環 境 疫 学 健 康 リスク 評 価 方 法 論 平 成 23 年 5 月 11 日 疫 学 研 究 の 進 め 方 Conduct of Epidelimologic Study: 集 団 レベルの 健 康 影 響 曝 露 疾 病 それぞれの 分 布 状 況 を 調 べ 両 者 をつなぎ 合 わせる 疫 学 研 究 のデザイン(Study design of Epidemiologic study. どのように 健 康 影 響 の 有 無 や 程 度 を 調 べ るか?) 地 域 相 関 研 究 (Ecological Study) 断 面 研 究 (Cross-sectional Study, Survey) コホート 研 究 (Cohort Study) ケース コントロール 研 究 (Case-Control Study) cf. 前 向 き 研 究 (Prospective Study) 後 向 き 研 究 (Retrospective Study) 臨 床 試 験 (Clinical Trial) 無 作 為 化 比 較 試 験 (Randomized Controlled Trial) 地 域 相 関 研 究 (Ecological study) 分 析 ( 観 察 )の 単 位 が 個 人 ではなく 集 団 (ex. 横 浜 市 という 1 人 の 人 ) 検 証 というよりも 仮 説 設 定 A study in which the units of analysis are population or groups rather than individuals. for generating hypothesis cf. 生 態 学 的 誤 謬 (Ecological fallacy) 断 面 研 究 (Cross-sectional study) ある 一 時 点 で 調 べられた 個 々 人 の 状 態 を 記 述 ( 一 般 的 に) 因 果 関 係 は 議 論 できない 仮 説 設 定 的 な 研 究 わが 国 では このデザインによる 環 境 疫 学 研 究 は 多 い ex. 東 京 都 : 沿 道 汚 染 と 呼 吸 器 症 状 調 査 A study that examines the relationship between s (or other health-related characteristics) and other variables of interest as they exist in a defined population at one particular time コホート 研 究 (Cohort study) Prospective (or retrospective) follow-up study 1. 時 間 による 分 類 1 前 向 きコホート 研 究 (Prospective Cohort Study) 2 後 向 きコホート 研 究 (Retrospective Cohort Study, Historical Cohort Study) 2.デザインによる 分 類 1. 閉 じたコホート 研 究 (Closed Cohort Study, Fixed Cohort Study) 2. 開 いたコホート 研 究 (Open Cohort Study, Dynamic Cohort Study) cf. リスク 集 団 ( at Risk) 無 作 為 化 比 較 試 験 (Randomized Control Study) ケース コントロール 研 究 (Case-control study) ケース 群 とコントロール 群 で 曝 露 要 因 を 比 較
It includes people with a (or other outcome variable) of interest and a suitable control (comparison or reference) group of people unaffected by the or outcome variables. The study compares the occurrence of the possible cause in cases and in controls. 主 に 後 向 き 研 究 関 心 のあるのは 過 去 の 曝 露 ( 曝 露 評 価 に 問 題 点 あり) オッズ 比 (Odds ratio)による 検 討 マッチング(Matching) cf. Nested case-control study(コホート 内 ケース コントロール 研 究 ) 因 果 関 係? Causal relationship 単 なる 関 係 ( 統 計 的 な 関 連 性 )と 因 果 関 係 ( 原 因 と 結 果 ) 観 察 研 究 の 中 で どのような 場 合 に 因 果 関 係 ありと 判 断 するか? 因 果 論 の 系 譜 Kochの3(4) 原 則 Koch s postulates Hill の9 基 準 ( 視 点 )Hill s considerations for causal inference Surgeon General( 米 国 公 衆 衛 生 局 長 諮 問 委 員 会 )の5 基 準 関 連 の 一 致 性 (Consistency) 関 連 の 強 固 性 (Strength) 関 連 の 特 異 性 (Specificity) 関 連 の 時 間 性 (Temporality) 関 連 の 整 合 性 (Coherence) 生 物 学 的 勾 配 (Biological gradient) 生 物 学 的 説 得 性 (Biological plausibility) 実 験 的 証 左 (Experimental evidence) 類 似 性 (Analogy) Component Cause Web of Causation ポッパー( 反 証 主 義 )と 蓋 然 性 論
疫 学 研 究 のデザイン Study design of Epidemiologic study 断 面 研 究 ( 横 断 研 究 Cross-sectional Study) コホート 研 究 ( 主 に 前 向 き 研 究 Cohort Study) cf. 臨 床 試 験 ( 無 作 為 化 比 較 試 験 Clinical Trial, Randomized Controlled Trial) ケース コントロール 研 究 ( 主 に 後 向 き 研 究 Case-Control Study) 今 日 もっとも 理 論 的 な 展 開 が 進 んでいる cf. 地 域 相 関 研 究 (Ecological Study) 地 域 相 関 研 究 (Ecological study) 分 析 の 単 位 が 個 人 ではなく 集 団 A study in which the units of analysis are population or groups rather than individuals. 仮 説 設 定 for generating hypothesis 容 易 に 実 施 可 ( 多 くの 場 で 実 施 されている) 曝 露 要 因 と 疾 病 の 同 時 分 布 は 不 明 集 団 レベルの 変 数 間 で 観 察 された 関 係 は 個 人 レ ベルでの 関 係 を 必 ずしも 表 していない 因 果 関 係 の 議 論 はできない 交 絡 要 因 を 制 御 できない 生 態 学 的 誤 謬 (Ecological fallacy) 比 較 Comparison 大 気 汚 染 レベルが 高 いA 市 の 方 が 濃 度 が 低 いB 市 よりも 死 亡 率 が 高 い Air pollution: City A > City B Mortality: City A > City B ゆえに 大 気 汚 染 は 死 亡 の 原 因 である Causal relationship between air pollution and mortality? 本 当??? 同 一 地 区 内 でも 濃 度 には 差 がある A 地 区 : 高 濃 度 域 に 住 む 人 が60% B 地 区 :( 同 程 度 の) 高 濃 度 域 が20% 存 在 平 均 濃 度 はA 地 区 の 方 が 高 い 両 地 区 の 死 亡 者 はすべて 低 濃 度 域 (あるいは 高 濃 度 域 から 発 生 ( 両 地 区 の 死 亡 者 数 は 異 なる) 大 気 汚 染 は 死 亡 の 原 因??? 地 域 内 の 濃 度 が 均 一 だとしても A 地 区 の 方 がB 地 区 よりも 平 均 年 齢 が(かなり) 高 かったとしたら? あ るいは 喫 煙 率 が 高 かったとしたら? 1
Ecological Studyのデータ 構 造 (j 番 目 の 群 について) 疾 病 あり 疾 病 なし 曝 露 あり?? N 1 曝 露 なし?? N 0 m 1 m 0 N 断 面 研 究 (サーベイ) Cross-sectional study (Survey) ある 一 時 点 で 調 べられた 個 々 人 の 状 態 を 記 述 ( 有 病 割 合 ) A study that examines the relationship between s (or other health-related characteristics) and other variables of interest as they exist in a defined population at one particular time 母 集 団 全 体 に 対 して 行 うには 費 用 がかかりす ぎるような 場 合 比 較 的 容 易 に 実 施 可 能 因 果 関 係 の 方 向 性 に 関 しては 何 の 情 報 も 持 たない 断 面 調 査 (サーベイ)の 概 念 Design of a cross-sectional study Begin with: Defined Gather Data on Exposure and Four Group Are Possible: Do Do コホート 研 究 (Cohort study) コホート 研 究 のデザイン Design of a cohort study 前 向 き あるいは 後 向 きの 追 跡 調 査 Prospective (or retrospective) follow-up study TIME Direction of inquiry 曝 露 群 と 非 曝 露 群 で 疾 病 発 生 を 比 較 疾 病 の 自 然 史 を 把 握 できる 長 期 にわたる 追 跡 さらに 非 常 に 多 くの 対 象 者 数 が 必 要 People without the Exposed exposed no no WHO 92324 2
リスク 集 団 ( at risk) 研 究 目 的 とする 疾 病 を 発 症 する 可 能 性 のあ る 集 団 The people who are susceptible to a given コホート 研 究 の 研 究 対 象 例 (リスク 集 団 ではない) 肺 がんに 関 するコホート 研 究 を 行 う 場 合 すでに 肺 がん にかかっている 人 はリスク 集 団 ではない 前 立 腺 癌 に 関 する 調 査 を 行 う 場 合 女 性 はリスク 集 団 で はない 子 宮 がんに 関 するコホート 研 究 を 行 う 場 合 子 宮 を 切 除 した 女 性 はリスク 集 団 ではない at risk in a study of carcinoma of the cervix( 子 宮 頸 がん) Total population All men All women All women (age groups) 0-25 70+ 25-69 at risk 25-69 WHO 92318 無 作 為 化 比 較 試 験 (Randomized Control Test) 追 跡 調 査 のGold Standard( 野 外 実 験 研 究 ) 無 作 為 に 要 因 を 割 り 付 け 比 較 する Subjects in the study population are randomly allocated to intervention and control groups, and the results are assessed by comparing outcomes. 使 用 できる 局 面 は 限 られている( 対 象 者 に とって 有 益 なものでなければならない) 環 境 の 場 面 ではほとんど 不 可 能? Design of a randomized trial New Treatment Defined RANDOMIZED Current Treatment ケース コントロール 研 究 (Case-control study) ケース 群 とコントロール 群 で 曝 露 要 因 を 比 較 It includes people with a (or other outcome variable) of interest and a suitable control (comparison or reference) group of people unaffected by the or outcome variables. The study compares the occurrence of the possible cause in cases and in controls. コホート 研 究 より 劣 る? コホートの 中 でのケース コントロール 研 究 ( 母 集 団 を 考 慮 ) Nested case-control study, Case-cohort study Design of a case-control study Exposed exposed Exposed exposed TIME Direction of inquiry Start with: cases (people with ) controls (people with ) WHO 92323 3
コホート 研 究 Cohort study 予 測 的 側 面 (まだ 結 果 が 得 られたケースがない)をも つ 場 合 過 去 の 曝 露 を 得 ることができない 場 合 薬 の 効 果 災 害 事 故 の 影 響 携 帯 電 話 など Nested Case-Control Study ケース コントロール 研 究 Case-control study すでに 結 果 がでていて 今 後 起 こりえないような 場 合 要 因 がなんであるか 検 討 がつかないような 場 合 食 中 毒 サリドマイドなど 突 発 的 に 生 じたもの ALS ( 筋 萎 縮 性 側 索 硬 化 症 )などの 難 病 など 各 研 究 デザインの 特 徴 Applications of Different Observational Study Designs a Objective Ecological Crosssectional Investigation of rare Investigation of rare cause Testing multiple effects of cause Study of multiple exposures and determinants Measurements of time relationship Direct measurement of incidence Investigation of long latent periods Case-control ++++ - +++++ - Cohort ++ - - +++++ + ++ - +++++ ++ ++ ++++ +++ ++ - + b +++++ - - + c +++++ - - +++ - a + +++++ indicates the general degree of suitability; there are exceptions - not suitability b If prospective. c If population-based. Bonita et al. Basic Epidemiology 因 果 関 係? Causal relationship 今 日 疫 学 の 分 野 で 実 験 科 学 的 な( 厳 密 な) 意 味 での 因 果 関 係 を 見 いだすことは 不 可 能 であろう それでも 十 分 因 果 関 係 あり(ある 程 度 の (?) 科 学 性 を 保 ち かつ 公 衆 衛 生 上 の 必 要 性 を 十 分 満 たす) という 判 断 を 下 すに は? 因 果 関 係? Causal relationship 科 学 的 因 果 関 係 Scientifically 政 策 的 因 果 関 係 Politically 法 的 因 果 関 係 Legally 法 的 因 果 関 係 ( 裁 判 での 因 果 関 係 )の 考 え 方 は 単 に 科 学 的 センスだけではとらえにくい 4
Henle-Kochの4 原 則 Henle-Koch s postulates その 病 原 体 が 当 該 の 感 染 症 患 者 から 分 離 検 出 され ること The agent must be shown to be present in every case of the by isolation in pure culture. その 病 原 体 は 他 の 疾 病 患 者 には 見 いだされないこと The agent must not be found in cases of other. 患 者 から 分 離 培 養 された 病 原 体 が 実 験 動 物 に 同 一 疾 患 を 発 生 させること Once isolated, the agent must be capable of reproducing the in experimental animals. 当 該 罹 患 動 物 から 再 び 同 一 の 病 原 体 が 分 離 される こと The agent must be recovered from the experimental produced. Surgeon generalによる5 基 準 関 連 の 特 異 性 (specificity) 関 連 の 強 さ (Strength, 量 反 応 関 係 ) 一 貫 性 (Consistency) 整 合 性 (Biological plausibility) 時 間 的 関 連 (Temporality) Hillの9 基 準 Component Causes Strength Consistency Specificity Temporality Biological gradient Plausibility Coherence Experiment Analogy Black Box 因 果 関 係 今 日 の 科 学 レベルでは 厳 密 な 意 味 での 因 果 関 係 の 立 証 は 不 可 能??? Risk Factor? 発 症 死 亡 結 局 最 後 に 問 題 視 されるのは 時 間 的 要 素? ある 程 度 の 特 異 性? 5