introduction to epidemiologypublicifsv.sund.ku.dk/~pka/epi19/ksl1.pdf · 2019. 1. 25. ·...

40
Katrine Strandberg-Larsen Section of Epidemiology January 29 th 2019 Course: ‘Epidemiological methods in medical research’ Introduction to epidemiology

Upload: others

Post on 10-Oct-2020

6 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: Introduction to epidemiologypublicifsv.sund.ku.dk/~pka/epi19/KSL1.pdf · 2019. 1. 25. · Introduction to epidemiology. punktopstilling, brug ”Sidehoved / Sidefod”. Indføj ”Sted

Katrine Strandberg-LarsenSection of Epidemiology January 29th 2019

Course: ‘Epidemiological methods in medical research’

Introduction to epidemiology

Page 2: Introduction to epidemiologypublicifsv.sund.ku.dk/~pka/epi19/KSL1.pdf · 2019. 1. 25. · Introduction to epidemiology. punktopstilling, brug ”Sidehoved / Sidefod”. Indføj ”Sted

punktopstilling, brug

”Sidehoved / Sidefod”.Indføj ”Sted og dato” i

Who are you?

Introduce yourselves in 2 minutes:

- Name

- Workplace

- Aim of you PhD – specify main epidemiological design

- Statistical software

Page 3: Introduction to epidemiologypublicifsv.sund.ku.dk/~pka/epi19/KSL1.pdf · 2019. 1. 25. · Introduction to epidemiology. punktopstilling, brug ”Sidehoved / Sidefod”. Indføj ”Sted

punktopstilling, brug

”Sidehoved / Sidefod”.Indføj ”Sted og dato” i

What is epidemiology?

Etymology

• Epi = on, with

• Demos = people, population

• Logos = knowledge of

• Epidemiology = The knowledge of what lies on people

Purpose

• Monitor health and illness in populations – determine burden of disease

• Identification of cause and risk factors of disease

• Study natural history and prognosis of disease

• Evaluate preventive and therapeutic measures

• Provide evidence for public health policy and clinical practice

Page 4: Introduction to epidemiologypublicifsv.sund.ku.dk/~pka/epi19/KSL1.pdf · 2019. 1. 25. · Introduction to epidemiology. punktopstilling, brug ”Sidehoved / Sidefod”. Indføj ”Sted

punktopstilling, brug

”Sidehoved / Sidefod”.Indføj ”Sted og dato” i

The unit of interest

Page 5: Introduction to epidemiologypublicifsv.sund.ku.dk/~pka/epi19/KSL1.pdf · 2019. 1. 25. · Introduction to epidemiology. punktopstilling, brug ”Sidehoved / Sidefod”. Indføj ”Sted

Descriptive epidemiology

Page 6: Introduction to epidemiologypublicifsv.sund.ku.dk/~pka/epi19/KSL1.pdf · 2019. 1. 25. · Introduction to epidemiology. punktopstilling, brug ”Sidehoved / Sidefod”. Indføj ”Sted

Department of Public

Health

Page 7: Introduction to epidemiologypublicifsv.sund.ku.dk/~pka/epi19/KSL1.pdf · 2019. 1. 25. · Introduction to epidemiology. punktopstilling, brug ”Sidehoved / Sidefod”. Indføj ”Sted

punktopstilling, brug

”Sidehoved / Sidefod”.Indføj ”Sted og dato” i

Increased lung cancer mortality

• Steep and continuous increase in lung cancer mortality during the first part of the 20th century in Western countries.

• For example the lung cancer mortality of English men increased from 1,1 pr. 100.000 in 1901-20 to 10,6 pr. 100,000 in 1936-9.

• In UK the lung cancer mortality increased 6 times for men and 3 times for women from 1921-30 to 1940-44.

Socialmedi

cin

Page 8: Introduction to epidemiologypublicifsv.sund.ku.dk/~pka/epi19/KSL1.pdf · 2019. 1. 25. · Introduction to epidemiology. punktopstilling, brug ”Sidehoved / Sidefod”. Indføj ”Sted

Department of Public

Health

Page 9: Introduction to epidemiologypublicifsv.sund.ku.dk/~pka/epi19/KSL1.pdf · 2019. 1. 25. · Introduction to epidemiology. punktopstilling, brug ”Sidehoved / Sidefod”. Indføj ”Sted

Department of Public

Health

Page 10: Introduction to epidemiologypublicifsv.sund.ku.dk/~pka/epi19/KSL1.pdf · 2019. 1. 25. · Introduction to epidemiology. punktopstilling, brug ”Sidehoved / Sidefod”. Indføj ”Sted

punktopstilling, brug

”Sidehoved / Sidefod”.Indføj ”Sted og dato” i

The role of epidemiology

Is to assembling a diverse body of facts from different sources into a coherent explanation.

”Epidemiology is something more than the total of its established facts. It includes their orderly arrangement into chains of inference which extend more or less beyond the bonds of direct observation”

American epidemiologist Wade Hampton Frost

Page 11: Introduction to epidemiologypublicifsv.sund.ku.dk/~pka/epi19/KSL1.pdf · 2019. 1. 25. · Introduction to epidemiology. punktopstilling, brug ”Sidehoved / Sidefod”. Indføj ”Sted

punktopstilling, brug

”Sidehoved / Sidefod”.Indføj ”Sted og dato” i

Assembling and systemizing evidence

Descriptive Analytical

Page 12: Introduction to epidemiologypublicifsv.sund.ku.dk/~pka/epi19/KSL1.pdf · 2019. 1. 25. · Introduction to epidemiology. punktopstilling, brug ”Sidehoved / Sidefod”. Indføj ”Sted

Analytical epidemiology

Page 13: Introduction to epidemiologypublicifsv.sund.ku.dk/~pka/epi19/KSL1.pdf · 2019. 1. 25. · Introduction to epidemiology. punktopstilling, brug ”Sidehoved / Sidefod”. Indføj ”Sted

punktopstilling, brug

”Sidehoved / Sidefod”.Indføj ”Sted og dato” i

What causes of disease?

Socialmedi

cin

CauseExposure

X

ConsequenceOutcome

Y

EffectAssociation

Page 14: Introduction to epidemiologypublicifsv.sund.ku.dk/~pka/epi19/KSL1.pdf · 2019. 1. 25. · Introduction to epidemiology. punktopstilling, brug ”Sidehoved / Sidefod”. Indføj ”Sted

punktopstilling, brug

”Sidehoved / Sidefod”.Indføj ”Sted og dato” i

Different words, same thing

Page 15: Introduction to epidemiologypublicifsv.sund.ku.dk/~pka/epi19/KSL1.pdf · 2019. 1. 25. · Introduction to epidemiology. punktopstilling, brug ”Sidehoved / Sidefod”. Indføj ”Sted

punktopstilling, brug

”Sidehoved / Sidefod”.Indføj ”Sted og dato” i

1968 data on cigarette consumption and lung cancer

Page 16: Introduction to epidemiologypublicifsv.sund.ku.dk/~pka/epi19/KSL1.pdf · 2019. 1. 25. · Introduction to epidemiology. punktopstilling, brug ”Sidehoved / Sidefod”. Indføj ”Sted

punktopstilling, brug

”Sidehoved / Sidefod”.Indføj ”Sted og dato” i

Ecological/correlation studies

• Make use of available aggregated data

• Plot outcome frequencies against exposure frequencies in e.g. countries or states

Department of Public Health

Page 17: Introduction to epidemiologypublicifsv.sund.ku.dk/~pka/epi19/KSL1.pdf · 2019. 1. 25. · Introduction to epidemiology. punktopstilling, brug ”Sidehoved / Sidefod”. Indføj ”Sted

punktopstilling, brug

”Sidehoved / Sidefod”.Indføj ”Sted og dato” i

Are immigrants more likely to be well-off?

Department of Public Health

Page 18: Introduction to epidemiologypublicifsv.sund.ku.dk/~pka/epi19/KSL1.pdf · 2019. 1. 25. · Introduction to epidemiology. punktopstilling, brug ”Sidehoved / Sidefod”. Indføj ”Sted

punktopstilling, brug

”Sidehoved / Sidefod”.Indføj ”Sted og dato” i

Immigrant status and income: individual level data

Page 19: Introduction to epidemiologypublicifsv.sund.ku.dk/~pka/epi19/KSL1.pdf · 2019. 1. 25. · Introduction to epidemiology. punktopstilling, brug ”Sidehoved / Sidefod”. Indføj ”Sted

punktopstilling, brug

”Sidehoved / Sidefod”.Indføj ”Sted og dato” i

The ecologic fallacy

Bias that may occur because an association observed between variables on an aggregate level does not necessarily represent the association that exists at an individual level

Page 20: Introduction to epidemiologypublicifsv.sund.ku.dk/~pka/epi19/KSL1.pdf · 2019. 1. 25. · Introduction to epidemiology. punktopstilling, brug ”Sidehoved / Sidefod”. Indføj ”Sted

punktopstilling, brug

”Sidehoved / Sidefod”.Indføj ”Sted og dato” i

Patients with lung cancer

Socialmedi

cin

Page 21: Introduction to epidemiologypublicifsv.sund.ku.dk/~pka/epi19/KSL1.pdf · 2019. 1. 25. · Introduction to epidemiology. punktopstilling, brug ”Sidehoved / Sidefod”. Indføj ”Sted

punktopstilling, brug

”Sidehoved / Sidefod”.Indføj ”Sted og dato” i

Comparisons of cases and controls

Socialmedi

cin

Page 22: Introduction to epidemiologypublicifsv.sund.ku.dk/~pka/epi19/KSL1.pdf · 2019. 1. 25. · Introduction to epidemiology. punktopstilling, brug ”Sidehoved / Sidefod”. Indføj ”Sted

punktopstilling, brug

”Sidehoved / Sidefod”.Indføj ”Sted og dato” i

Case-control design

In brief:

Collect data on exposure on a group of cases and a group of controls

Compare the exposure frequency in cases and controls

The selection of controls must not depend upon exposure

Socialmedi

cin

Cases

Controls

ExposedUnexposed

ExposedUnexposed

Page 23: Introduction to epidemiologypublicifsv.sund.ku.dk/~pka/epi19/KSL1.pdf · 2019. 1. 25. · Introduction to epidemiology. punktopstilling, brug ”Sidehoved / Sidefod”. Indføj ”Sted

punktopstilling, brug

”Sidehoved / Sidefod”.Indføj ”Sted og dato” i

What did they observe?

Socialmedi

cin

Page 24: Introduction to epidemiologypublicifsv.sund.ku.dk/~pka/epi19/KSL1.pdf · 2019. 1. 25. · Introduction to epidemiology. punktopstilling, brug ”Sidehoved / Sidefod”. Indføj ”Sted

punktopstilling, brug

”Sidehoved / Sidefod”.Indføj ”Sted og dato” i

Conclusion

Socialmedi

cin

Doll and Hill. BMJ 1950

Page 25: Introduction to epidemiologypublicifsv.sund.ku.dk/~pka/epi19/KSL1.pdf · 2019. 1. 25. · Introduction to epidemiology. punktopstilling, brug ”Sidehoved / Sidefod”. Indføj ”Sted

punktopstilling, brug

”Sidehoved / Sidefod”.Indføj ”Sted og dato” i

Tried a new approach

Socialmedi

cin

Page 26: Introduction to epidemiologypublicifsv.sund.ku.dk/~pka/epi19/KSL1.pdf · 2019. 1. 25. · Introduction to epidemiology. punktopstilling, brug ”Sidehoved / Sidefod”. Indføj ”Sted

punktopstilling, brug

”Sidehoved / Sidefod”.Indføj ”Sted og dato” i

Cohort design

Socialmedi

cin

Population

Exposed

Unexposed

Incident case

Number at risk/risk time

Incident case

Number at risk/risk time

Page 27: Introduction to epidemiologypublicifsv.sund.ku.dk/~pka/epi19/KSL1.pdf · 2019. 1. 25. · Introduction to epidemiology. punktopstilling, brug ”Sidehoved / Sidefod”. Indføj ”Sted

punktopstilling, brug

”Sidehoved / Sidefod”.Indføj ”Sted og dato” i

What they observed after 5 years?

Socialmedi

cin

Doll and Hill. BMJ 1956

Page 28: Introduction to epidemiologypublicifsv.sund.ku.dk/~pka/epi19/KSL1.pdf · 2019. 1. 25. · Introduction to epidemiology. punktopstilling, brug ”Sidehoved / Sidefod”. Indføj ”Sted

punktopstilling, brug

”Sidehoved / Sidefod”.Indføj ”Sted og dato” i

What they observed after 10 years?

Socialmedi

cin

Doll and Hill. BMJ 1964

Page 29: Introduction to epidemiologypublicifsv.sund.ku.dk/~pka/epi19/KSL1.pdf · 2019. 1. 25. · Introduction to epidemiology. punktopstilling, brug ”Sidehoved / Sidefod”. Indføj ”Sted

punktopstilling, brug

”Sidehoved / Sidefod”.Indføj ”Sted og dato” i

Two variables are associated if…

1. Causal effect

A Y

2. Share a common cause

C

A Y

3. Condition on a common effect

A Y

Socialmedi

cin

S

Page 30: Introduction to epidemiologypublicifsv.sund.ku.dk/~pka/epi19/KSL1.pdf · 2019. 1. 25. · Introduction to epidemiology. punktopstilling, brug ”Sidehoved / Sidefod”. Indføj ”Sted

punktopstilling, brug

”Sidehoved / Sidefod”.Indføj ”Sted og dato” i

Type of biases

1. Causal effect

A Y Reverse causation

2. Share a common cause

C Confounding

A Y

3. Condition on a common effect

A Y Selection bias

Socialmedi

cin

S

Page 31: Introduction to epidemiologypublicifsv.sund.ku.dk/~pka/epi19/KSL1.pdf · 2019. 1. 25. · Introduction to epidemiology. punktopstilling, brug ”Sidehoved / Sidefod”. Indføj ”Sted

punktopstilling, brug

”Sidehoved / Sidefod”.Indføj ”Sted og dato” i

Randomization

Can we use this design to:

Smoking Lung cancer

Page 32: Introduction to epidemiologypublicifsv.sund.ku.dk/~pka/epi19/KSL1.pdf · 2019. 1. 25. · Introduction to epidemiology. punktopstilling, brug ”Sidehoved / Sidefod”. Indføj ”Sted

punktopstilling, brug

”Sidehoved / Sidefod”.Indføj ”Sted og dato” i

Randomization without intervening

Page 33: Introduction to epidemiologypublicifsv.sund.ku.dk/~pka/epi19/KSL1.pdf · 2019. 1. 25. · Introduction to epidemiology. punktopstilling, brug ”Sidehoved / Sidefod”. Indføj ”Sted

punktopstilling, brug

”Sidehoved / Sidefod”.Indføj ”Sted og dato” i

Genes are used as IV

Page 34: Introduction to epidemiologypublicifsv.sund.ku.dk/~pka/epi19/KSL1.pdf · 2019. 1. 25. · Introduction to epidemiology. punktopstilling, brug ”Sidehoved / Sidefod”. Indføj ”Sted
Page 35: Introduction to epidemiologypublicifsv.sund.ku.dk/~pka/epi19/KSL1.pdf · 2019. 1. 25. · Introduction to epidemiology. punktopstilling, brug ”Sidehoved / Sidefod”. Indføj ”Sted

punktopstilling, brug

”Sidehoved / Sidefod”.Indføj ”Sted og dato” i

CHRNA3 is associated with smoking

Page 36: Introduction to epidemiologypublicifsv.sund.ku.dk/~pka/epi19/KSL1.pdf · 2019. 1. 25. · Introduction to epidemiology. punktopstilling, brug ”Sidehoved / Sidefod”. Indføj ”Sted

punktopstilling, brug

”Sidehoved / Sidefod”.Indføj ”Sted og dato” i

Confounders according to smoking and genotype

Page 37: Introduction to epidemiologypublicifsv.sund.ku.dk/~pka/epi19/KSL1.pdf · 2019. 1. 25. · Introduction to epidemiology. punktopstilling, brug ”Sidehoved / Sidefod”. Indføj ”Sted

punktopstilling, brug

”Sidehoved / Sidefod”.Indføj ”Sted og dato” i

Smoking and all-cause mortality

Page 38: Introduction to epidemiologypublicifsv.sund.ku.dk/~pka/epi19/KSL1.pdf · 2019. 1. 25. · Introduction to epidemiology. punktopstilling, brug ”Sidehoved / Sidefod”. Indføj ”Sted

punktopstilling, brug

”Sidehoved / Sidefod”.Indføj ”Sted og dato” i

Genotype and all-cause mortality

Page 39: Introduction to epidemiologypublicifsv.sund.ku.dk/~pka/epi19/KSL1.pdf · 2019. 1. 25. · Introduction to epidemiology. punktopstilling, brug ”Sidehoved / Sidefod”. Indføj ”Sted

punktopstilling, brug

”Sidehoved / Sidefod”.Indføj ”Sted og dato” i

Mendelian randomization analyses

Page 40: Introduction to epidemiologypublicifsv.sund.ku.dk/~pka/epi19/KSL1.pdf · 2019. 1. 25. · Introduction to epidemiology. punktopstilling, brug ”Sidehoved / Sidefod”. Indføj ”Sted

punktopstilling, brug

”Sidehoved / Sidefod”.Indføj ”Sted og dato” i

Assembling and systemizing evidence

Descriptive Analytical