在79岁在校小学生 5192人，经询问病史、体检和临床判定健康，智力正常，腋下体温37者作为观察对象2022-3-567方法/分组 按照随机双盲对照临床试验原则，将所有观察对象用随机数字表进行赋值 分组，奇数为试验组，共2593人接种 VarV-Fd；偶数为对照组，共2599人接种 麻疹-流行性腮腺炎联合减毒活疫苗（MM联合疫苗）。2022-3-568/疫苗接种方法和次数试验组接种长春祈健 生产的VarV-Fd,所含活病毒量不低于3.3 IgPFU（plague formingunit,蚀斑形成单位）或2000PFU,批号200706071,有效期至 2009-01-23;对照组接种武汉生物制品研究 所生产的MM联合疫苗，批号200712013-2,有效期至2009-07-11。2022-3-569两种疫苗均为中国药品生物制品检定所批 签发的合格市售产品。上述两种疫苗对每 名观察对象均接种1剂，接种部位为上臂外 侧三角肌附着处皮下注射，接种剂量为0.5mlo2022-3-570，疾病监测接种疫苗28天后，流行病学专业 人员对监测学校、托幼机构所有观察对象 进行定期随访，每周一次。每周一对上周 缺席儿童进行家访，并记录缺席原因，有 健康原因者，要对临床表现进行描述，并 作初步诊断。2022-3-571/疾病诊断依据水痘接触史、临床特征性疱 疹、瘙痒等进行诊断，同时采集发病后急 性期和恢复期血清，应用膜抗原免疫荧光 抗体(fluorescent antibody to membrane antigen,FAMA)试验检测血清水痘抗体，以抗体)4倍增长为诊断依据。2022-3-572,结果均衡性两组共观察5192人，其中试验组 2593人，对照组2599人。试验组和对照组 观察人群年龄、性别分布均衡性良好（X年龄=1.6596,40.198;N性别=2.77,70.096）o2022-3-573观察人群发病情况 从2008年月7日发现第 一例水痘到2009年6月底，在研究期间观察 的县城及其周边3个乡的22所小学和21所幼 儿园，共监测到水痘103例，其中接种过 VarV-Fd或MM联合疫苗的观察人群44例，发病均以爆发形式发生，分布在4所小学和 幼儿园。2022-3-574发病集中在59岁，男女性别比1.44:1。44例水痘病例中，有29例采集了急性期和 恢复期双份血清，经FAMA方法检测，抗体 水平均呈4倍增长；29例采集双份血清的 病例中，5例接种了VarV-Fd,其余24例接种 了 MM联合疫苗。全部44例中，试验组发病 7例，发病率2.70%。，对照组发病37例，发 病率14.24%。，经二项分布极限式确切概率 法检验，差异有统计学意义(P 0.001)o2022-3-575P P 2疫苗保护率 疫苗保护率，=xl00%依二81.04%。其中，巴二对照组发病率，4二试验组发病率。依的95%可信区间(67),下限次 1.96Spq=65.75%,上限 依+1.96 尻 q=96.33%。2022-3-576结论 长春祈健生物制品有限公司生产的 VarV-Fd疫苗对儿童水痘的感染具有良好的 保护效果，其保护率可达到81.04%2022-3-577A社区干预试验 社区干预对高血压和脑卒中预防效果评价2022-3-578背景及研究目的随着我国人口老龄化、医疗体制改革的深化、社区 卫生服务的扩展和延伸，高血压及其相关疾病的 流行情况日益严重，对预防工作不断提出新问题,需要加以解决。此外，中老年人的社会经济条件 也不一样，不同年龄组人群的高血压类型有所不 同。故此，国家于1986-1990年在七城市开展了以 社区人群为基础的脑卒中预防研究，即“中国七 城市脑卒中干预试验研究”以使心脑血管病社区 预防工作更加富有针对性。2022-3-579研究对象上海研究点由于城市建设的原因，居民失访严重，多项研究终点资料无法收集，故而将上海队列剔 除，仅对其余六城市资料总结分析。在北京、哈 尔滨、长春、郑州、长沙和银川六城市城区选择2 个不相邻、框架人口约为1万的自然人群，分别作 为干预社区和对照社区，1987年57月从两个社 区35岁以上人群中分别选取2700名既往无脑卒中 病史的居民作为队列人群，进行脑卒中危险因素 调查（基线调查）和体格检查，筛查高危对象。1990年57月对参加过基线调查者随访，内容同 基线调查。2022-3-580干预方法基线调查后在干预社区开始全面干预，各研究单位 每周派医生到社区卫生服站对高危人群进行干预，重点是高血压预防与控制，按照居民血压水平及 是否伴有冠心病、糖尿病和高血脂症等进行管理 与治疗，同时对社区居民进行健康教育。对照社 区则顺其原有医疗条件和就医情况，不予干预。2022-3-581评价指标研究期间观察两组研究对象的血压、BMI的变化情 况，并计算糖尿病患病率、心脏病患病率、吸烟 率、饮酒率、高血压等相关知识知晓率、高血压 治疗率和控制率等指标。2022-3-582统计学方法 采用SPSS 8.0进行统计学分析。均数与率的显著 性检验分别采用t检验与炉检验，分析比较两组间 各指标的差异情况，从而判断干预的效果。2022-3-583结果,高血压防治效果 结果显示社区干预在控 制血压方面取得了良好效果。无论是纵向（1987年与1990年）还是横向（干预与对 照）比较，干预组的正常人和各类型病人SBP和DBP的控制效果均优于对照（0.05）;3年间干预队列和对照队列的 高血压患病率均有所增加，但以对照队列 中年人增加最突出（PV0.01）。2022-3-584进一步评价高血压的“三率”即知晓 率、治疗率和控制率，无论是中年人还是 老年人，干预组“三率”都有显著改善（尸0.001）,老年人的改善程度明显好 于中年人（PV0.01）o对照组“三率”无 明显下降。2022-3-585/脑卒中预防效果1987年5月至1990年12月间,干预队列脑卒中发病的危险减少了 29%(/次=0.71,95%CH).580.87),死亡减少了 40%(HR=。6。,95%。0.420.86)。2022-3-586按人群所患高血压类型评价干预效果，结 果显示无论在正常人和各类型高血压患者 中，干预队列脑卒中发病率和死亡率都低 于对照队列，其中在单纯收缩期高血压患 组最为显著，发病率和死亡率都有明显的 降低(70.05)o2022-3-587-其次是复合高血压组，但在单纯舒张期 高血压组，虽然干预组脑卒中发病率和死 亡率也低于对照组，但未达到统计学显著 水平，而在难分类组的高血压患者，干预 和对照队列的脑卒中发病率和死亡率基本 一致，这再次表明积极治疗高血压是预防 脑卒中的有效手段。2022-3-588,全死因死亡情况 研究期间干预队列共有459 人死亡，死亡率为0.92/100人年(459/49 957),对照队列有565人死亡，死亡率为 1.12/100人年(565/5039人,对照队列死 亡率明显高于干预队列(40.047),Cox 分析表明，与对照队列相比，干预队列全 死因死亡率降低11%(以=0.89,95%67:0.780.99)o2022-3-589结论社区干预可以有效地控制人群高血压 患病率的上升，且对于老年人的效果明显 优于中年人；社区干预在改善高血压“三 率”方面，特别是知晓率和治疗率也有良 好效果；减少各类型高血压患者的脑卒中 发病率和死亡率，使人群全死因死亡率降 低。2022-3-590第四节优缺点和注意的问题工优点按照随机化的方法，将研究对象分为 试验组和对照组，提高了可比性，能 较好的控制研究中的偏倚和混杂。2022-3-591A为前瞻性研究，研究因素事先设计，结局 变量和测量方法事先规定，通过随访将每 个对象的干预过程和结局自始至终观察到 底，通过和对照组比较，最终的论证强度 高。有助于了解疾病的自然史，并且可以获得 一种干预和多个结局的关系。2022-3-592缺点A整个试验设计和实施条件要求高、控制 严、难度大，在实际工作中有时难以做 至上受干预措施适用范围的约束，所选择的 研究对象代表性不够，以至会不同程度 的影响实验结果推论到总体。2022-3-593研究人群数量大，随访时间长，因此依从 性不易做得很好，影响实验效应的评价。由于研究因素是研究者为实现研究目的而 施加于研究对象，故容易涉及伦理道德问 题。2022-3-594应注意的问题伦理道德(ethics)问题 研究必须遵从普遍接受的科学原则，必须有充分的 科学依据、严格的设计和充分的准备，一保证涉及 人群的试验能获得有科学价值的结果。每项人体试验的设计与实施均应在试验方案中明确 说明，并将试验方案提交伦理委员会进行审核。受试者能够从研究的结果中受益。自愿参加并充分了解(知情同意)，包括实验目的、方法、预期结果以及可能的危险性。2022-3-595A应注意的问题伦理道德（ethics）问题 尊重受试者保护自身的权利，包括隐私、保 密并将对受试者的影响降至最低。善后处理，任何新的预防或干预措施一般应 当同目前常用的措施比较。较长的试验期可能会导致“延误”问题2022-3-596应注意的问题可行性问题：通过预试验解决。随机化分组和均衡性问题：大样本，随 机化可以较好的保证研究分组的均衡性,而小样本，并不能保证。2022-3-597应注意的问题报告研究结果要注意的问题 试验报告统一标准(consolidated stardards of reporting trials,CONSORD，1996制订，2001修订，2004扩展，由试验报告条目清单和 流程图组成。试验报告清单有22条，包括试验设计方案、实施过程、分析方法和结果解释。流程图则包括有物经过合格评估、排除的标准、如何分组、进入各研究组的人数、不依从和失访的情况和原因、进入 分析的人数、剔除的人数和原因等。2010年又进行了修订，网上可下 载。2004年美国公共卫生杂志发表了“清晰报告非随机设计试验的声 明”(transparent reporting nonrandomized designs statement,TREND)o2022-3-598