流行病学病因与因果关系.pptx

流行病学病因与因果关系流行病学病因与因果关系流行病学病因与因果关系第1页2本章关键点第一节第一节 病因概念病因概念第二节第二节 疾病发生基础条件疾病发生基础条件第三节第三节 病因研究基础方法病因研究基础方法第四节第四节 因果推断逻辑方法因果推断逻辑方法第五节第五节 因果关系推断因果关系推断流行病学病因与因果关系第2页3第一节第一节 病因概念病因概念*流行病学研究必定包括病因推断流行病学研究必定包括病因推断*病因推断关键任务是排除各种可能病因推断关键任务是排除各种可能 偏倚，确保其真实性偏倚，确保其真实性*病因推断主要逻辑推理方法是假设演绎病因推断主要逻辑推理方法是假设演绎法、法、MillMill准则、概率性推广归纳统计推准则、概率性推广归纳统计推理。理。流行病学病因与因果关系第3页4大家对病因认识发展过程：大家对病因认识发展过程：上帝、妖怪上帝、妖怪 人人疾病疾病（神罚学说）（神罚学说）金木水火土金木水火土人人疾病疾病（朴素唯物主义学说）（朴素唯物主义学说）病原微生物病原微生物人人疾病疾病（生物致病学说）（生物致病学说）病因宿主环境（生态学模型天平模式）（生态学模型天平模式）或宿主病因环境（生生态态学学模模型型三三角角模模式式）生物生物环境环境社会社会环境环境理化理化环境环境机体机体遗传遗传（生态学模型（生态学模型轮状模式）轮状模式）流行病学病因与因果关系第4页51.1.病因定义病因定义当代流行病学病因定义当代流行病学病因定义 Lilienfeld：那些能使人群发病概率升高原那些能使人群发病概率升高原因，就可认为是因，就可认为是病因病因，其中某，其中某个或多个原因不存在时，人群个或多个原因不存在时，人群疾病频率就会下降。疾病频率就会下降。Lilienfeld AM.（1920-19841920-1984）约翰约翰.霍普金斯大学霍普金斯大学 流行病学教授流行病学教授流行病学病因与因果关系第5页6 流行病学普通将流行病学普通将病因病因称为称为危险原因危险原因（risk risk factorfactor）或）或决定原因决定原因（determinantdeterminant）,其含义就是指能使疾病发生概率升高原其含义就是指能使疾病发生概率升高原因。因。流行病学病因与因果关系第6页7 2.病因模型病因模型生态学模型生态学模型疾病原因模型疾病原因模型病因网络模型病因网络模型流行病学病因与因果关系第7页8 1）.生态学模型生态学模型将机体与环境作为一个整体来考虑将机体与环境作为一个整体来考虑分类分类 流行病学三角模型流行病学三角模型 轮状模型轮状模型流行病学病因与因果关系第8页9宿主宿主环境环境动因动因生物环境生物环境社会环境社会环境遗传内核遗传内核宿主宿主理化环境理化环境 图图6 流行病学三角流行病学三角图图7 轮状模型轮状模型流行病学病因与因果关系第9页10 2）.疾病原因模型疾病原因模型特点特点 病因分类操作性强病因分类操作性强 较强实践指导意义较强实践指导意义 没有动因确定困难没有动因确定困难层次层次 外围远因外围远因 致病机制近因致病机制近因流行病学病因与因果关系第10页11社会经济原因社会经济原因生物学原因生物学原因环境原因环境原因心理、行为原因心理、行为原因卫生保健原因卫生保健原因医学生物学原因医学生物学原因（机制）（机制）疾病疾病 疾病原因模型疾病原因模型疾病原因模型疾病原因模型流行病学病因与因果关系第11页12 3）.病因网络模型病因网络模型 按生态学模型或疾病原因模型提供框按生态学模型或疾病原因模型提供框架寻找多方面病因，这些病因相互存在架寻找多方面病因，这些病因相互存在联络，串起来组成一条病因链，多个病联络，串起来组成一条病因链，多个病因链交织联接起来就形成一张病因网因链交织联接起来就形成一张病因网流行病学病因与因果关系第12页13流行病学病因与因果关系第13页141.宿主原因：宿主原因：遗传遗传 免疫免疫 心理心理 内分泌内分泌 2.环境原因：环境原因：外环境中各种有害外环境中各种有害原因总和。原因总和。生物原因生物原因 理化原因理化原因 社会原因社会原因 3、病因分类、病因分类（一）按起源分类（一）按起源分类流行病学病因与因果关系第14页15（二）按作用分类（二）按作用分类1.1.必要病因：必要病因：结果发生必含有该病因，但含有该结果发生必含有该病因，但含有该病因并不一定都发生该结果。病因并不一定都发生该结果。结核杆菌结核杆菌结核结核2.2.充分病因：充分病因：假如有该病因存在，则一定发病；但假如有该病因存在，则一定发病；但发病并不一定都存在该病因。发病并不一定都存在该病因。急性阑尾炎急性阑尾炎腹痛腹痛腹痛一定由阑尾炎引发腹痛一定由阑尾炎引发？流行病学病因与因果关系第15页163.3.充分必需病因：充分必需病因：该病因存在，则一定发病，发病该病因存在，则一定发病，发病一定有该病因存在。一定有该病因存在。接触高压电引发电击，接触高压电引发电击，电击必因接触高压电。电击必因接触高压电。4.4.复合病因：复合病因：既不是必需病因，也不是充分病既不是必需病因，也不是充分病因，它们存在只是增加发病概率。因，它们存在只是增加发病概率。霍乱：胃酸被冲淡，饮生水等。霍乱：胃酸被冲淡，饮生水等。流行病学病因与因果关系第16页174.4.、病因链、病因链(因果联接方式因果联接方式)多病因学说把与发病相关各种事多病因学说把与发病相关各种事物均看作病因，其中有与发病直接相关，物均看作病因，其中有与发病直接相关，另一些可能只与发病有间接关系，但都另一些可能只与发病有间接关系，但都是不可少。是不可少。各病因原因之间关系是是复杂。各病因原因之间关系是是复杂。1.1.无因自然无果，有果必定有因，但有因无因自然无果，有果必定有因，但有因未必全有果。未必全有果。因因果果无果无果白喉与白喉杆菌白喉与白喉杆菌流行病学病因与因果关系第17页182.一因多果一因多果因因果果1果果2果果3吸烟吸烟肺癌肺癌冠心病冠心病慢支慢支3.多因一果多因一果因因2因因3因因1果果缺乏运动缺乏运动肥胖肥胖高血脂高血脂高血压高血压冠心病流行病学病因与因果关系第18页194.多因多果多因多果高脂膳食、缺乏体力活动、吸烟、饮酒高脂膳食、缺乏体力活动、吸烟、饮酒 高血压、冠心病、大肠癌高血压、冠心病、大肠癌5.因因协同引发一果因因协同引发一果因因1因因2果果吸烟接触石棉吸烟接触石棉肺癌肺癌流行病学病因与因果关系第19页206.因因相加引发一果因因相加引发一果因因1因因2因因3果果未免疫机体遭受深部创伤被土壤中破伤风杆菌污未免疫机体遭受深部创伤被土壤中破伤风杆菌污染破伤风繁殖染破伤风繁殖 破伤风破伤风7.因果相联引发一果因果相联引发一果感染病毒感染病毒感冒感冒诱发结核诱发结核利用链霉素利用链霉素超量使用链霉素超量使用链霉素耳聋耳聋流行病学病因与因果关系第20页21 第二节第二节 疾病发生基础条件疾病发生基础条件 疾病发生必备要素：致病因子、宿主、环境疾病发生必备要素：致病因子、宿主、环境一一.致病因子致病因子 能引发疾病原因统称为致病因子。能引发疾病原因统称为致病因子。1.1.生物致病因子生物致病因子2.2.物理致病因子物理致病因子3.3.化学致病因子化学致病因子流行病学病因与因果关系第21页22二二.宿主宿主 能给病原体提供营养和生存场所生物。能给病原体提供营养和生存场所生物。1.1.遗传原因遗传原因2.2.免疫情况免疫情况3.3.年纪性别年纪性别4.4.种族种族5.5.性格、气质和精神心理状态性格、气质和精神心理状态6.6.行为原因行为原因流行病学病因与因果关系第22页23三三.环境环境1.1.自然环境自然环境2.2.社会环境社会环境流行病学病因与因果关系第23页24第三节第三节 病因研究基础方法病因研究基础方法一一.描述性研究描述性研究 现况调查和生态学研究等。现况调查和生态学研究等。以描述疾病以描述疾病“三间三间”分布特征为基础，分布特征为基础，提出病因假设。提出病因假设。流行病学病因与因果关系第24页25二二.分析性研究分析性研究 如队列研究和病例对照研究。如队列研究和病例对照研究。方便确定危险原因与疾病之间是否存方便确定危险原因与疾病之间是否存在统计学关联，以及关联强度（在统计学关联，以及关联强度（OROR值值或或RRRR值）大小，从而对可能病因作出值）大小，从而对可能病因作出判断。判断。流行病学病因与因果关系第25页26三三.试验性研究试验性研究 如现场试验、小区试验和临床试验。如现场试验、小区试验和临床试验。常见来验证病因假说。常见来验证病因假说。流行病学病因与因果关系第26页27 第四节第四节 因果推断逻辑方法因果推断逻辑方法假设演绎法Mill准则因果性试验中对照法则 流行病学病因与因果关系第27页28 假设演绎法推理过程因为假设H,所以推出证据E (演绎推理)因为取得证据E,所以反推假设H (归纳推理）第二节 因果推断逻辑方法 一、假设演绎法 流行病学病因与因果关系第28页29 假设演绎法应用 假设H:乙型肝炎病毒（HBV）连续感染造成原发性肝癌（PHC）依据该假设H，加上相关背景知识为前提，演绎地推出若干详细经验证据 E1（肝癌病例HBV感染率高于对照）E2（HBV感染队列肝癌发生率高于对照）E3（控制HBV感染后，肝癌发生率下降）假如证据E1，E2，E3 成立，则假设H亦取得对应强度归纳支持。第二节 因果推断逻辑方法 流行病学病因与因果关系第29页30二、Mill准则 分类求同法差异法同异并使用方法共变法剩下法第二节 因果推断逻辑方法 流行病学病因与因果关系第30页31求同法（method of agreement）是区分某类事件或属性必要条件方法 推理形式为：事件（病例,A）相关（暴露）原因A,B,C -a,b,cA,D,E -a,d,eA,F,G -a,f,g -所以，a 是A必要条件第二节 因果推断逻辑方法 流行病学病因与因果关系第31页32求异法（method of difference）是区分某类事件或属性充分条件方法 推理形式为：事件（对照,非A）相关（暴露）原因B,C -(a不出现),b,cD,E -(a不出现),d,eF,G -(a不出现),f,g-所以，a 是A充分条件第二节 因果推断逻辑方法 流行病学病因与因果关系第32页33同异并使用方法（joint method of agreement and difference）是区分某类事件或属性必要且充分条件方法推理形式为：(1)求同个别而且(2)求异个别所以，a 是A必要且充分条件第二节 因果推断逻辑方法 流行病学病因与因果关系第33页34共变法（method concomitant variation）当相关（暴露）原因是等级或定量，并与事件（结局）效应成量变关系（剂量反应关系），才 能够应用共变法。推理形式为：事件（效应,A）相关（暴露）原因A1,B,C -a1,b,cA2,D,E -a2,d,eA3,F,G -a3,f,g -所以，a 是A必要条件第二节 因果推断逻辑方法 流行病学病因与因果关系第34页35剩下法（method of residues）对某复合结局事件（A,B,C），已知它相关（暴露）原因在特定范围内（a,b,c），经过先前归纳又知道b说明B，c说明C，那么剩下a必定说明A。结局事件 相关（暴露）原因 A,B,C -a,b,c B -b C-c 所以，剩下a 是A必要条件第二节 因果推断逻辑方法 流行病学病因与因果关系第35页36归纳统计推理S类个别（S1,S2,S3Sn）含有属性P，而且还未观察到反例，所以S类全部都含有属性P。对于概率论因果观而言，需要作概率性推广，这就是归纳统计推理：S1-PS2-PS3-非P -Sn-P(其中m/n个别含有P属性)所以，S类m/n个别含有P属性第二节 因果推断逻辑方法 流行病学病因与因果关系第36页37三、因果性试验中对照法则 设置对照必要性生物学或医学研究对象过于复杂，极难仅仅经过试验室或其它外在条件来控制干扰干扰作用（背景或基线）或自发改变表达在对照组上，经过与试验组比较，这些非处理原因作用就可加以排除。第二节 因果推断逻辑方法 流行病学病因与因果关系第37页38如设试验（处理原因）效应为T，干扰（非处理原因）效应为C，则：试验（处理）组表现出来混合效应=T+C对照组表现出来效应=C试验（处理）净效应=（T+C）-C=T 需要注意是 试验（处理）组表现出来混合效应（T+C）是经过处理前后两轮测量值之差确定第二节 因果推断逻辑方法 流行病学病因与因果关系第38页39确保对照有效性 各组除了处理原因不一样，全部其它原因应尽可能相同。有可比性对照，才是有效对照。各组干扰（非处理原因）可比性 各组效应测量可比性第二节 因果推断逻辑方法 流行病学病因与因果关系第39页40第三节第三节 统计关联到因果关联统计关联到因果关联 统计学关联因果关联流行病学病因与因果关系第40页41一、统计学关联 狭义统计学关联（association）指分类资料相关 广义关联 等同于相关，包含分类、等级和计量资料，即是相关联第三节 统计关联到因果关联流行病学病因与因果关系第41页42 二、因果关联有时间先后相关关系病因（暴露条件E）与疾病（D）呈相关防治办法与特定效应呈相关第三节 统计关联到因果关联流行病学病因与因果关系第42页43E与与D有统计关联否有统计关联否有偏倚否有偏倚否有时间先后否有时间先后否图图10-4 因果关系判断进程因果关系判断进程提出假设提出假设排除偶然排除偶然排除虚假排除虚假前因后果前因后果第三节 统计关联到因果关联流行病学病因与因果关系第43页44 图图10-5 10-5 关联分类图关联分类图偶然偶然关联关联有统计学有统计学意义关联意义关联非因果关联非因果关联（选择、测量或混杂偏倚）（选择、测量或混杂偏倚）因果关联因果关联（有时间先后）（有时间先后）间接因果关联间接因果关联（间接病因）（间接病因）直接因果关联直接因果关联（直接病因）（直接病因）关联关联第三节 统计关联到因果关联流行病学病因与因果关系第44页45因果推断标准发展因果推断标准发展常见因果推断标准常见因果推断标准病因推断标准应用举例病因推断标准应用举例第四节第四节 因果关联推断标准因果关联推断标准 流行病学病因与因果关系第45页46一、因果推断标准发展一、因果推断标准发展 Henle-Koch原理（原理（1882）Henle（1809-1885）Koch(1843-1910）Friedrich Gustav Jacob Henle，犹太人，德国解剖学家和病理学者，首先提出感染寄生病原论Robert Koch，德国19世纪著名细菌学家1905年取得医学诺贝尔奖，Henle学生,证实了Henle微生物学上假设第四节 因果关联推断标准流行病学病因与因果关系第46页47疾病患者中总是能检出该病原体其它疾病患者中不能检出该病原体疾病患者中分离该病原体，传代培养物能引发试验动物患相同疾病能从患该病动物中分离到相同病原体第四节 因果关联推断标准流行病学病因与因果关系第47页48美国美国“吸烟与健康汇报吸烟与健康汇报”委员会提出委员会提出（1964）(1)关联时间次序(2)关联强度(3)关联特异性(4)关联一致性或可重复性(5)关联连贯性或合理性第四节 因果关联推断标准流行病学病因与因果关系第48页49防治效应推断标准发展防治效应推断标准发展从试验设计上大致可分成三个阶段：单纯时间前后临床病例观察 指对处理前后比较或仅对处理后单个或少数病例临床观察，尤其是在传统医学临床观察中。经过试验来尝试或证实特定疾病疗法效果(培根)。第四节 因果关联推断标准流行病学病因与因果关系第49页50多病例分组比较观察 指有处理组与比较组临床观察18世纪 G.Berkeley 提出对照临床试验观点18世纪 J.Lind 关于坏血病治疗试验19世纪 KanehiroTakaki关于脚气病治疗试验20世纪初 Goldberg 关于燥皮病治疗试验 第四节 因果关联推断标准流行病学病因与因果关系第50页51随机化对照临床试验(RCT)严格意义上对照组（控制组）必须包括随机分配Hill(RCT之父)1946年设计链霉素治疗肺结核效果评价方案1970年代，RCT从框架设计、对象选择、资料分析以及结论推断形成评价防治效应标准准试验设计（非随机化分配）,较多用于预防试验，但在随机化分配上存在可行性问题第四节 因果关联推断标准流行病学病因与因果关系第51页52二、常见因果推断标准二、常见因果推断标准 关联时间次序 怀疑病因X疾病Y，则X必须发生于Y之前试验和队列研究病例对照和生态学研究横断面研究慢性病需注意X与Y时间间隔第四节 因果关联推断标准流行病学病因与因果关系第52页53关联强度 关联强度越大，同弱关联相比，该关联为因果可能性就越大一个强关联假如为混杂原因所致，该混杂原因与疾病关联将更强弱关联更可能是未识别偏倚所致 第四节 因果关联推断标准流行病学病因与因果关系第53页54关联强度测定OR（病例对照研究）RR（队列研究）PF(试验研究）剂量-反应关系 生态学相关第四节 因果关联推断标准流行病学病因与因果关系第54页55关联可重复性 在不一样人群、地域和时间能够重复观察到特点观察性研究试验性研究可重复性使因果关联可能性增加少数或个别研究不一样不能简单反驳因果假设第四节 因果关联推断标准流行病学病因与因果关系第55页56 关联合理性解释与现有理论知识不矛盾（客观评价）高脂血症与冠心病因果关联，与冠状动脉粥样硬化病理证据以及动物试验结果吻合 研究者主观评价 吸烟与肺癌关联，构想化学物质沉积在呼吸系统上引发癌变第四节 因果关联推断标准流行病学病因与因果关系第56页57研究因果论证强度设计类型与它论证强度亲密相关 试验性研究观察性研究 有对照研究无对照研究 以个体为分析单位研究以群组为分析单位（生态学）研究。满足时间次序和可重复性控制各类偏倚干扰第四节 因果关联推断标准流行病学病因与因果关系第57页58第四节 因果关联推断标准流行病学病因与因果关系第58页59三、病因推断标准应用举例三、病因推断标准应用举例 第四节 因果关联推断标准幽门螺杆菌感染与十二指肠溃疡幽门螺杆菌感染与十二指肠溃疡流行病学病因与因果关系第59页60时间次序证据时间次序证据 324例幽门螺杆菌感染者，10年中有11发生十二指肠溃疡 133例非感染者0.8发生十二指肠溃疡 感染在前，发病在后第四节 因果关联推断标准流行病学病因与因果关系第60页61关联强度证据关联强度证据 90100十二指肠患者存在幽门螺杆菌感染，OR10 感染者11在10年中发生该病，RR10 可重复性证据可重复性证据 许多研究者得到相同结果第四节 因果关联推断标准流行病学病因与因果关系第61页62合理性证据合理性证据 幽门螺杆菌结合部位在胃窦细胞，可伴随胃窦细胞进入十二指肠，引发炎症试验研究（高论证强度）证据试验研究（高论证强度）证据 去除幽门螺杆菌可使十二指肠溃疡愈合，其效果等同于组胺受体拮抗剂第四节 因果关联推断标准流行病学病因与因果关系第62页63 能够判定能够判定 幽门螺杆菌感染与十二指肠溃疡有因果关联流行病学病因与因果关系第63页64四、防治效应推断标准应用举例四、防治效应推断标准应用举例 时间次序证据时间次序证据 对于防治试验而言，处理与效应前后时间次序是比较明确。第四节 因果关联推断标准流行病学病因与因果关系第64页65效应强度证据效应强度证据 1990年代初Holzgreve等分析了5个随机化对照临床试验结果，显示老年高血压病人降压治疗可使总死亡率降低20%，使心血管病死亡率降低33%，使致命性心血管意外发生率降低40%，使冠心病发病率降低15%。McMahon等meta分析和Lever等综合分析也得到类似结果。第四节 因果关联推断标准流行病学病因与因果关系第65页66可重复性证据可重复性证据 许多研究者得到相同结果。合理性证据合理性证据 我国进行脑卒中后抗高血压治疗试验中，即使血压正常者深入降低血压，也未见不利影响。HOT研究证实收缩压或舒张压从最正确值深入降低，不会增加心血管病危险，并没有“J型曲线”存在证据。第四节 因果关联推断标准流行病学病因与因果关系第66页67研究设计类型论证强度研究设计类型论证强度 上述临床试验均为随机化对照试验，双盲、单盲或开放，到达较高论证强度。从以上证据，能够判定老年高血压病人降压治疗能够降低心血管病发生和死亡危险，可取得多方面益处。第四节 因果关联推断标准流行病学病因与因果关系第67页68二二.致病因子致病因子1.1.生物致病因子生物致病因子2.2.物理致病因子物理致病因子3.3.化学致病因子化学致病因子流行病学病因与因果关系第68页69五、病因研究方法（一）描述疾病分布一）描述疾病分布（二）提出假说（二）提出假说常见逻辑推理方法：常见逻辑推理方法：1.求同法求同法 2.求异法求异法 3.同异并使用方法同异并使用方法 4.类比法类比法 5.剩下法剩下法 6.归纳统计推理归纳统计推理流行病学病因与因果关系第69页70（三）验证病因假说：即判断有没有统计学联络。病例对照研究 队列研究 试验研究（四）排除虚假联络 设计不合理、各种偏倚引发 续发关联流行病学病因与因果关系第70页71 关联分类关联分类关联关联偶然关联偶然关联有统计学意义关联有统计学意义关联虚假关联（选择、测量或混杂偏倚）虚假关联（选择、测量或混杂偏倚）因果关联因果关联（有时间先后）（有时间先后）间接因果关联间接因果关联（间接病因（间接病因）直接因果关联直接因果关联（直接病因）（直接病因）图图10 10 关联分类总结关联分类总结流行病学病因与因果关系第71页72联络：某2个事件经常伴随发生。统计学联络：以人群为对象，经过统计学方法进行检验证实联络。偶然联络：经统计学方法检验无关联联络。流行病学病因与因果关系第72页73统计关联到因果关联（2）E与与D有统计关联否有统计关联否有偏倚否有偏倚否有时间先后否有时间先后否图图9 因果关系判断进程因果关系判断进程提出假设提出假设排除偶然排除偶然排除虚假排除虚假前因后果前因后果流行病学病因与因果关系第73页74（五）病因判定标准1.关联时间次序2.关联强度3.关联可重复性4.关联合理性5.结论论证强度流行病学病因与因果关系第74页75（一）关联时间次序（一）关联时间次序 怀疑病因X疾病Y，则X必须发生于Y之前试验和队列研究病例对照和生态学研究横断面研究慢性病需注意X与Y时间间隔流行病学病因与因果关系第75页76石棉暴露 肺癌石棉暴露3年后发生肺癌 非石棉引发15-20年年比如 流行病学病因与因果关系第76页77（二）关联强度（二）关联强度 关联强度越大，因果可能性就越大关联强度越大，因果可能性就越大混杂原因可能造成强关联和弱关联混杂原因可能造成强关联和弱关联防治试验绝对效应或归因百分比指防治试验绝对效应或归因百分比指标越大，因果性就越强标越大，因果性就越强流行病学病因与因果关系第77页78 测定测定(1)OR、RR，PF（预防分数）或功效百分比等(2)剂量-反应关系：等级OR或RR，各等级绝对效应，等级相关系数和积差相关系数等 (3)生态学相关：利用群组资料计算相关系数，反应分布一致性流行病学病因与因果关系第78页79（三）关联可重复性（三）关联可重复性 关联能够在不一样人群、不一样地域和不一样时间重复观察到特点观察性研究试验性研究可重复性使因果关联可能性增加少数或个别研究不一样不能简单反驳因果假设流行病学病因与因果关系第79页80（四）关联合理性 (1)解释与现有理论知识不矛盾 比如，高脂血症与冠心病因果关联，与冠状动脉粥样硬化病理证据以及动物试验结果吻合 (2)研究者主观评价 比如，吸烟与肺癌关联，构想化学物质沉积在呼吸系统上引发癌变流行病学病因与因果关系第80页81（五）研究因果论证强度（五）研究因果论证强度设计类型与它论证强度亲密相关好类型应具备满足时间次序和可重复性控制各类偏倚干扰流行病学病因与因果关系第81页