epi 5 - gli studi epidemiologici descrittivi
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IL DISEGNO DEGLI STUDI EPIDEMIOLOGICI -
GLI STUDI DESCRITTIVI
Igiene, Epidemiologia e Sanità PubblicaIgiene, Epidemiologia e Sanità PubblicaDip. Medicina Sperimentale ed ApplicataDip. Medicina Sperimentale ed ApplicataUniversità degli Studi di BresciaUniversità degli Studi di Brescia
UTILIZZI DELL’EPIDEMIOLOGIA
CLASSIFICAZIONE DEGLI STUDI EPIDEMIOLOGICI
STUDI OSSERVAZIONALI
STUDISPERIMENTALI
DESCRITTIVI
TRASVERSALI
CASO-CONTROLLO
A COORTE
SPERIMENTAZIONI CLINICHE
SPERIMENTAZIONI SU COMUNITA’
SPERIMENTAZIONI SUL CAMPO
Classificazione degli studi osservazionali in base ai dati utilizzati
Studi su dati aggregati (descrittivi): – Distribuzione geografica– Andamento temporale– Correlazione geografica o temporale (studi “ecologici”)
Studi su dati individuali (analitici):– Trasversali – Coorte– Caso-controllo
Classificazione degli studi sperimentali in base ai dati utilizzati
Studi su dati aggregati:– Trial di intervento su comunità (Community intervention
trial)
Studi su dati individuali:– Studi randomizzati controllati (randomized controlled
trials, RCT) (sperimentazioni cliniche)– Trial sul campo
TIPI DI STUDI EPIDEMIOLOGICI IN RELAZIONE ALLA CRONOLOGIA DELL’OSSERVAZIONE
Inizio dello studio
1Inizio
esposizione
2
Inizio esposizione
Inizio malattia
Inizio malattia
3
Inizio esposizione
Inizio malattia 1 e 2 = studi prospettici
3 = studi retrospettivi
Differenze fra studi prospettici e retrospettivi in rapporto alla cronologia
dell’osservazione
STUDI EPIDEMIOLOGICI IN RELAZIONE AL DISEGNO
PROSPETTICO O RETROSPETTIVO
Studi sperimentali: – prospettici
Studi di coorte:– prospettici– retrospettivi (“storici”)
Studi caso-controllo:– retrospettivi
STUDI DESCRITTIVI
Uno studio descrittivo si propone di descrivere un fenomeno morboso nella popolazione, e quindi le caratteristiche delle persone colpite da una certa malattia, in rapporto al luogo ed al tempo in cui si è verificata.
I tre aspetti fondamentali degli studi descrittivi sono:– luogo (dove si manifesta una determinata malattia)– tempo (quando si manifesta)– persone: residenza, età, sesso, razza o etnia, scolarità,
occupazione, livello socio-economico, ed altro) (chi si è ammalato)
GLI STUDI EPIDEMIOLOGICI DESCRITTIVI: UN ESEMPIO
STUDI DESCRITTIVI
• Lo studio descrittivo è generalmente semplice, rapido e poco costoso: il ricercatore raccoglie, elabora e interpreta dati già disponibili, riguardanti la frequenza e la distribuzione di un determinato fenomeno (malattie) in popolazioni tra loro differenti.
• In genere lo studio si basa sulla raccolta e l’analisi di dati provenienti da statistiche correnti (in particolare dati di morbosità e mortalità) e da altre fonti ufficiali (censimento, anagrafe comunale).
STUDI DESCRITTIVI: FONTI DEI DATI
Dati demografici (Censimento, dati anagrafici) Scheda di morte Notifica delle malattie infettive Scheda di dimissione ospedaliera (SDO) Esenzioni del ticket sanitario per patologia Le prescrizioni di farmaci (Farmaceutica) Flussi sanitari ministeriali (denunce INAIL di mal.
o infortuni professionale, ecc.) Registri di patologia (Registri Tumori, della Malattia Celiaca, Diabetici, ecc.)
Studi epidemiologici e banche dati ad hoc
TIPI DI STUDI DESCRITTIVI Studi geografici:
Studiano la distribuzione geografica dei fenomeni morbosi o dei fattori di rischio, consentendo di confrontare tra loro popolazioni diverse, a livello mondiale, nazionale, regionale o di piccola area
• Studi temporali:Studiano l’andamento temporale dei fenomeni morbosi o dei fattori di rischio, consentendo di confrontare tra loro eventi che si sono svolti in tempi diversi
• Studi di correlazione (geografica o temporale):Studiano la distribuzione geografica o l’andamento temporale di un fenomeno morboso in relazione ad un fattore di rischio, consentendo di valutare ipotesi di associazione a livello di popolazione (e non individuale), utilizzando dati aggregati
TIPI DI STUDI DESCRITTIVI
Studi geografici:• Studiano la distribuzione geografica dei fenomeni
morbosi o dei fattori di rischio, consentendo di confrontare tra loro popolazioni diverse, a livello mondiale, nazionale, regionale o di piccola area
• Si possono effettuare confronti internazionali, nazionali, regionali, locali
Cattedra di Igiene - Università degli Studi di Brescia
MORTALITA’ % PER TUMORE IN ITALIA NEL 1994
Stomaco 7.9
Colon-retto 13.7Colon-retto 10.5
Polmone 7.9
Pancreas 5.3
Mammella 18.9
Utero 5.0
Ovaio 4.8
Stomaco 8.1
Fegato 4.9
Pancreas 4.1
Polmone 29.3
Prostata 6.5
Vescica 4.6
La distribuzione spaziale della mortalità tumorale La distribuzione spaziale della mortalità tumorale in Lombardia - in Lombardia - MaschiMaschi
Quintili stimatore KernelQuintili stimatore Kernel
La distribuzione spaziale della mortalità tumorale La distribuzione spaziale della mortalità tumorale in Lombardia - in Lombardia - FemmineFemmine
Quintili stimatore KernelQuintili stimatore Kernel
Tipo di tumore
Sesso Incidenza maggiore N° casi Area
Incidenza minore N° casi Area
Rapporto
Pelle, melanoma
M
51.1 Australia (Queensland)
0.2 India (Poona)
255
Stomaco M 91.6 Giappone (Yamagata)
4.6 USA (Utah)
20
Colon e retto
M 55 Repubblica Ceca
5 India (Madras)
11
Fegato M 95.7 Cina (Qidong)
1.4 Olanda (Eindhoven)
68
Polmone M 107 USA (New Orleans-neri)
3.9 Uganda
27
Mammella F 109.6 USA (S.Francisco-bianchi)
10 Cina (Qidong)
11
Cervice uterina
F 55.0 Zimbabwe (Harare)
2.5 Israele- non ebrei
22
Prostata M 202 USA (Detroit-neri)
3 Cina (Shangai)
67
INCIDENZA DI TUMORE IN DIVERSE AREE DEL MONDO (n° casi/100000) (1993-97)
Incidenza del carcinoma colo-rettale - Maschi
Incidenza del carcinoma colo-rettale - Femmine
Mortalità per tumori per etnia negli USA, 2003-07
Incidenza dei tumori per etnia negli USA, 2003-07
TIPI DI STUDI DESCRITTIVI
Studi sui migranti:• Gli studi sui migranti consentono di
valutare quale può essere il ruolo dell’ambiente e, reciprocamente, quello della componente ereditaria (genetica) nell’insorgenza di diverse patologie umane
STUDI SUI MIGRANTI
Popolazione che vive in una zona a bassa incidenza della malattia
Migrazione in zone ad alta incidenza della malattia
Adeguamento dell’incidenza a quella del paese ospitante
AMBIENTE DI VITA
Incidenza uguale a quella del paese d’origine
GENETICA
Valutazione dell’incidenza nella popolazione migrata e/o nelle generazioni successive rispetto a quella nella popolazione residente
Il rischio di cancro nei migranti: lo studio sui Giapponesi nelle Hawaii (Kolonel, 2004)
0
5
10
15
20
25
30
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MASCHI FEMMINE
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Vietnamiti inUSABianchi USA
La frequenza del tumore del colon nei migranti: lo La frequenza del tumore del colon nei migranti: lo studio sui migranti del Viet-Nam negli USA (Le, 2002)studio sui migranti del Viet-Nam negli USA (Le, 2002)
TIPI DI STUDI DESCRITTIVI
Studi temporali:• Studiano l’andamento temporale dei fenomeni morbosi o dei fattori di rischio, consentendo di confrontare tra loro eventi che si sono svolti in tempi diversi• In relazione alle diverse malattie, può essere di interesse studiare una curva epidemica, un andamento giornaliero, mensile, stagionale o annuale
CICLI EPIDEMICI
Ultimo aggiornamento: 4/5/2011
Poliomielite: morbosità in Italia dal 1925 al 2000Poliomielite: morbosità in Italia dal 1925 al 2000C
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Inizio OPV: 1964
Obbligo OPV: 1966
Inizio IPV: 1958
Cattedra di Igiene - Università degli Studi di Brescia
0
50
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200
250
300
'55-'59 '60-'64 '65-'69 '70-'74 '75-'79 '80-'84 '85-'89 '90-'94
maschi
femmine
MORTALITÀ PER TUTTI I TUMORI IN ITALIANEGLI ANNI 1955-94 (ISTAT)Ta
sso
per 1
00.0
00
Anni
Andamento temporale della mortalità per tumore negli USA 1930-2007, standardizzati per età - Maschi
Stima della quota di mortalità per tumori evitata negli USA nel periodo 1991-2007
Incidenza dei tumori per genere negli USA, 1975-2007
Andamento temporale dell’incidenza dei tumori negli USA 1975-2009: tassi annui, standardizzati per età
Andamento temporale della mortalità per tumore negli USA 1930-2007, standardizzati per età - Femmine
Andamento temporale dell’incidenza dei tumori negli USA 1975-2007: tassi annui, standardizzati per età - Femmine
Mortalità per tumori per genere e “razza” negli USA, 1975-2007
Andamento temporale dell’incidenza del cancro del colon in Regno Unito e Giappone - 1964-1995
Sopravvivenza in relazione al livello di inquinamento atmosferico nello studio di sei
città negli USA
Effetto età, coorte di nascita e periodo di calendario negli studi di andamento temporale L’andamento temporale di un fenomeno morboso in periodo più o meno lungo (anni, decadi) può essere dovuto a diversi effetti:
- effetto periodo di calendario: per la variazione nel tempo di fattori che aumentano o diminuiscono il rischio di malattia (eventi acuti: guerre, catastrofi naturali, eventi tipo Hiroshima, Chernobil, Bhopal, ecc.; eventi cronici:)
- effetto coorte di nascita: per il cambiamento nelle abitudini di vita di soggetti che sono nati nello stesso periodo e hanno acquisito simili abitudini di vita (fumo di tabacco, alimentazione, ecc.)
- effetto età: per il cambiamento della struttura per età della popolazione, ad esempio un aumento di incidenza di una malattia cronica per l’invecchiamento della popolazione.
UN ESEMPIO DI EFFETTO PERIODO: LA MORTALITA’ PER TB RESPIRATORIA IN INGHILTERRA
UN ESEMPIO DI EFFETTO PERIODO La poliomielite paralitica in Italia dal 1925 al 2000La poliomielite paralitica in Italia dal 1925 al 2000
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Inizio OPV: 1964
Obbligo OPV: 1966
Inizio IPV: 1958
Un esempio dell’effetto «coorte di nascita»
PER COLPA DELLA TV I BAMBINI SONO SEMPRE MENO
FORTII bambini di oggi sono molto piu' deboli fisicamente rispetto ai loro coetanei di 10 anni fa. Lo ha scoperto uno studio pubblicato dalla rivista Acta Pediatrica, secondo cui questa generazione ha un quarto in meno della forza di quella che l'ha preceduta, anche a parita' di indice di massa corporea. I ricercatori britannici della Essex university hanno studiato 315 bimbi che nel 2008 avevano 10 anni, paragonandoli ad altrettanti coetanei del 1998 con lo stesso indice
di massa corporea. Il risultato e' stato che la forza nelle braccia dei bimbi moderni e' scesa del 26%, mentre la capacita' di afferrare oggetti del 7%. Inoltre il numero di bambini incapaci di sollevare il proprio peso corporeo e' raddoppiato dal 5 al 10%: "Questo e' dovuto probabilmente ai cambiamenti nelle attivita' fra i bambini - spiega
Gavin Sandercock, uno degli autori - che oggi non scalano gli alberi e non fanno esercizi neanche a scuola. Il fatto che il 10% dei soggetti che abbiamo studiato non era in grado di arrampicarsi su un muro e un altro 10% rifiutasse
di provare a farlo e' veramente scioccante". Secondo gli esperti la maggiore debolezza e' dovuta sia al fatto che i bambini passano sempre piu' tempo davanti alla tv o al computer sia alla maggiore apprensivita' dei genitori, che
impediscono attivita' considerate 'pericolose'.
UN ESEMPIO DI EFFETTO COORTE DI NASCITA: LA MORTALITA’ PER MALATTIE CARDIOVASCOLARI
NEGLI USA
Un esempio di analisi degli effetti età-periodo-coorte: la mortalità per tumore della mammella negli USA, 1950-2002
La riduzione della mortalità nelle donne nate dopo il 1945, in tutte le fasce di età, non suggerisce un “effetto screening” (le donne nate dopo il 1947 hanno avuto una riduzione della mortalità in tutte le fasce di età, non solo in quelle coinvolte nei programmi di screening a partire dalla metà degli anni ’80)
Mortalità per tumore del polmone in Italia nel 1955-1984: tassi per periodo di calendario e
fascia di età, per 100000. Maschi.
Classi di età (anni)
Anni 45-49 50-54 55-59 60-64 65-69 70-74 75-59 totale
1955-59 24.7 54.6 85.6 98.8 88.5 70.4 59.5 19.1
1960-64 25.8 57.6 109.4 147.5 125.8 119 88.1 27.9
1965-69 34.3 64.0 115.3 191.3 229.0 217.6 148.3 39.3
1970-74 45.8 82.4 126.1 199.5 275.7 303.2 257.1 50.9
1975-79 49.0 100.8 162.7 225.7 309.4 361.1 349.8 63.0
1980-84 51.4 109.8 192.5 292.5 332.5 431.6 466.9 78.7
Mortalità per tumore del polmone in Italia nel 1955-1984: tassi per periodo di calendario e coorte di età,
per 100000. Maschi.
Nati nel
Anni 1890-1894 1895-1899 1900-1904 1905-1909 1910-1914 1915-1919 1920-1924
45-49 24.7 25.8 34.3
50-54 54.6 57.6 64.0 82.4
55-59 85.6 109.4 115.3 126.1 162.7
60-64 98.8 147.5 191.3 199.5 225.7 292.5
65-69 88.5 125.8 225.0 275.7 309.4 332.5
70-74 119.0 217.6 303.2 361.1 431.6
75-79 148.3 257.1 349.8 466.9
TIPI DI STUDI DESCRITTIVI
Studi di correlazione (geografica o temporale):• Studiano la distribuzione geografica o l’andamento temporale
di un fenomeno morboso in relazione ad un fattore di rischio, consentendo di verificare ipotesi di associazione a livello di popolazione (e non individuale), utilizzando dati aggregati
• In genere valutano l’associazione tra un solo fattore e una malattia sudati aggregati, e sono soggetti a due tipi di errore:
1. Ecologico (le associazioni a livello di gruppo non corrispondono a quelle riscontrabili a livello individuale)
2. Confondimento
Regione Tasso di mortalità in soggetti di 35-64 anni
per 100.000
N° sigarette vendute per abitante -1951
Piemonte 62 680
Valle d’Aosta 62 610
Liguria 74 790
Lombardia 98 740
Trentino A.A. 60 715
Veneto 91 650
Friuli V.-G. 87 470
Emilia-Romagna 68 730
Marche 46 520
Toscana 63 710
Umbria 41 530
Lazio 68 900
Campania 59 590
Abruzzo 38 390
Molise 29 380
Puglia 56 515
Basilicata 24 300
Calabria 30 280
Sicilia 38 460
Sardegna 46 510
MORTALITA PER CANCRO DEL POLMONE NEL 1969-73 E N° DI SIGARETTE VENDUTE PER ABITANTE NEL 1951 NELLE
REGIONI ITALIANE
2040
6080
100
Mor
talit
à 19
69-7
3 - T
assi
per
100
.000
200 400 600 800 1000N° sigarette vendute pro capite - 1951
Correlazione tra la mortalità per tumore del polmone nel periodo 1969 (tassi standardizzati per età) e il numero di sigarette
vendute pro capite nel 1951 in Italia
R=0.71
Correlazione tra il consumo di grassi e la mortalità per cancro della mammella in diversi paesi del mondo
Correlazione tra il consumo di carne giornaliero Correlazione tra il consumo di carne giornaliero e l’incidenza di cancro del colon in diversi paesi e l’incidenza di cancro del colon in diversi paesi
del mondo del mondo (Armstrong e Doll 1975) (Armstrong e Doll 1975)
CORRELAZIONE TRA FUMO DI SIGARETTA E CANCRO AL POLMONE - Maschi e femmine
Inghilterra e Galles - 1900-1980
F
M
J. Cairns, 1975
L’episodio dello smog di Londra nel 1952
Vi fu una combinazione di eventi sfavorevoli: temperatura molto bassa e conseguente aumento del consumo di combustibili, inversione termica e conseguente ristagno degli inquinanti negli strati più bassi dell’atmosfera: si registrarono così picchi di concentrazione di particolato totale sospeso (TPS) di circa 4000 µg/m3.
L’episodio dello smog di Londra nel 1952
Cambiamenti nella quantità di piombo usata nella benzina e concentrazione media di piombo ematico
negli USA nel periodo 1976-1980
Gli studi ecologici sono ancora attuali ?
Gli studi ecologici a volte sono più validi di quelli con dati individuali !
Un ruolo per gli studi ecologici (D.A. Savitz, 2012)
• La ricerca è di interesse scientifico, in assenza di dati o in presenza di dati contrastanti
• Esiste una sufficiente variabilità di esposizione tra le aree in studio (eterogeneità geografica)
• E’ improbabile che vi sia un importante confondimento da parte di altri fattori
• Si misurano anche altre variabili di effetto, che fungano da controlli positivi (vi deve essere associazione tra esposizione e malattia) e negativi (non vi deve essere associazione tra esposizione e malattia)
STUDI EPIDEMIOLOGICI DESCRITTIVI
OBIETTIVI Studiare la distribuzione delle malattie in rapporto a tempo, spazio e particolari caratteristiche
Formulare ipotesi su associazioni tra malattie e fattori di rischio
Altro (valutazione di efficacia di interventi sanitari, valutazioni di economia sanitaria, ecc.)
STUDI EPIDEMIOLOGICI DESCRITTIVI
VANTAGGI Basati spesso sull’utilizzo di dati correnti
Di semplice e rapida esecuzione, poco costosi
Comparabilità dei risultati tra diverse realtà geografiche e temporali, grazie all’utilizzo di metodologie standardizzate sia per l’uso delle classificazioni dei fenomeni morbosi che per l’utilizzo di popolazioni di riferimento standard (possibilità di confronti)
Utilizzano dati che in genere presentano un buon livello di completezza e a volte un elevato livello di qualità
STUDI EPIDEMIOLOGICI DESCRITTIVI
SVANTAGGI
Dati individuali non disponibili
Gli studi che generano ipotesi in genere considerano una sola variabile (fattore di rischio) per volta
Difficile stabilire rapporti di causa-effetto (possibilità dell’ “errore ecologico”)
Non è possibile effettuare una standardizzazione dei tassi se non si conoscono i denominatori adeguati
STUDI EPIDEMIOLOGICI DESCRITTIVI
POSSIBILI ERRORI SISTEMATICI (BIAS)
Sottostima o sovrastima dei fenomeni per difetti o eccessi nelle rilevazioni
Qualità dei dati a volte dubbia e difficile da verificare
Differenze nelle classificazioni
Non è possibile controllare per variabili di confondimento, al di fuori di età, sesso e a volte classe sociale, per cui sono possibili bias da confondimento
GLI STUDI DI CORRELAZIONE GEOGRAFICA E TEMPORALE:
L’ERRORE ECOLOGICO
Nel 1897, il sociologo francese Durkheim pubblicò un saggio sui suicidi mostrando che, tra le province della Prussia di fine ‘800, il tasso di suicidio aumentava con il crescere della proporzione di protestanti nella popolazione (correlazione geografica positiva). Una possibile spiegazione del fenomeno è che i protestanti avevano una maggiore tendenza al suicidio rispetto ai cattolici. D’altra parte, sono possibili spiegazioni alternative. Ad esempio, i cattolici che vivevano in aree in cui erano in minoranza (maggiore proporzione di protestanti) potevano trovarsi in condizioni difficili e quindi tendere maggiormente al suicidio, rispetto ai cattolici che vivevano in aree a maggioranza cattolica. Non possiamo trarre alcuna conclusione sulla relazione di causa-effetto, e quindi sulla natura del fenomeno, se non sappiamo chi sono i soggetti interessati dall’evento (suicidi). Evidentemente, quindi, solo la disponibilità di dati a livello individuale mediante studi opportuni, consente di chiarire le cause del fenomeno.