流行病—病例对照研究1.ppt

1、流行病与卫生统计学教研室 张东峰,病例对照研究 case control study,描述流行病学 分析流行病学,研 究 方 法,观 察 法,实 验 法,数 理 法,实验流行病学,理论流行病学,病例对照研究 队列研究,临床试验 现场试验 社区干预项目,产生假设,检验假设,验证假设,横断面调查 监测 生态学研究,第一节 概述 第二节 病例对照研究的类型 第三节 实例 第四节 病例对照研究的实施 第五节 数据资料的整理与分析 第六节 偏倚及其控制 第七节 优缺点 第八节 小结,第一节 概述,一、基本概念：选择患有某特定疾病的病人作为病例，以不患有该病但具有可比性的个体作为对照，调查他们发病前对某个

2、（些）因素的暴露情况，比较两组中暴露率和暴露水平的差异，研究该疾病与这个（些）因素的关系,暴露 研究对象曾经接触过某些因素，或具备某些特征，或处于某种状态，这些因素或状态即为暴露因素，它可以是有害的，也可以是有益的，也叫研究变量,第一节 概述,例如，对一组肺癌病人（病例组）和一组未患肺癌但有可比性的人（对照组）调查他们的吸烟（暴露）历史（可包括现在吸烟否，过去吸过烟否，开始吸烟年龄，吸烟年数，最近每天吸烟支数；如已戒烟则为戒烟前每日吸烟支数，已戒烟年数，等等）。其目的为通过比较两组吸烟史的差别，检验吸烟（可疑病因）与疾病（肺癌）有因果联系的假设。这就是病例对照研究。,第一节 概述,二、特 点,

3、1 属于观察法 研究者不给研究对象以任何干预，而只是客观地收集对象的暴露情况。病例对照是自然形成的。 2 设立对照 有单独设立的，由未患所研究疾病的人组成的，供病例组作比较的对照组。 3 观察方向由“果”至“因” 研究者面对的是病因作用的结果。 4 研究方向是纵向的、回顾性的。 暴露与否已成事实。研究者不能主动控制病例组和对照组对危险因素的暴露。 5 难以证实因果关系。,第一节 概述,图1 病例对照研究原理示意图,调查方向：收集回顾性资料,比较 人数 暴露 疾病,病例,对照,+,+,a,c,b,d,第一节 概述,第二节 病例对照研究的类型,（一）病例与对照不匹配 在设计所规定的病例和对照人群中

4、，分别抽取一定量的研究对象，一般对照数目应等于或多于病例人数。此外没有其它任何限制与规定。,（二 ）匹配病例对照研究,1.匹配的概念 匹配(matching)又称配比，是以对结果有干扰作用的某些因素或特征作为匹配因素，使对照组与病例组在匹配因素上保持相同的一种限制方法。即要求对照在某些因素或特征上与病例保持一致。 2. 匹配的目的：可以消除匹配因素的作用(匹配因素即混杂因素)，从而清楚地表明研究因素与疾病的关系；还可以用较小的样本增加分析时的统计学检验能力，提高流行病学效率。,3.匹配法（matching）,频数匹配（又称成组匹配）： 匹配因素所占的比例在对照组与病例组一致 个体匹配： 给每一

5、个病例选择一个或几个对照，配成对（pair）或配成伍，使对照在某些因素或特征（如年龄、性别等）方面与其相配的病例相同或基本相同,4.匹配法注意事项 ： 慎重选择匹配因素 可疑病因决不能作为匹配因素 比例一般为1:1，也可以 1:2，甚至1:3或 1:4，最多不超过1:4 匹配的因素不宜过多 ，避免发生“匹配过度（overmatching）” 增加工作的难度,匹配过头(overmatching): 把不必要的项目列入匹配，企图使病例与对照尽量一致，就可能徒然丢失信息，增加工作难度，结果反而降低了研究效率。这种情况称为匹配过头 。,（三）病例对照研究的衍生类型,1.巢式病例对照研究 基本原理 按队

6、列研究方式进行 选择一队列，收集基线资料，采集所研究的生物学标志的组织或体液标本储存备用 随 访 随访到出现能满足病例对照研究样本量的病例数为止,匹配 按病例进入队列的时间、疾病出现时间与性别、年龄等匹配条件，从同一队列选择1个或数个非病例作对照，抽取病例与对照的基线资料并检测收集的标本 资料处理 按匹配病例对照研究方法处理资料,1992年巢式病例对照研究: 上海地区肝癌与尿中黄曲霉素生物学标志关系 18244名中年男性队列中发现22例肝癌 每例配5或10个对照 检测研究开始时的尿样： 发现黄曲霉素B1及其代谢产物和DNA加成物的OR值经 调整混杂因素后，为3.8(1.212.2)。 黄曲霉素

7、作为肝癌致病因素最直接的证据,病例-队列研究（case-cohort study）,基本原理 研究开始时，在队列中随机选取一组样本作为对照组 观察结束时，队列中出现被研究疾病所有病例作病例组 与随机对照组进行比较 这种研究模式，可同时研究几种疾病，不同疾病有不同病例组，但对照组都是同一组随机样本,病例-队列与巢式病例对照研究的区别 对照是随机选取，不与病例进行匹配 随机对照组中成员如发生被研究疾病，既为对照，又同时为病例 1个随机对照组可以同时和几个病例组比较分析,病例-队列与巢式病例对照研究的优点 因果关系清楚 资料可靠 论证强度高 省时省力省钱 适合于分子流行病学研究,病例病例研究（cas

8、e case study）,背 景 1994年Piegorseh、Begs等提出 遗传与环境的关系 交互作用 病例对照研究和队列研究的效率费用 应用前提条件 在正常人群中基因型与环境暴露各自独立发生 所研究疾病为罕见病(此时可用OR来估计RR值),基本原理,研究示意图,单纯病例研究,环境暴露,基因型,病人,+,-,+,-,+,-,OR=ad/bc 当ORge1时, 有正相乘模型交互作用 当ORge=1时, 无相乘模型交互作用 当ORge1时, 有负相乘模型交互作用,E+,E-,G-,G+,b,a,d,c,表5-1 环境暴露与基因型,病例交叉研究(case-crossover design),解

9、决问题 1991年美国Maclure提出病例交叉设计 日常生活中一些突发事件之后,常会伴随某些结果的发生。究竟是这些突发事件导致了结果的发生,还是仅仅由于机会所致?,基本原理,暴露与某急性事件有关 比较相同研究对象暴露情况 在急性事件发生前一段时间与未发生事件的某段时间 如果暴露与少见的事件(或疾病)有关,那么刚好在事件发生前一段时间内的暴露频率应该高于更早时间内的暴露频率。,研究对象 病例和对照,两部分的信息均来自于同一个体 病例部分“ 危险期,疾病或事件发生前的一段时间 “对照部分” 对照期,危险期外特定的一段时间 研究是对个体危险期和对照期内的暴露信息进行比较,应用病例-交叉设计研究移动

10、电话使用与车祸发生关系。以699 例车祸病例为研究对象,调查发现他们在车祸发生一周内共打过20 513次电话,发生车祸前10min内(risk period) 24.32%打过电话, 车祸发生一周前的10min内(control period)5.29%打过电话。配对分析结果OR 值为6.5(95 %CI:4.510.0) 。,第三节 实例,（年轻女性阴道腺癌与母亲妊娠期服用乙烯雌酚的关系） 研究背景 研究步骤 研究结果,研究背景,美国波士顿Vincent纪念医院妇产科医生Herbst在发现，19661969年收治7例阴道腺癌患者，均为15岁22岁女青年。通常阴道癌占女性生殖系统癌的2%，阴道

11、腺癌仅占阴道癌的5%10%，非常罕见，而这7例全是腺癌；过去年龄均大于25岁，而这7例全在15岁22岁之间。,研究步骤,Herbst对阴道腺癌危险因素进行探索 7例病人加上另一个医院的例阴道腺癌患者作为病例组 每个病人配4个对照，共32个对照 调查员用标准调查表对病例、对照与她们的母亲进行了调查，经统计学处理后的主要结果见表1,研究结果,研究结果,在比较的因素中，只有三个因素有显著差别 母亲怀孕期间使用过己烯雌酚激素治疗 (P0.00001) 母亲以前流产史(P0.01) 此次怀孕阴道出血史(P0.05) 因有后两个因素存在才使用己烯雌酚治疗 做出结论：母亲在妊娠早期服用己烯雌酚使她们在子宫中

12、的女儿以后发生阴道腺癌的危险性增加,第四节 病例对照研究的实施,一、提出假设 二、选择适宜的对照形式 三、病例与对照的来源与选择 四、样本含量的估计 五、资料的来源与收集,一 提出假设 根据以往疾病分布研究或现况调查结果并结合文献，提出病因假设,二 明确研究目的，选择适宜的对照形式 原则 广泛探索病因，采用不匹配或频数匹配 罕见病采用个体匹配 1:R的匹配法，R值不宜超过4 形式 成组比较法 匹配法,三 病例与对照的选择 基本原则 代表性 病例能代表总体的病例 对照能代表产生病例的总体人群或源人群 可比性 两组主要特征方面无明显差异,病例的选择,1.要求 诊断可靠，尽量使用金标准 选择确诊的新

13、病例 2.来源 总体人群中的全部病例或者随机样本人群中的全部病例 医院住院或门诊的病例,对照的选择,1.要求 候选对象必须来自产生病例的总体 对照一旦发生所研究的疾病便成为病例 组的研究对象 2.来源 研究的总体人群或抽样人群中具有代表性的 非病例 医院中患有其他疾病的病人 亲属、邻居、同事、同学等,四 样本含量的估计 （一）有关参数 （二）估计方法 （三）举例,（一）有关参数 病例组的暴露率（P1 ）和对照组暴露（P0 ） 优势比（odds ratio, OR） 值 把握度1-,（二）方法 查表法 公式法： 近似公式：,（三）举例 为研究西安市肺癌与吸烟的关系，欲进行一次病例对照研究。已知西

14、安市普通人群中吸烟率 P0为30%，OR为5.0，为0.05，把握度为0.90 、值查表，Z为1.64， Z为1.28,代入公式得： 病例组与对照组，各需28人 代入近似公式计算，所得结果与原公式接近,五 资料来源与收集 （一）资料来源 （二）调查的含义及实施时遵循的原则 （三）调查表,（一）资料来源 医院病案记录，疾病登记报告等摘录 检测病人的标本或病人的环境获得 对病例或对照的询问调查中取得,（二）调查的含义及实施时遵循的原则 含义 是信息传达、接受和反映的过程，是属于行为科学的范畴 ，被调查者要通过感受、回忆、思维、联想和反映等过程来回答问题 原则 调查表的设计需要各专家参加讨论 调查员

15、要经过严格的培训 调查员手册 监督与审查,（三）调查表 定义 也称“调查问卷”，通过把拟收集的数据项目用 恰当的措词构成一系列问题的答卷，是资料收集的最主要工具 内容 调查表的名称、编号 一般项目:姓名、性别、民族等 研究项目：研究变量，疾病史、吸烟史等 结尾部分：调查员签名、调查日期等,均衡性检验 计算OR 分层分析与多因素分析 推论因素与疾病关联,第五节资料整理与分析,一 均衡性检验 比较病例组与对照组在研究因素以外的其他主要特征方面有否可比性，两组非研究因素均衡，其暴露率的差异与发病有关,二 计算OR OR 又称优势比，比值比，交叉乘积比指病例组中暴露人数与非暴露人数的比值除以对照组中暴

16、露人数与非暴露人数的比值 公式 OR：(a/c)/(b/d)=ad/bc,OR特点 与RR一样，优势比反映暴露者患某种疾病的危险性较无暴露者高的程度 如果能满足2个条件 所研究疾病的发病率（死亡率）很低 病例对照研究中所选择的研究对象代表性好 OR RR,（一）成组比较法分析 2 检验 传统的四格表的专用公式 antel-Haenszel (M-H)方法 OR计算与可信限的估计及其意义,OR 95%C.I.=,例 ：食管癌发病因素的研究,95%的可信范围是在2.183.78之间,1. 2 检验四格表的专用公式 M-H法公式,其中E() 为a的期望值；V()为a的方差,两种方法计算结果一致，表明

17、吸烟与食管癌有联系，但联系强度如何，要计算OR,2.OR计算与可信限的估计及其意义 Miettinen法的OR可信限： 结果表明吸烟者患食管癌的危险性是不吸烟者的2.87倍，95%的可信范围是在2.183.78之间,（二）1:1配对资料的分析 匹配资料是由病例与对照结合成对子，列成表4的格式，表内的数字a、b、c、d 是病例与对照配成对的对子数 1：1配对研究中疾病与暴露的关系,公式,OR 95%C.I.=,例：食管癌发病因素的男性研究资料 表5 93对男性食管癌与对照的吸烟史,第五节 资料整理与分析,95%的可信范围是在1.8410.08之间,表明男性吸烟者患食管癌的危险性是不吸烟者的4.3

18、倍,95%的可信范围是在1.8410.08之间,第五节 资料整理与分析,三 混杂因素作用的估计与分层分析 分层分析的方法识别混杂因素 进行齐性检验 计算合并OR与2值,例：在表3资料886例食管癌病人与对照中有586例饮酒 2 =31.9, OR=2.29 因此饮酒与食管癌有联系，而生活中饮酒与吸烟关系密切，所以饮酒可能是混杂因素 分层分析统计学估计其作用大小,1.按饮酒与否进行分层,表6 按饮酒与否分层分析食管癌与吸烟的关系,饮酒者中吸烟的OR (2.98)稍高于不分层时OR(2.87) 不饮酒者中吸烟的OR(1.67)较低 表明饮酒是混杂因素，加强吸烟的作用,.进行齐性检验 消除饮酒与否的

19、影响，就要计算这两组人群合并的与OR值，而在此之前必须先作齐性检验 齐性检验可参照有关书籍 两组人群OR值没有明显差别，用统计学方法消除混杂作用影响，求合并OR值，有显著差异，不宜再计算合并OR值 本例齐性检验的结果无显著差异,3.计算合并OR与2值 合并 合并,表7 食管癌与吸烟关系的病例对照整理表,合并,合并,提示 合并2与合并OR较未调整的2 (55.5)与OR(2.87)为低，但吸烟与食管癌之间仍有统计学意义 饮酒是吸烟与食管癌之间的混杂因素， 能加强吸烟的作用,第六节 偏倚及其控制,1. 选择偏倚 2.信息偏倚 3.混杂偏倚,1.选择偏倚 由于选入的研究对象与未选入的研究对象某些 特

20、征上存在差异而引起的误差 2.信息偏倚 在收集整理信息过程中由于测量暴露与结局 的方法有缺陷造成的系统误差 3.混杂偏倚 研究某个因素与某种疾病的关联时，由于某个既与疾病有制约关系，又与所研究的暴露因素有联系的外来因素的影响，掩盖或夸大了所研究的暴露因素与疾病的联系,1.选择偏倚 种类 入院率偏倚 现患病例-新发病例偏倚 检出征侯偏倚 时间效应偏倚,入院率偏倚 定义 也叫Berkson偏倚，当利用医院病人作为病例和对照时，对照是医院的某一部分病人不是全体目标人群的一个随机样本，病例只是该医院或某些医院的特定病例不是全体病人的随机样本，所以难免产生偏倚，特别是因为各种疾病的入院率不同导致病例组与

21、对照组某些特征上的系统差异。 控制 合理地选择病例与对照； 从总体人群中选择所有或绝大多数符合诊断标准的病例； 从各医院中选取病例，从多病种中选择对照。,表8 不同人群骨和运动器官与呼吸道疾病之间关系的OR值,举例：在一般人群中和住院病人中研究骨和运动器官疾病与呼吸道疾病之间的关系，由于研究来源的不同，OR值不同,(Sacket BJ,1979),现患病例-新发病例偏倚 定义 又称奈曼偏倚，如果调查对象选自现患病例，即存活病例，可能得到更多的信息，但是其中很多信息可能只与存活有关，而未必与该病的发病有关，从而高估了某些暴露因素的病因作用；另一种情况是，某病的幸存者改变了生活习惯，从而降低了某个

22、危险因素的水平，或当他们被调查时夸大或缩小了病前生活习惯上的某些特征，导致某一因素与疾病的关联误差。 控制 调查时明确规定纳入标准为新发病例。,检出征侯偏倚 定义 也称暴露偏倚，病人常因某些与致病无关的症状而就医，从而提高了早期病例的检出率，致使过高地估计了暴露程度而产生的系统误差。 举例 1975年Ziel所做的妇女服用复方雌激素与子宫内膜癌关系的病例对照研究：服用复方雌激素的妇女因导致阴道出血而就医，故被发现有早期子宫内膜癌的机会增多，从而得出复方雌激素与子宫内膜癌有关联的错误结论。 控制 延长收集病例的时间，超过由早期向中、晚期发生的时间。,时间效应偏倚 定义 对于肿瘤、冠心病等慢性疾病

23、，从开始暴露于危险因素到出现病变往往经历一个较长的时间过程，因此那些暴露后即将发生病变的人、已发生早期病变而不能检出的人、或在调查中已有病变但因缺乏早期检测手段而被错误地认为是非病例的人，都可能被选入对照组，由此而产生了结论的误差。 控制 尽量采用敏感的疾病早期检查技术； 开展观察期充分长的纵向调查。,2.信息偏倚 种类 回忆偏倚 调查偏倚,回忆偏倚 定义 病例对照研究主要是调查研究对象既往的暴露情况，由于被调查者记忆失真或不完整造成结论的系统误差。 原因 与调查时间和事件发生的时间间隔、事件的重要性、被调查者的构成以及询问技术有关。 控制 选择不易为人们所忘记的重要指标做调查； 重视问卷的提问方式和调查技术。,调查偏倚 来源 调查对象 调查者 原因 病例与对照的调查环境与条件不同调查技术、调查质量不高或差错以及仪器设备的问题。 控制 采用客观指征； 认真做好调查技术培训； 采取复查等方法做好质量控制； 检查条件尽量一致； 使用的检查仪器应精良。,3.混杂偏倚 特点 不易识别，不易确定，需认真细致地去解决。 控制的方法 匹配法； 分层分析法； 多因素分析。,优点 样本量小，病例易获取，工作量不大