數(shù)學(xué)病因與病因推斷

數(shù)學(xué)病因與病因推斷第1頁/共50頁病因與病因推斷CausesandCausalInference第2頁/共50頁

第二節(jié)病因的定義及病因模型

第三節(jié)病因推斷的方法

第四節(jié)病因判斷的標(biāo)準(zhǔn)

總結(jié)

第一節(jié)概述第3頁/共50頁什么是因果聯(lián)系？如何確定因果聯(lián)系？SARS的病因是什么？如何確定SARS的病因？如何確定吸煙和肺癌之間是否存在病因關(guān)系？問題與討論第4頁/共50頁流行病學(xué)是研究人群中疾病與健康狀況的分布及其影響因素，并研究防制疾病及促進(jìn)健康的策略和措施的科學(xué)。流行病學(xué)定義的理解第5頁/共50頁流行病學(xué)是研究人群中疾病與健康狀況的分布及其影響因素，并研究防制疾病及促進(jìn)健康的策略和措施的科學(xué)。核心內(nèi)容“病因”流行病學(xué)定義的理解第6頁/共50頁Becausecausalinferenceisattheheartofwhatepidemiologistsdo,thetheoreticalstudyofcausationhasimportantconsequencesfortheeverydaypracticeofepidemiology.

Guidelinesfordrawingcausalinferencesmaydifferaccordingtohowcausationisdefined.

(MacMahonandPugh,1970)第7頁/共50頁因果觀的發(fā)展Aristotle的四原因說

形式因+質(zhì)料因+動(dòng)（作用）因+目的因

BaconF的決定論的因果觀

一定的原因必定導(dǎo)致一定的結(jié)果

Hume的經(jīng)驗(yàn)論因果觀

單純的經(jīng)驗(yàn)重復(fù)觀察并不能保證一定的結(jié)果必定會出現(xiàn)，即經(jīng)驗(yàn)證據(jù)不具有邏輯必然性概率論因果觀

原因就是使結(jié)果發(fā)生概率升高的事件或特征，即一定的原因可能導(dǎo)致一定的結(jié)果第8頁/共50頁MacMahon的因果關(guān)聯(lián)定義：

事件或特征類別之間的一種關(guān)聯(lián)，改變某一類別（X）的頻率或特性，就會引起另一類別（Y）的頻率或特性的改變，這樣X就是Y的原因。

概率論第9頁/共50頁病因定義及病因模型的發(fā)展鬼,神,上帝,天意中醫(yī)“五行之說”Hippocrates(公元前5世紀(jì))第10頁/共50頁病原物（動(dòng)因）宿主環(huán)境三角模式

（GordenTriangle）★生物學(xué)病因的萌芽★三角模式：強(qiáng)調(diào)病原生物、環(huán)境和宿主三方面的關(guān)系。優(yōu)點(diǎn)：從因素間平衡和整體性觀點(diǎn)看，它具有古老的思辯性和樸素的合理性。缺點(diǎn)：

1、等量齊觀。

2、并非所有疾病均有特異病原物引起。第11頁/共50頁輪狀模式：將環(huán)境進(jìn)一步分為生物、理化和社會環(huán)境，宿主還包括遺傳內(nèi)核。不僅強(qiáng)調(diào)環(huán)境和機(jī)體兩者之間的密切關(guān)系，而且還強(qiáng)調(diào)環(huán)境多樣性和機(jī)體的遺傳易感性（遺傳因子）特點(diǎn)：外環(huán)、內(nèi)環(huán)有伸縮性，各部分的大小可以隨不同的疾病而有所改變輪狀模型（wheelmodel）第12頁/共50頁社會經(jīng)濟(jì)因素生物學(xué)因素環(huán)境因素心理、行為因素衛(wèi)生保健因素醫(yī)學(xué)生物學(xué)因素（致病機(jī)制）遠(yuǎn)因近因疾病疾病因素模型（disease-factormodel）第13頁/共50頁病因網(wǎng)模型（webofcausation）環(huán)境因素社會因素衛(wèi)生保健肝癌乙肝病毒感染黃曲霉毒素不潔飲水第14頁/共50頁糙皮病第15頁/共50頁玉米傳入

貧困玉米單一種植冬藏食物量少質(zhì)差春末夏初食物匱乏玉米主食、偏食植物蛋白匱乏動(dòng)物蛋白少或無農(nóng)活增多戶外勞動(dòng)過度勞累尼克酸需求增加日曬增加局部摩擦糙皮病皮炎非食物因素（酒精中毒）其他營養(yǎng)缺乏尼克酸、色氨酸缺乏糙皮病糙皮病病因網(wǎng)模型第16頁/共50頁BEINGS

Model

PreventablecausesofdiseaseBiologicfactorsandBehavioralfactorsEnvironmentalfactorsImmunologicfactorsNutritionalfactorsGeneticfactorsServices,Socialfactors,andSpiritualfactors第17頁/共50頁Lilienfeld(1980)的病因定義：

那些能使人群發(fā)病概率升高的因素，就可以認(rèn)為是病因；當(dāng)它們之中一個(gè)或多個(gè)不存在時(shí)，人群疾病頻率就下降。

LilienfeldAM.（1920-1984）約翰.霍普金斯大學(xué)流行病學(xué)教授第18頁/共50頁暴露（exposure）指研究對象接觸過某種待研究的物質(zhì)、具備某種待研究的特征或行為。危險(xiǎn)因素（riskfactor）使疾病發(fā)生概率即危險(xiǎn)升高的因素。保護(hù)因素（protectivefactor）使疾病發(fā)生概率即危險(xiǎn)降低的因素。幾個(gè)重要的概念第19頁/共50頁描述（頻度和分布）描述性研究積累分布數(shù)據(jù)探索流行因素或者根據(jù)已有的知識

形成假設(shè)→邏輯推理（Mill’s準(zhǔn)則）檢驗(yàn)假設(shè)

病例對照研究隊(duì)列研究實(shí)驗(yàn)研究是否符合實(shí)際？

因果推斷

結(jié)合各方面因素進(jìn)行綜合分析、推斷

→→流行病學(xué)病因研究的一般思路第20頁/共50頁形成假設(shè)

1、求異法（methodofdifference）：又稱“同中求異法”；

如：察布查爾病---米送乎乎。

2、求同法（methodofagreement）：或稱“異中求同法”；如：鉤端螺旋體病流行，共同點(diǎn)---下水勞動(dòng)

3、共變法（methodofconcomitantvariation）：如：肺癌與煙草消耗4、剩余法（methodofresidues）：

如：肝癌→與飲水中的藻類毒素有關(guān)5、同異并用法（jointmethodofagreementanddifference）如：肝癌----乙肝病毒第21頁/共50頁檢驗(yàn)假設(shè)病例對照研究隊(duì)列研究DE第22頁/共50頁ExposureDiseaseTotalYesNoYesABA+BNoCDC+DTotalA+CB+DA+B+C+D第23頁/共50頁如果ExposureDiseaseTotalYesNoYesABA+BNoCDC+DTotalA+CB+DA+B+C+D那么,我們有理由認(rèn)為暴露和疾病之間的關(guān)聯(lián)有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。第24頁/共50頁檢驗(yàn)假設(shè)病例對照研究隊(duì)列研究統(tǒng)計(jì)學(xué)上的聯(lián)系第25頁/共50頁證實(shí)假設(shè)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)人群干預(yù)試驗(yàn)第26頁/共50頁

任何因素和疾病之間的“統(tǒng)計(jì)學(xué)”上的聯(lián)系都有可能是病因、偏倚和機(jī)遇三者或之一、之二造成。統(tǒng)計(jì)學(xué)聯(lián)系的實(shí)質(zhì)P<0.05第27頁/共50頁機(jī)遇（Chance）：“隨機(jī)誤差（Randomerror）偏倚（Bias）：“系統(tǒng)誤差（Systematicerror）偏倚和機(jī)遇第28頁/共50頁指流行病學(xué)研究的設(shè)計(jì)、實(shí)施和評價(jià)階段，由于研究方法的缺陷或錯(cuò)誤，使研究結(jié)果系統(tǒng)地偏離真實(shí)值。偏倚的概念第29頁/共50頁偏倚的種類選擇偏倚（selectionbias）信息偏倚（informationbias）混雜偏倚（confoundingbias）虛假聯(lián)系（spuriousassociation）間接聯(lián)系（indirectassociation）第30頁/共50頁即是從統(tǒng)計(jì)學(xué)聯(lián)系的表面現(xiàn)象中，剔除虛假聯(lián)系和間接聯(lián)系，凸現(xiàn)出真正的病因聯(lián)系。因果推斷的目的第31頁/共50頁隨機(jī)誤差確定暴露和疾病是否存在統(tǒng)計(jì)學(xué)聯(lián)系無統(tǒng)計(jì)學(xué)聯(lián)系是否偏倚所致？非因果聯(lián)系確定偏倚種類選擇偏倚？信息偏倚？混雜偏倚？重新設(shè)計(jì)研究或進(jìn)行調(diào)整因果關(guān)系及其推論過程無有克服偏倚的影響第32頁/共50頁確定暴露和疾病是否存在統(tǒng)計(jì)學(xué)聯(lián)系有統(tǒng)計(jì)學(xué)聯(lián)系是否偏倚所致？是否符合因果推論的原則確定偏倚種類選擇偏倚？信息偏倚？混雜偏倚？重新設(shè)計(jì)研究或進(jìn)行調(diào)整因果關(guān)系及其推論過程無有克服偏倚的影響非因果聯(lián)系因果聯(lián)系否是第33頁/共50頁RobertKoch(1843-1910)確定了結(jié)核桿菌和霍亂弧菌1905年諾貝爾生理學(xué)醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)確定微生物為致病因子時(shí)，Henle-Koch提出4條原則因果推斷標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展第34頁/共50頁該種微生物只能發(fā)現(xiàn)于該種疾病的病人體內(nèi)(必要病因)；而不能發(fā)現(xiàn)于其他疾病的病人或健康人體內(nèi)（效應(yīng)特異性）；該病原體能從患者體內(nèi)獲得純培養(yǎng)；純培養(yǎng)的微生物接種易感動(dòng)物能引起該種疾病(充分病因)；從被感染病的動(dòng)物體內(nèi)分離出該病原體。Henle-Koch原理（1882）第35頁/共50頁第36頁/共50頁1、聯(lián)系的時(shí)間順序（timesequenceofassociation）前“因”→后“果”。暴露因素出現(xiàn)在前，發(fā)病或死亡或其它結(jié)局出現(xiàn)在后，這是判斷因果關(guān)聯(lián)的一個(gè)必要條件。因果推斷的標(biāo)準(zhǔn)Onlycriterionwhichisfundamentaltopostulatingcauseandeffectrelationship。第37頁/共50頁第38頁/共50頁2、關(guān)聯(lián)的強(qiáng)度(strengthofassociation)

關(guān)聯(lián)強(qiáng)度一般用相對危險(xiǎn)度（RR）或替代值比值比（OR）。當(dāng)相對危險(xiǎn)度越大時(shí)，該關(guān)聯(lián)有因果關(guān)系的可能性越大。Smoking>20cigarettes/dlaryngealcancer(RR=20)

Notallstrongassociationsarecausal

Downssyndromeandbirthrank(confounder)Weakassociationsdonotruleoutcausality

passivesmokingandlungcancer(RR=1.4)第39頁/共50頁3、關(guān)聯(lián)的可重復(fù)性（consistencyofassociation）同一暴露因素與疾病的關(guān)聯(lián)，在不同時(shí)間、不同地區(qū)以及不同的人群中由不同的研究者獲得同樣的或類似的結(jié)果?！扒笸ā盨mokingandlungcancer

>100studiesoverlast30yearsdemonstrateincreasedrisk

Lackofconsistencydoesnotruleoutcausality

bloodtransfusionnotalwaysariskforHIV:virusmustbepresent

Consistencymayonlybeapparentwhenallrelevantdetailsofcauseareunderstood(seldomthecase)第40頁/共50頁4、關(guān)聯(lián)的合理性（biologicalplausibilityofassociation）疾病與暴露因素的關(guān)聯(lián)能夠用現(xiàn)有的醫(yī)學(xué)和其他自然科學(xué)知識進(jìn)行合理的解釋。Consistencywith

current

biologicalknowledgeaboutthedisease,

butbasedonpriorbeliefsorknowledge:第41頁/共50頁5、研究的因果論證強(qiáng)度（demonstrabilityforcausality）

實(shí)驗(yàn)性研究>觀察性研究有對照>無對照以個(gè)體為分析單位>以群組為分析單位第42頁/共50頁

流行病學(xué)研究實(shí)例1951-1961年間，在西歐諸國家，特別是德國和英國等國，新生兒患短肢畸形明顯增加。其臨床特點(diǎn)是四肢缺損，故稱為“短肢畸形”或“海豹肢畸形”，還可發(fā)生無耳、無眼、缺腎、心臟畸形等。當(dāng)時(shí)即引起醫(yī)學(xué)界的關(guān)注。1959年前很少有記錄，之后有較多的記錄，1960年明顯增加。1961年開始懷疑與反應(yīng)停有關(guān)。第43頁/共50頁第44頁/共50頁國家反應(yīng)停銷售量(公斤)短肢畸形例數(shù)葡