现代流行病学研究方法

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,case control study,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,case control study,*,病例对照研究的衍生方法,（多阶段复合设计研究）,1,巢式病例对照研究,单纯病例研究,病例时间对照设计,病例-队列研究,病例交叉研究,2,巢式病例对照研究,nested case control study,3,又称套叠式病例对照研究,或称队列内病例对照研究,（ case control study nested in a cohort）,4,巢式病例对照研究是将传统的病例对照研究和队列研究进行组合后形成的一种研究方法，也就是在对一个事先确定好的队列进行随访观察的基础上，再应用病例对照研究（主要是匹配病例对照研究）的设计思路进行研究分析。,5,时间,病例组,对照组,研究开始,暴露,暴露,非暴露,非暴露,调查方向,图,5-1,病例对照研究示意图（,Greenberg 2002,）,注：阴影区域代表暴露于所研究的危险因素的研究对象,病例对照研究示意图,6,队列(cohort),有共同经历或有共同暴露特征的一群人,7,N,目标人群,代表性,样本,Y,E,队列研究的结构示意图,暴露,结局,Y,N,8,巢式病例对照研究（nested case control study）,基本原理,按队列研究方式进行,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,9,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,10,危险集抽样（发病密度抽样）：指的是对研究人群的人时经历进行随机抽样或匹配的方法来选择对照。,11,12,巢式病例对照研究的设计原理示意图,13,1992年Ross用巢式病例对照研究:,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)。,黄曲霉素作为肝癌致病因素最直接的证据,第二节 研究类型,14,巢式病例对照研究的类型,根据对照的选择方式不同分为：,匹配巢式病例对照研究（matched nested case-control study）,用匹配的方式选择对照，也就是每当队列内发生一个新病例的同时，在该队列内部按年龄、性别等因素选择条件相同或相近的、当时尚未发生相同疾病的一个或几个对象作为该病例的对照，每个病例可选择110个匹配对照（但最常用的是45个）,不匹配巢式病例对照研究（ unmatched nested case-control study ） 选择对照时不要求任何条件的匹配，只要求在病例发病时该对象尚未患所研究的疾病即可。,15,巢式病例对照研究的特点,与传统的病例对照研究相比,1.病例和对照来自同一队列（降低了选择偏倚且可比性好）,2.暴露与疾病的时间顺序明确（回忆偏倚小或可以避免）,3.统计效率和检验效率高且可以计算疾病频率,16,巢式病例对照研究的特点,与传统的队列研究相比,1.节省了大量的人力、物力和财力,2.可用于罕见病的研究,17,巢式病例对照研究的设计步骤,研究目的,研究队列,一般人群,职业人群,特殊人群（例如患某种疾病）,样本量的估计 考虑能否收集足够的病例,首先根据病例对照研究的样本量估计公式计算,再用病例组的估计例数除以发病率计算,确定观察期限 根据所研究疾病的特征和研究实施过程中的实际情况,收集资料和生物标本 基础资料（姓名、年龄、性别、职业、文化程度、民族等）,相关暴露资料,协变量资料（吸烟、饮酒、流产史、社会阶层、饮食习惯、 家族史等）,生物标本（血清标本、白细胞或其他组织标本）并妥善保存以备将来检查所用。,随访并确定病例组,18,巢式病例对照研究的设计步骤,对照的确定 有2种方法,一是从研究队列中未发病的人中间随机抽取,二是在每个病例发病时立即在该队列中选择一定数量的到该病例发病时尚未发展为该病病例的人，按年龄、性别等与该病例进行匹配，从而确立对照。,抽出两组成员的有关资料和生物标本,资料的分析和讨论,19,巢式病例对照研究的资料分析,匹配巢式病例对照研究的资料分析,率的计算,1.累计发病率,CI=,观察期内的所有新发病例人数,整个队列的全部人数,20,巢式病例对照研究的资料分析,2.发病密度,发病密度 =,观察期内的所有新发病例人数,整个队列的暴露人年数,21,巢式病例对照研究的资料分析,3.标化比（standardized incidence ratio,SIR),SIR=,观察期内的所有新发病例人数,研究队列的总人数全人群发病率,22,巢式病例对照研究的资料分析,疾病与暴露的关联程度分析,巢式病例对照研究整理分析表,病例,对照中的暴露数m(m=0,1,M),0 1 2 M,暴露,n1.0 n1.1 n1.2 n1.M,非暴露,n0.0 n0.1 n0.2 n0.M,23,计算OR值,（ M-m）n1，m-1,OR=,（m n0，m）,24,显著性检验,（ M-m）n1，m-1- （m n0，m）2,2=,Tm m （ M-m）,Tm= n1，m-1+ n0，m,OR的95%可信区间估计,25,匹配巢式病例对照研究的多因素分析,常用条件logistic回归模型进行,26,不匹配巢式病例对照研究的分析,率的计算同前述的匹配巢式病例对照研究,疾病与暴露的关联强度分析步骤与传统的不匹配病例对 照研究相同。,不匹配巢式病例对照研究的多因素分析可采用非条件 logistic回归模型进行,27,巢式病例对照研究的应用实例,银屑病及其治疗与癌症发生之间关系,的巢式病例对照研究,28,研究目的,欲研究银屑病病人发生癌症的相关危险性，及不同的银屑病治疗方法与癌症发生的关系。,研究队列,将1973年4月从芬兰医院出院记录处获得的5687名银屑病病人作为观察队列,确定观察期限 研究从19731995年共22年,29,资料收集 对研究队列内的每个成员都记录其一般情况，银屑病的有关情况（发病过程、病情、治疗过程、治疗方法等）及其他有用的信息,随访发现癌症病人 研究队列中自1973年至1995年共发生癌症病人533例，有何杰金病、鳞状细胞皮肤癌、非何杰金淋巴肉瘤和喉癌等。,用匹配的方法选择对照 每当发生一个癌症病人时，即从该队列中选择几名同性别，年龄相差不超过两岁的未发生癌症的银屑病病人作为对照。,30,资料分析 病例组与对照组确定后，分别抽出两组有关资料进行分析,1.计算率,(1)累计发病率=533/5687=9.37%,(2)发病密度=593/77578人年=687.1/10万人年,(3)总的标化癌症发病比（SIR）=533/410=1.3,(4)鳞状细胞皮肤癌的SIR =3.2,(5)喉癌的SIR =2.9,(6)非何杰金淋巴肉瘤的SIR =2.2,(7)何杰病的SIR =3.3,31,资料分析,2.癌症与银屑病的治疗之间的关系分析,(1)用PUVA疗法治疗银屑病对发生鳞状细胞皮肤癌的OR值为6.5，P0.01,(2)用阿维A酯与阿维A治疗银屑病时发生鳞状细胞皮肤癌的OR值为7.4，P0.05,结论 银屑病病人的癌症发生率高与一般人群（总SIR为1.3， P0.05 ），银屑病的某些治疗与癌症的发生有关。,32,HBsAg阳性孕妇HBV围生期传播水平及影响因素的巢式病例对照研究,目的,探讨乙型肝炎表面抗原阳性孕妇乙肝病毒围生期传播的影响因素，为防制乙肝围生期传播提供科学依据。,方法（1）:,选择2005年10月01日至2006年9月31日期间，经中南大学湘雅医院、中南大学湘雅二医院、益阳市中心医院、益阳妇幼保健院共四家医院筛检的580名HBsAg阳性孕妇为研究队列，追踪观察至分娩，收集孕妇的临床及流行病学资料，并收集其新生儿的出生资料。,方法（2）:,对研究对象进行问卷调查，内容包括:孕妇的一般情况、孕妇既往HBV感染史、孕妇既往孕产史、孕期并发征史、孕产期其它危险因素暴露史及新生儿围生期情况等。,同时收集孕妇肘部静脉血，新生儿免疫前的股静脉血，检测与研究有关的各项指标。,方法（3）:,以诊断为乙肝感染的新生儿作为病例，按照新生儿性别相同，年龄相差一个月以内进行匹配，选择同期在同一所医院出生的无乙肝感染的新生儿作为对照，共匹配141对。,结 果,乙型肝炎表面抗原阳性孕妇的新生儿围生期感染率为24.3%。,乙型肝炎表面抗原阳性孕妇乙肝病毒围生期传播的影响因素包括一级家族史、接种乙肝免疫球蛋白、系统治疗、及妊娠肝内胆汁淤积症。,我国研究生论文,大肠癌危险因素的巢式病例对照研究,云南育龄妇女宫内节育器失败有关服务质量的巢式病例对照研究,HBsAg阳性孕妇HBV围生期传播水平及影响因素的巢式病例对照研究,病例-队列研究,case-cohort study,39,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,40,第四节 研究设计与实施,41,病例队列研究的设计原理示意图,42,病例队列研究的设计步骤,研究目的,研究全队列,全队列样本量的估计 考虑能否收集足够的病例,首先根据病例对照研究的样本量估计公式计算,再用病例组的估计例数除以发病率计算,确定对照组 利用随机抽样的方法从全队列中抽取一部分有代表性的样本,作为对照组。如果要求对照组中非病例的数量与全队列中的病例的总 数相等，那么子队列的人数至少为：,1,病例总数,1-该病发病率,确定观察期限 根据所研究疾病的特征和研究实施过程中的实际情况,收集资料和生物标本 基础资料（姓名、年龄、性别、职业、文化程度、民族等）,相关暴露资料,协变量资料（吸烟、饮酒、流产史、社会阶层、饮食习惯、 家族史等）,生物标本（血清标本、白细胞或其他组织标本）并妥善保存以备将来检查所用。,随访观察确定病例组,选择合适的方法进行统计分析,43,病例队列研究的资料分析,率的计算,1.累计发病率,CI=,随访期内的所有新发病例人数,全队列的总人数,44,病例队列研究的资料分析,2.发病密度,发病密度 =,随访期内的所有新发病例人数,随访期内全队列的暴露人年数,45,病例队列研究的资料分析,3.标化比（standardized incidence ratio,SIR),SIR=,研究队列的实际发病数,全队列的总人数一般人群发病率,46,病例队列研究的资料分析,OR值和OR95%CI的计算 先将病例组和对照组的资料整理成如下表,OR=ad/bc OR95%CI为：,47,病例队列研究的资料分析,RR估计值及RR95%CI的计算,Pseudo-risk1=A1/B1（暴露组的虚拟危险度）,Pseudo-risk0=A0/B0（非暴露组的虚拟危险度）, A1和A0分别表示子队列中有暴露史的人中的发病人数和无暴露史的人中的发病人数，B1和B0分别表示有暴露史的对照人数和无暴露史的对照人数。,Pseudo-risk1 A1/B1, RR估= =,Pseudo-risk0 A0/B0,OR95%CI为：,48,病例队列研究的资料分析,Cox比例风险模型,在实际应用过程中主要用Cox比例风险模型来进行分析。,49,病例队列研究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,对照是在病例发生之前就已经选定，而巢式病例对照研究，选择对照是在病例发生之后进行,1个随机对照组可以同时和几个病例组比较分析,第二节 研究类型,50,病例队列研究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,第二节 研究类型,51,病例队列研究的应用实例,血清硒水平与上消化道癌症关联性 的病例队列研究,52,研究目的,探索血清硒水平的高低与上消化道癌症的关系,研究队列（全队列）,以中国林县4个乡镇的年龄位于40 69岁之间的所有对象共29584人作为研究队列,确定对照组,采用分层整群随机的方法，抽取1062人作为对照组,确定观察期限 研究从19851991年,53,资料收集 对研究队列内的每个成员都记录其一般情况，体检及其他有用的信息，并抽取10ml血样,随访并确诊上消化道癌症病人 在随访期内共发现全队列中各种上消化道癌症1179例，其中食道癌640例、胃贲门癌435例、其它胃癌104例。排除其中血样不够或不合格者100例，剩余1079例作为病例组（包括食道癌590例、胃贲门癌402例、其它胃癌87例）。,54,资料分析 病例组与对照组确定后，分别抽出两组有关资料进行分析,1.计算率,(1)总上消化道癌症累计发病率=1179/29584=39.85,(2)食道癌累计发病率=640/29584=21.63,(3)胃贲门癌累计发病率=435/29584=14.70,(4)其它胃癌累计发病率=104/29584=3.52,55,资料分析,2.计算RR和RR的95%CI,用Cox比例风险模型计算，以低硒组的RR为1，其它组与低硒组进行比较，结果见表,56,结论,血清硒水平的高低与食道癌和胃贲门癌发生呈负相关，硒水平越高，该两种癌症的发病率越低，提示硒对食道癌和胃贲门癌可能有预防作用。,57,病例-病例研究,case-only study,58,背 景,1994年Piegorsch、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,病例病例研究（case-case study）,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),59,基本原理,60,单纯病例研究示意图,单纯病例研究,环境暴露,基因型,病人,+,-,+,-,+,-,61,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,62,单纯病例研究特点,属于遗传流行病学范畴,仅设立病例组，无需正常对照组,宏观与微观相结合,调查方向是纵向的、回顾的,63,单纯病例研究的设计步骤,研究目的 主要用于估计遗传与环境暴露交互作用。,研究对象 所研究疾病的病人。病例的选择遵循病例对照研究中病例选择的主要原则。,确定研究变量 变量的选择首先应符合其假设前提，即所研究的基因型和环境暴露在正 常人群中各自独立发生，二者不应存在关联，否则整个研究前功尽弃。,对被研究的基因型要有深入了解，对所研究的环境暴露要有明确的定义，而且对环境暴露的测量尽可能定量。对协变量的确定应与环境暴露变量的确定同等重视。,收集资料和生物标本 基础资料（姓名、年龄、性别、职业、文化程度、民族等）,相关暴露资料,协变量资料（吸烟、饮酒、流产史、社会阶层、饮食习惯、家族史等）,生物标本（血清标本、白细胞或其他组织标本）并妥善保存以备分子生物学检测所用。,选择合适的方法进行统计分析,64,单纯病例研究的资料分析,OR值和OR95%CI的计算 二分变量遗传与环境交互作用的估计,OR=ad/bc OR95%CI为：,65,单纯病例研究的资料分析,OR值和OR95%CI的计算,二分变量或多项变量资料，可采用非条件logistic回归模型进行遗传与环境交互作用的估计,66,单纯病例研究的优缺点（与病例对照研究比较）,优点,1. 特别适合肿瘤及罕见慢性病的研究,2.在检测基因与环境交互作用时，可信区间更窄,3.所需样本量小于病例对照研究样本量的一半,4.因无对照组，从而避免了对照选择所引起的偏倚,5.节省人力、物力、时间，并交易组织实施,67,单纯病例研究的优缺点（与病例对照研究比较）,缺点,1. 只可以估计遗传与环境交互作用（且为相乘作用），无法计算二者各自的主效应,2.不宜应用于环境因素之间的交互作用研究,3.所研究疾病的患病率不宜超过5%,4.除了可出现病例对照研究的病例选择所引起的常见偏倚外，还存在不同亚人群暴露率和基因频率不一致所引起的偏倚。,68,单纯病例研究的应用实例,咖啡饮用与K-ras基因突变同胰腺癌关系,的单纯病例研究,69,研究目的,分析咖啡饮用与K-ras基因突变在胰腺癌发生中的相互关系,研究方法,应用单纯病例研究，采用问卷调查的方式收集西班牙5所医院近3年来新确诊的185例胰腺癌病人的一般情况、咖啡饮用情况及其他资料；共采集121例胰腺癌病人癌肿部位组织，同时应用石蜡包埋组织法扩增,DNA，并用RFLP法检测K-ras基因突变。,结果与分析,主要分析咖啡饮用与K-ras基因突变在胰腺癌发生中的交互作用,70,71,结论,咖啡饮用与K-ras基因突变增加胰腺癌发生的危险性,72,73,