流行病学第十章 病因及病因推断

1、病因及病因推断Cause of Disease and Causal Inference南京医科大学公共卫生学院流行病与卫生统计学系南京医科大学公共卫生学院流行病与卫生统计学系地址：地址：南京市汉中路140号一号教学楼（南）307-1（210029）电话：电话：86-25-86862815 (o)(m) 电邮：电邮： 喻 荣 彬流行病学教学工作室流行病学教学工作室喻荣彬喻荣彬 Copyright by Rongbin Yu1 1、谈谈你对因果联系的认识？如何确认因果联系？、谈谈你对因果联系的认识？如何确认因果联系？2 2、SARSSARS的病因是什么？如何确认的病因是

2、什么？如何确认SARSSARS的病因？的病因？3 3、肺癌的病因是什么？如何进行肺癌的病因研究？、肺癌的病因是什么？如何进行肺癌的病因研究？4 4、如何确认吸烟和肺癌之间是否存在病因关系？、如何确认吸烟和肺癌之间是否存在病因关系？问题与讨论流行病学教学工作室流行病学教学工作室喻荣彬喻荣彬 Copyright by Rongbin Yu 概述 第一节 病因的概念及病因模型 第二节 因果推断的逻辑方法 第三节 统计学联系和因果联系 总结 第四节 因果联系的推断标准讲课提纲流行病学教学工作室流行病学教学工作室喻荣彬喻荣彬 Copyright by Rongbin Yu 当确切掌握疾病和健康状态的当确

3、切掌握疾病和健康状态的“三间分布三间分布”态势后，态势后，必然要联想到以下三个问题：必然要联想到以下三个问题：Why流行病学教学工作室流行病学教学工作室喻荣彬喻荣彬 Copyright by Rongbin Yu 什么是因果关系？什么是因果关系？ 什么是病因？什么是病因？流行病学教学工作室流行病学教学工作室喻荣彬喻荣彬 Copyright by Rongbin Yu Aristotle的四原因说 形式因质料因动（作用）因目的因形式因质料因动（作用）因目的因 Bacon F的决定论的因果观 一定的原因必定导致一定的结果一定的原因必定导致一定的结果 因果观的发展流行病学教学工作室流行病学教学工作室

4、喻荣彬喻荣彬 Copyright by Rongbin Yu Hume的经验论因果观单纯的经验重复观察并不能保证一定的结果单纯的经验重复观察并不能保证一定的结果必定会出现，即经验证据不具有逻辑必然性。必定会出现，即经验证据不具有逻辑必然性。根据经验来的一切推论都是习惯的结果而不根据经验来的一切推论都是习惯的结果而不是理性的结果是理性的结果 。 概率论因果观一定的原因可能导致一定的结果，原因就是一定的原因可能导致一定的结果，原因就是使结果发生概率升高的事件或特使结果发生概率升高的事件或特 征。征。流行病学教学工作室流行病学教学工作室喻荣彬喻荣彬 Copyright by Rongbin Yu流行

5、病学教学工作室流行病学教学工作室喻荣彬喻荣彬 Copyright by Rongbin YuAgentHuman beingAgentHostEnvironmentBiological ModelGorden TriadMonocausality (15-19th century)流行病学教学工作室流行病学教学工作室喻荣彬喻荣彬 Copyright by Rongbin Yu流行病学教学工作室流行病学教学工作室喻荣彬喻荣彬 Copyright by Rongbin Yu流行病学教学工作室流行病学教学工作室喻荣彬喻荣彬 Copyright by Rongbin YuModel of Diseas

6、eEnvironmentAgentHostEpidemiological Triad流行病学教学工作室流行病学教学工作室喻荣彬喻荣彬 Copyright by Rongbin YuCommunicable Disease ModelEpidemiologicTriangleModel流行病学教学工作室流行病学教学工作室喻荣彬喻荣彬 Copyright by Rongbin YuCommunicable Disease Model Agent the element that must be present in order for the diseases to occur.流行病学教学工作室

7、流行病学教学工作室喻荣彬喻荣彬 Copyright by Rongbin YuCommunicable Disease ModelAgentHost- any susceptible organism invaded by an infectious agent流行病学教学工作室流行病学教学工作室喻荣彬喻荣彬 Copyright by Rongbin YuCommunicable Disease ModelAgentHostEnvironment - all other factors that inhibit or promote disease transmission.流行病学教学工作室

8、流行病学教学工作室喻荣彬喻荣彬 Copyright by Rongbin YuHuman OrganismGenetic CodesSocial / Psychological EnvironmentChemical EnvironmentBiological EnvironmentPhysical Environment流行病学教学工作室流行病学教学工作室喻荣彬喻荣彬 Copyright by Rongbin YuNoncommunicable Disease Model流行病学教学工作室流行病学教学工作室喻荣彬喻荣彬 Copyright by Rongbin YuNoncommunicab

9、le Disease Model流行病学教学工作室流行病学教学工作室喻荣彬喻荣彬 Copyright by Rongbin YuNoncommunicable Disease Model流行病学教学工作室流行病学教学工作室喻荣彬喻荣彬 Copyright by Rongbin YuNoncommunicable Disease Model流行病学教学工作室流行病学教学工作室喻荣彬喻荣彬 Copyright by Rongbin Yu社会经济因素社会经济因素生物学因素生物学因素环境因素环境因素心理、行为因素心理、行为因素卫生保健因素卫生保健因素医学生物学因素医学生物学因素（致病机制）（致病机制）

10、远因远因近因近因疾病疾病流行病学教学工作室流行病学教学工作室喻荣彬喻荣彬 Copyright by Rongbin Yu流行病学教学工作室流行病学教学工作室喻荣彬喻荣彬 Copyright by Rongbin Yu环境因素环境因素社会因素社会因素卫生保健卫生保健肝癌肝癌乙肝乙肝病毒病毒感染感染黄曲黄曲霉毒霉毒素素不洁不洁饮水饮水流行病学教学工作室流行病学教学工作室喻荣彬喻荣彬 Copyright by Rongbin Yu流行病学教学工作室流行病学教学工作室喻荣彬喻荣彬 Copyright by Rongbin YuBEINGS ModelPreventable causes of dise

11、aseiologic factors and Behavioral factorsnvironmental factorsmmunologic factorsutritional factorsenetic factorservices, Social factors, and Spiritual factors流行病学教学工作室流行病学教学工作室喻荣彬喻荣彬 Copyright by Rongbin Yun Lilienfeld 概率病因学说 那些能使人们发病概率增加的因子，就可以认为有病因那些能使人们发病概率增加的因子，就可以认为有病因关系存在；当它们之中一个或多个不存在时，疾病频率就关系

12、存在；当它们之中一个或多个不存在时，疾病频率就下降。下降。 A causal relationship would be recognized to exist whenever evidence indicates that the factors form part of the complex of circumstances that increases the probability of the occurrence of disease and that a diminution of one or more of these factors decreases the freq

13、uency of that disease. 流行病学教学工作室流行病学教学工作室喻荣彬喻荣彬 Copyright by Rongbin Yu流行病学教学工作室流行病学教学工作室喻荣彬喻荣彬 Copyright by Rongbin Yun人群发病概率人群发病概率, 其含义是要观察一个较大样本的人群其含义是要观察一个较大样本的人群, 不是一个人。不是一个人。n人群发病概率，是指要观察人群的发病率。人群发病概率，是指要观察人群的发病率。n从公共卫生和预防医学角度提出，有利于疾病的预防从公共卫生和预防医学角度提出，有利于疾病的预防与控制。与控制。流行病学教学工作室流行病学教学工作室喻荣彬喻荣彬 C

14、opyright by Rongbin Yun MacMahon的因果关联定义 事件或特征类别之间的一种关联，改变某一类别（事件或特征类别之间的一种关联，改变某一类别（X）的频率或特性，就会引起另一类别（的频率或特性，就会引起另一类别（Y）的频率或特性）的频率或特性的改变，这样的改变，这样X就是就是Y的原因。的原因。nBeaglehole的病因定义（1993）病因是在引起疾病中起重要作用的事件、条件或特征，病因是在引起疾病中起重要作用的事件、条件或特征，或者这些因素的综合。或者这些因素的综合。流行病学教学工作室流行病学教学工作室喻荣彬喻荣彬 Copyright by Rongbin Yun必要

15、病因必要病因：指有相应的疾病发生，以前必定（概率为：指有相应的疾病发生，以前必定（概率为100%100%）有该病因存在。）有该病因存在。n充分病因充分病因：指有该病因存在，必定（概率为：指有该病因存在，必定（概率为100%100%）导）导致疾病发生。致疾病发生。n促成病因促成病因：某因素的存在，可能导致某病的概率增加，：某因素的存在，可能导致某病的概率增加，但该病的发生并非一定具有该因素。但该病的发生并非一定具有该因素。流行病学教学工作室流行病学教学工作室喻荣彬喻荣彬 Copyright by Rongbin Yu因因果果1 1果果2 2果果3 3吸烟吸烟肺癌肺癌冠心病冠心病慢支慢支流行病学教

16、学工作室流行病学教学工作室喻荣彬喻荣彬 Copyright by Rongbin Yu因因2 2因因3 3因因1 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、大肠癌流行病学教学工作室流行病学教学工作室喻荣彬喻荣彬 Copyright by Rongbin Yu吸烟接触石棉吸烟接触石棉肺癌肺癌未免疫机体遭受深部创伤被土壤中破伤风杆菌污染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破伤风繁殖 破伤风破伤风感染病毒感染病毒 感冒感冒 诱发结核诱发结核 运用链霉素运用链

17、霉素 超量超量使用链霉素使用链霉素 耳聋耳聋流行病学教学工作室流行病学教学工作室喻荣彬喻荣彬 Copyright by Rongbin Yu 危险因素（risk factor）那些和疾病之间存在统计学正关联，但既不是疾病发生那些和疾病之间存在统计学正关联，但既不是疾病发生的必要条件，又不是疾病发生的充分条件的因素。的必要条件，又不是疾病发生的充分条件的因素。 保护因素（protective factor）两组重要的概念 疾病（disease，D） 暴露（exposure，E） 指人体接触某种物理、化学或生物性物质，或具备状态，指人体接触某种物理、化学或生物性物质，或具备状态，或具备某种特征。或

18、具备某种特征。DE流行病学教学工作室流行病学教学工作室喻荣彬喻荣彬 Copyright by Rongbin Yu流行病学教学工作室流行病学教学工作室喻荣彬喻荣彬 Copyright by Rongbin Yu描述（频度和分布 ）描述性研究描述性研究积累分布数据积累分布数据探索流行因素探索流行因素或者根据已有的知识或者根据已有的知识 形成假设逻辑推理逻辑推理（Mills 准则）准则）检验假设 病例对照研究病例对照研究队列研究队列研究实验研究实验研究是否符合实际？是否符合实际？ 因果推断 结合各方面因结合各方面因素进行综合分素进行综合分析、推断析、推断 流行病学教学工作室流行病学教学工作室喻荣彬

19、喻荣彬 Copyright by Rongbin Yu流行病学教学工作室流行病学教学工作室喻荣彬喻荣彬 Copyright by Rongbin Yu流行病学教学工作室流行病学教学工作室喻荣彬喻荣彬 Copyright by Rongbin Yu时间分布流行病学教学工作室流行病学教学工作室喻荣彬喻荣彬 Copyright by Rongbin Yu时间分布流行病学教学工作室流行病学教学工作室喻荣彬喻荣彬 Copyright by Rongbin Yu地区分布流行病学教学工作室流行病学教学工作室喻荣彬喻荣彬 Copyright by Rongbin Yu人群分布流行病学教学工作室流行病学教学工作

20、室喻荣彬喻荣彬 Copyright by Rongbin Yu流行病学教学工作室流行病学教学工作室喻荣彬喻荣彬 Copyright by Rongbin Yu 关联关联(association)：是流行病学上的术语，指两个是流行病学上的术语，指两个二二 分变量分变量之间有无关系之间有无关系 相关相关(correlation)：是统计学术语，指两个是统计学术语，指两个连续性变连续性变 量量之间的关系之间的关系n 统计学联系 关联相关关联相关流行病学教学工作室流行病学教学工作室喻荣彬喻荣彬 Copyright by Rongbin YuExposureDiseaseTotalYesNoYesABA

21、+BNoCDC+DTotalA+CB+DA+B+C+DDBBCAA and DCCBAA and 流行病学教学工作室流行病学教学工作室喻荣彬喻荣彬 Copyright by Rongbin YuDBBCAADCCBAAIfThen, the association between exposure and disease is significant.ExposureDiseaseTotalYesNoYesABA+BNoCDC+DTotalA+CB+DA+B+C+D流行病学教学工作室流行病学教学工作室喻荣彬喻荣彬 Copyright by Rongbin Yun 任何因素和疾病之间的任何因素和

22、疾病之间的统计学联系统计学联系都有可能是都有可能是病因病因、机遇机遇和和偏倚偏倚三者或之一、之二造成。三者或之一、之二造成。流行病学教学工作室流行病学教学工作室喻荣彬喻荣彬 Copyright by Rongbin Yun 指流行病学研究的设计、实施和评价阶段，由于研究指流行病学研究的设计、实施和评价阶段，由于研究方法的缺陷或错误，使研究结果系统地偏离真实值。方法的缺陷或错误，使研究结果系统地偏离真实值。 偏倚（偏倚（Bias）：系统误差（：系统误差（systematic error） 机遇（机遇（Chance）：）：随机误差（随机误差（random error）偏倚的概念流行病学教学工作室流

23、行病学教学工作室喻荣彬喻荣彬 Copyright by Rongbin Yu偏倚的种类选择偏倚（selection bias）信息偏倚（information bias）混杂偏倚（confounding bias）虚假联系虚假联系（spurious association）间接联系间接联系（indirect association）流行病学教学工作室流行病学教学工作室喻荣彬喻荣彬 Copyright by Rongbin Yu随机误差随机误差确定暴露和疾病是否存在统计学联系无统计学联系是否偏倚所致？是否偏倚所致？非因果联系非因果联系确定偏倚种类确定偏倚种类选择偏倚？选择偏倚？信息偏倚？信息偏倚

24、？混杂偏倚？混杂偏倚？重新设计研究或进行调整重新设计研究或进行调整无有克服偏倚的影响无统计学联系流行病学教学工作室流行病学教学工作室喻荣彬喻荣彬 Copyright by Rongbin Yu确定暴露和疾病是否存在统计学关联有统计学联系是否偏倚所致？是否偏倚所致？是否符合因果推论的原则是否符合因果推论的原则确定偏倚种类确定偏倚种类选择偏倚？选择偏倚？信息偏倚？信息偏倚？混杂偏倚？混杂偏倚？重新设计研究或进行调整重新设计研究或进行调整无有克服偏倚的影响非非因因果果联联系系因果联系否是有统计学联系流行病学教学工作室流行病学教学工作室喻荣彬喻荣彬 Copyright by Rongbin Yu病因推

25、断的依据病因推断的依据流行病学教学工作室流行病学教学工作室喻荣彬喻荣彬 Copyright by Rongbin Yu1. 此种微生物必然存在于患病动物体内，但不应出现在此种微生物必然存在于患病动物体内，但不应出现在健康动物内；健康动物内；2. 此种微生物必然能被分离出来并能在培养基上生长；此种微生物必然能被分离出来并能在培养基上生长；3. 将分离出的微生物接种于健康宿主时，必然能导致同将分离出的微生物接种于健康宿主时，必然能导致同种疾病；种疾病；4. 从患病宿主体内又必然能分离出此种微生物。从患病宿主体内又必然能分离出此种微生物。 Henle-Koch准则（准则（Kochs Postulat

26、e，1882）流行病学教学工作室流行病学教学工作室喻荣彬喻荣彬 Copyright by Rongbin Yu1. 关联的时间顺序（关联的时间顺序（temporality）：）：从从“因因” “果果”2. 关联的强度关联的强度(strength of association) 关联强度一般用相对危险度（关联强度一般用相对危险度（RR）或替代值比值）或替代值比值 比（比（OR） 来表示来表示3. 剂量反应关系（剂量反应关系（dose-response relationship） 关联强度的一种特殊表现形式关联强度的一种特殊表现形式4. 暴露和疾病分布的一致性（符合性，暴露和疾病分布的一致性（符合

27、性，coherence） 因子和疾病分布的符合性因子和疾病分布的符合性流行病学教学工作室流行病学教学工作室喻荣彬喻荣彬 Copyright by Rongbin Yu5. 重复性，或称重复性，或称“关联的一致性关联的一致性”（consistency） “求同法求同法”原则，不同场合的共性原则，不同场合的共性6. 关联的合理性（关联的合理性（plausibility） 也即也即“言之有理言之有理”：医学上和生物学上的可能性：医学上和生物学上的可能性7. 暴露的终止效应（暴露的终止效应（cessation effects of exposure） 也即因子去除效应的符合。也即因子去除效应的符合。L

28、inienfeld多病因学说多病因学说8. 关联的特异性（关联的特异性（specificity） 指因果一一对应关系指因果一一对应关系9. 研究的因果论证强度研究的因果论证强度流行病学教学工作室流行病学教学工作室喻荣彬喻荣彬 Copyright by Rongbin Yu研究设计类型与因果论证强度 流行病学教学工作室流行病学教学工作室喻荣彬喻荣彬 Copyright by Rongbin Yu流行病学教学工作室流行病学教学工作室喻荣彬喻荣彬 Copyright by Rongbin Yu3.451.459.3143.9217.3050100150200250NeverSmoked1/2Pack

29、/Day1/2-1Pack/Day1-2Packs/Days2+Packs/DayMortality Rate per100,000 Person-YearsAge-standardized death rates due to well-established cases of bronchogenic carcinomaAdapted from Hammond EC, Horn D: JAMA 166:1294-1308, 1958.)流行病学教学工作室流行病学教学工作室喻荣彬喻荣彬 Copyright by Rongbin Yu流行病学教学工作室流行病学教学工作室喻荣彬喻荣彬 Copyr

30、ight by Rongbin Yun1951-1961年间，在西欧诸国家，特别是德国和英国年间，在西欧诸国家，特别是德国和英国等国，新生儿患短肢畸形明显增加。其临床特点是四等国，新生儿患短肢畸形明显增加。其临床特点是四肢缺损，故称为肢缺损，故称为“短肢畸形短肢畸形”或或“海豹肢畸形海豹肢畸形”，还，还可发生无耳、无眼、缺肾、心脏畸形等。当时即引起可发生无耳、无眼、缺肾、心脏畸形等。当时即引起医学界的关注。医学界的关注。n1959年前很少有记录，之后有较多的记录，年前很少有记录，之后有较多的记录，1960年明年明显增加。显增加。1961年开始怀疑与反应停有关。年开始怀疑与反应停有关。流行病学教

31、学工作室流行病学教学工作室喻荣彬喻荣彬 Copyright by Rongbin Yu国国 家家反应停销售量反应停销售量(公斤公斤)短肢畸形例数短肢畸形例数葡萄牙葡萄牙37 2瑞瑞 士士1136奥地利奥地利2078挪挪 威威6011 荷荷 兰兰14025英英 国国25826比利时比利时5769349德德 国国300995000流行病学教学工作室流行病学教学工作室喻荣彬喻荣彬 Copyright by Rongbin Yu反应停销量短肢畸形例数20151051501005019581959196019611962反应停销量（占销售总量的比例）短肢畸形例数年份西德反应停销量与短肢畸形例数的关系流行

32、病学教学工作室流行病学教学工作室喻荣彬喻荣彬 Copyright by Rongbin Yu服用反应停史服用反应停史畸形儿的母亲畸形儿的母亲对照对照合合 计计有有34 (68.0%)2 (2.2%)36无无1688104合计合计5090140269.40, P 0.001, OR93.5流行病学教学工作室流行病学教学工作室喻荣彬喻荣彬 Copyright by Rongbin Yu孕妇使用反应孕妇使用反应停史停史患肢体缺陷儿童数患肢体缺陷儿童数(%)无肢体缺陷无肢体缺陷的儿童数的儿童数合计合计怀孕后怀孕后0-8周周用过用过10 （42）1424早期未用过早期未用过51（0.24）21,4342

33、1,485RR 175.0，P 0.001流行病学教学工作室流行病学教学工作室喻荣彬喻荣彬 Copyright by Rongbin Yun1961年年12月后西德市场停止出售反应停，从月后西德市场停止出售反应停，从1962年中年中出生的儿童便很少发生这种畸形。这亦可看作出生的儿童便很少发生这种畸形。这亦可看作“干预干预研究研究”的例子。的例子。n反应停灾难事件反生后，不少国家建立了先天性畸形反应停灾难事件反生后，不少国家建立了先天性畸形监测系统，加强了药物流行病学研究，改进药物筛选监测系统，加强了药物流行病学研究，改进药物筛选方案，生产与管理方法。方案，生产与管理方法。流行病学教学工作室流行

34、病学教学工作室喻荣彬喻荣彬 Copyright by Rongbin Yun 任何因素和疾病之间的统计学联系都有可能是任何因素和疾病之间的统计学联系都有可能是病因病因、机遇机遇和和偏倚偏倚三者或之一、之二造成。三者或之一、之二造成。流行病学教学工作室流行病学教学工作室喻荣彬喻荣彬 Copyright by Rongbin Yu试题分析1、病因、病因2、统计学关联、统计学关联3、暴露、暴露4、危险因素、危险因素流行病学教学工作室流行病学教学工作室喻荣彬喻荣彬 Copyright by Rongbin Yu1、流行病学病因研究中的偏倚，可概括地分 ， 和 三类。2、Mill准则包括 ， ， 和 。流行病学教学工作室流行病学教学工作室喻荣彬喻荣彬 Copyright by Rongbin Yu1、因果关联是指 A