分析流行病学在暴发调查中的应用.ppt

引例,XX学校有26名学生陆续出现恶心、呕吐、腹痛、腹泻等症状，可能是食物中毒造成，据了解，这些学生平时都在学校食堂就餐 流调人员赶赴医院，制定病例定义，开展病例流行病学个案调查，进行病例样本采样 现场卫生学调查：赶赴学校，对相关负责人和厨房工作人员进行调查，对可疑食物样品进行采集 2病例粪便和某食物检出蜡样芽孢杆菌，综合调查情况，得出结论：该事件为一起因食用学校食堂XX食品造成的食物中毒,爆发调查中有了初步假设，并已经进行了以下步骤，下一步要做什么？,疾病特征 + 时间分布 + 地区分布 + 人群分布 + 通过访谈建立假设 + 考虑异常值 = 得到关于暴露的假设,10 steps of an outbreak investigation,准备现场工作 Prepare for field work,证实暴发存在 Establish existence of an outbreak,Time,Verify the diagnosis 验证诊断,Define, count, and interview cases 定义，计数，采访病例,确定人、地点和时间特征 Characterize person, place and time,Develop a hypothesis 提出假设,Develop analytic study to test hypothesis 通过分析研究验证假说,Reconsider, refine, retest hypothesis 再推敲，修正和再检验假说,实施控制措施 Implement Control,将调查结果进行交流 Communicate Findings,设计一个分析性研究来检验假设,暴发调查中结局已经发生，可以使用回顾性队列研究和病例对照研究验证假说 二者验证暴露假设的可信度基本一致 均是研究既往的暴露和疾病的关联 回顾性的收集既往资料 小范围确定人群可选择回顾性队列研究，未确定人群需要快速调查可选择病例对照研究,病例对照研究和队列研究属于分析流行病学研究方法,流行病学研究设计 Epidemiologic Study Designs,信度 Validity,花费Cost,个案,病例系列,横断面研究,病例对照/回顾性队列研究,队列研究,试验研究,生态学研究,分析性流行病学常使用的术语,病例对照研究的原理,暴露,结局,按照疾病状态确定调查对象，分为病例和对照两组，了解病例组和对照组既往的暴露情况，比较病例组和对照组的暴露率，如果病例组暴露率和对照组暴露率有差异，则认为暴露与发病有关,时间,病例组,研究开始,暴露,暴露,非暴露,非暴露,调查方向,对照组,队列研究基本原理,在人群中，某种暴露与疾病的关系,人群罹患率 = (A+C)/(A+B+C+D),根据人群数据进行一些基本的流行病学比较,率差RD=A/(A+B)C/(C+D) 率比RR=A/(A+B)/C/(C+D)=(AC+AD)/(AC+BC) 比值比OR=(A/B)/(C/D)=(A/C)/(B/D)=AD/BC,率差RD= 50/1000 10/1000 = 40/1000 率比RR= 50/1000 / 10/1000 =5.0,根据人群数据进行一些基本的流行病学比较,从同一2X2表也可以计算比值和比值比 Odds and odds ratios may be calculated from the same 2x2 table,暴露的比值比 疾病的比值比,=(A/C)/(B/D)=AD/BC,=(A/B)/(C/D)=(A/D)/(B/C)=AD/BC,暴露比值比与疾病比值比完全相等 Odds ratios from exposure or disease odds are identical,暴露的比值比= (5)/(95/99) = 5*99/95=99/19 疾病的比值比= (1/19)/(1/99)=99/19,比值比也是病例与非病例的交叉乘积比 OR can be calculated by the cross product of cases and not ill,AD BC,OR=(A/B)/(C/D)=(A/C)/(B/D)=,RR是疾病与总计之间的交叉乘积比 RR can be calculated by the cross product of cases and totals,RR=A/(A+B)/C/(C+D)=A(C+D)/C(A+B) =,AC+AD AC+BC,队列研究中反映疾病和暴露之间关联强度的指标之一：RR（rate ratio，相对危险度）,RR： 暴露组发病或死亡的风险是非暴露组的多少倍,病例 对照 合计 暴露 a b a+b 未暴露 c d c+d 合计 a+c b+d,RR = = =,暴露组的罹患率,非暴露组的罹患率,a/(a+b),c/(c+d),ac+ad ac+bc,病例对照研究中反映疾病和暴露之间关联强度的指标： OR（odds ratio，比值比）,比值（Odds）：某事物发生的可能性与不发生的可能性之比,病例 对照 合计 暴露 a b a+b 未暴露 c d c+d 合计 a+c b+d,比值比OR = = = ad/bc,病例组的暴露的比值,对照组的暴露的比值,a/c,b/d,比值比(OR)与危险比(RR)之间的关系,When RR 1, OR RR,When RR 1, OR RR,When RR = 1, OR = RR = 1,如果疾病很罕见，则 ac 很小， OR 和 RR 几乎一致,RR: a/(a+b) / c/(c+d) =(ac+ad)/(ac+bc) OR: (a/b)/(c/d)=(a/c)/(b/d)= ad/bc,ac+ad ac+bc,ad bc,RR,OR,如果疾病很罕见，则 ac 很小， OR 和 RR 几乎一致,5(999) 1(995),5+5(999) 5+1(995),50(990) 10(950),500+50(990) 500+10(950),4995 995,5000 1000,49500 9500,=5.02,=5.0,= 5.2,=5.0,50000 10000,OR,RR,OR,RR,OR高估RR,Source: JAMA, November 18, 1998Vol 280, No. 19 Whats the Relative Risk?Zhang & Yu,病例对照与队列研究的比较,回顾性队列研究从暴露开始进行抽样,k = 暴露人群抽样比例，1%，10%，70%，100% j = 非暴露人群的抽样比例， 1%，10%，70%，100%,分布结果在表中,抽样比例约除，得到人群的RD, RR, OR,RD=Ak/(A+B)k-Cj/(C+D)j =A/(A+B)-C/(C+D) RR = Ak/(A+B)k/Cj/(C+D)j = A/(A+B)/C/(C+D) = (AC+AD)/(AC+BC) OR = (Ak/Bk)/(Cj/Dj) = (A/B)/(C/D) = AD/BC,病例对照研究是从疾病状态开始抽样,k = 病例中的抽样比例，70%，100%,j = 对照中的抽样比例，0.1%，5%,分布结果在表中,抽样比例约除，得到人群的OR,OR = (Ak/Bj)/(Ck/Dj) = ADjk/BCjk = AD/BC,假定在人群中随机抽取样本作为对照,这种研究称为“病例-参比研究”，或者病例队列研究,此时，交叉积比是人群RR，而非OR,交叉积比 = Ak(C+D)j/Ck(A+B)j =A/(A+B)/C/(C+D) =A(C+D)/C(A+B),=RR,病例对照研究的用途,广泛应用于研究病因、暴发调查和干预措施评价等方面 是研究罕见疾病危险因素的比较实际可行的方法 在公共卫生事件调查中，可为疾病控制所需采取的措施提供依据 例如：学校诺如病毒暴发，调查暴发的危险因素 初步调查：食物和人传人可能性小，水源性暴发非常可能 形成假设：水源污染导致诺如病毒暴发 使用病例对照研究验证该假设，为采取控制措施提供依据,病例对照研究的分类,未匹配(成组)病例对照研究 匹配的病例对照研究 频数匹配 个体匹配,病例对照研究的主要步骤,提出假设 定义并选择病例 定义并选择对照 确定样本量 测量暴露 比较病例和对照的暴露史,提出假设,通过查阅文献、病例访谈以及描述流行病学等工作的基础上，确定待检验的可疑危险因素 例如：学校诺如病毒胃肠炎暴发中，学生饮用桶装水是诺如病毒胃肠炎发病的危险因素,定义并选择病例,病例的定义 可根据待研究疾病已有的标准，或自己根据实际情况制定一个病例定义的标准 病例的选择原则 尽量提高特异度，选择确诊病例和可能病例，以减少错误分类 选择新发的病例，回忆清楚 病例要有代表性,病例的来源,医院的病人（容易产生选择偏倚） 人群中的病例 某种研究队列中随访发现的病例 以及其他疾病登记系统、保险公司记录中的病例等,应注意是否能代表病例的总体,疑似病例：2013年5月1日以来，该县年龄在14岁以下，急性起病，发热37.5，伴头痛或呕吐者（不伴腹泻的呕吐） 可能病例：疑似病例中脑脊液呈病毒性脑炎样改变 确诊病例：疑似病例或可能病例中，从粪便或脑脊液标本中分离出Echo30病毒,2013年5月20日，某市CDC报告A县发生病毒性脑炎流行，14y,各年龄组发病率、男女发病率均无统计学差异 病例比较分散，14个乡镇都有病例，每个村0-5名病例,假设：接触病例、洗手习惯，喝生水,60名疑似，60名可能病例，30名确诊病例,根据病例的实际分布，选择主要病例，解释暴发的主要原因,某小学菌痢爆发，各年级均有病例，三间分布提示水源污染，如何选择病例？,不同阶段的病例发病原因可能不同，每个高峰要分别选择病例和对照,2012年,2013年,第一峰：人传人？ 水源？,第二峰：人传人？ 水源？,定义并选择对照,对照的要求 非病例：排除隐性感染和轻型病例 有发病的可能：以前未患所研究的疾病（如水痘暴发） 来自病例所在的源人群，有相同暴露机会 对照有代表性 除了要研究的暴露因素外其他与病例越相似越好 为控制混杂因素，可按照匹配因素选择对照(个体匹配),在“封闭的人群”中选择对照,常常有各群组的名单 例： 工厂 学校 小村庄 聚餐人员,用单纯随机、系统抽样或其他方法来抽样 若各群组罹患率不同，应使病例和对照中各组人数平衡,在“开放”人群中选择对照,没有名单 例： 大单位或工厂 城镇 城市 县 省 国家,根据入选标准，从范围较小的人群中选择,将人群根据以下特征进行定义 时间 地点 人群 用入选标准，从这一假定人群中选择对照,举例1：对照要来自病例所在的源人群,某乡镇有学校A和学校B,学校A发生腹泻暴发，病例均在A校，学校B没有病例 现开展病例对照研究，查找危险因素，对照应该从哪个人群中选择？,源人群：学校A的学生,假设：饮用某品牌桶装水导致暴发,举例2：对照要来自病例所在的源人群,某学校学生发生食物中毒，共有120名病例 学校共有1800名学生，1000人在食堂吃饭，800人不在食堂吃饭 所有120名病例均在学校食堂就餐 现开展病例对照研究，查找危险食品，对照应该从哪个人群中选择？,源人群：在食堂就餐的1000学生,假设：在食堂食用某种食品导致暴发,举例3，某县发生病毒性脑炎流行， 60名可能病例和30确诊病例,各年龄组发病率、男女发病率均无统计学差异 病例比较分散，14个乡镇都有病例，每个村0-5名病例 在病例所在村庄的邻村（无病例发生的村庄）选择相似年龄的正常儿童 对照的选择方法是否合适？,选择了外对照！,举例4,医院呼吸科就诊的儿童不能代表社区源儿童,举例5：在一个工厂中的发生某种疾病的爆发，如何选择病例和对照？,举例6：在一个工厂中的爆发，如何选择病例和对照？,B,E,F三个车间放在一起随机抽，D, G,H三个车间的病例作为outlier,举例7：在一个1,110,000人的城市中有150个病例。需要随机选择对照,如何选择对照？ 要考虑哪些问题？ 假定我们随机选择了150名对照,但是，分析时却发现病例和对照的分布如下,为什么会发生这样的问题？,因为大多数暴露都发生在较小的人群组内,所面临的问题与前面“封闭”人群中的情况相似,几种常用的对照来源,社区为基础的人群 邻居 朋友、同事和同学 家庭成员 医院或门诊其他患者,社区人群对照,对照来自病例所在的社区 通常采取概率抽样或随机抽取电话号码的方法 优点 如果是随机抽样，代表性非常好，偏倚小 如果是全人群的一个样本（抽中调查对象中可能包括病例，叫case-base study），可以计算RR值 缺点 成本较高（找到抽样框架、入户、打电话） 应答率可能较低，产生偏倚,医疗机构对照,对照来自病例就诊的同一家医疗机构 优点: 容易获得和调查 如果对照患病，容易被诊断和发现 缺点 对照为特殊人群，不代表源人群，暴露率与源人群暴露率可能不同，可以在多个科室选择 研究院内感染的危险因素、早期快速发现可疑危险因素，可以使用,邻居对照,“邻居”的含义 不是指隔壁，是指和病例在同一个居住小环境的人 邻居的范围 和病例同一个楼的所有20-49岁的人 距病例家250米以内的所有居民 应当按照随机的原则在病例的邻居中选择对照 周围若干户家庭中随机选择1户，非隔壁,邻居对照,优点: 方便 平衡了社会因素和地理位置等 缺点： 暴露可能与空气、水源，住房周围环境有关，导致过度匹配 邻居不在时需要随访,家庭成员对照,除了疾病外，很多方面都和病例相似 暴露机会和病例也相似 可以评价在家庭外部的暴露，如餐馆就餐 操作上非常容易、省时省力，应答率高 缺点： 如果按照年龄和性别匹配，受到限制,朋友、同学、同事对照,优点 病例与对照间许多因素类似 实施较容易，常常配合良好 缺点 被人提名作为对照，常常与暴露有关 病例影响对照的选择 重复：同一个人可能被两个病例所提名,对照的匹配：控制混杂因素的方法之一,混杂因素具有三个条件 是所研究疾病的危险因素 与所研究的因素有联系 不是所研究的因素与疾病之间因果链上的中间环节 控制混杂的方法 限制：对研究对象的入选条件进行限制 匹配 随机化 统计方法：分层分析，多因素分析,匹配的原则 对已知的或怀疑的混杂因素进行匹配，如年龄 只匹配一些最重要的，明显可致混杂的变量 如学校发生腹泻暴发，各班级间罹患率无统计学差异，则无需按照病例的班级进行匹配,匹配的优点 使对照在某些因素（非暴露因素）上与病例保持一致，以达到在设计阶段控制混杂，这样两组的差别就应该是暴露所导致的差别 提高检验效能，减少样本量 匹配的缺点 研究者必须明白匹配的变量，如果对非混杂因素进行匹配，降低效率 不能对匹配的因素与疾病的关联进行分析 多个匹配因素时，增加了选择对照的难度,匹配的种类,频数匹配：为一组病例按照匹配因素配上一组对照 如：为病例人群中男女比例为1:2，对照人群中男女比例也要保持在1:2 个体匹配：为每个病例按照匹配因素配上1个或多个对照 如：为每个病例按照同性别、同居住地范围的原则分别选择2个对照,按照性别 1:1频组匹配的病例对照研究,按照性别、村庄1:2个体匹配的病例对照研究,个体匹配的病例对照研究：随着对照数量的增加，检验效率增加，当比例达到1：4时，选择对照比较困难，而且增加的检验效能甚微,研究效率M/(M+1),匹配时应注意的问题,防止过度匹配 过度匹配是指对不起混杂作用的因素进行匹配，其中有的可能是疾病的潜在危险因素，或是暴露与疾病联系因果链中的一部分、或与所研究的暴露有关。 过度匹配可导致低估危险性。有时因匹配因素过多，难以找到对照，不得不将部分病例也放弃。 匹配的对照设计，在资料分析时也要采用匹配的分析方法，设定对子数。,病例和对照的样本量大小的确定,病例和对照总和达到100-200左右 20名病例， 80-120名对照（1：4-5） 40名病例， 80-120名对照（1：2-3） 60名病例， 60-120名对照（1：1-2） 可以用公式计算 可以用软件计算 epiinfo,样本量和把握度的计算,非匹配的病例对照研究的所需参数,填入需要的五个指标，按F4计算结果,可以更改任何一个变量后按F4重新计算结果,样本量不是越大越好,样本含量过大会影响调查的质量 调查的方法和要求难以统一 调查者的负担也重，耗时长,测量病例和对照的暴露因素,暴露因素：研究对象曾经接触过某些因素，或具备某种特征，或处于某种状态。可以是有害的，也可以是保护性的,举例 接种疫苗 某种行为：医院就诊、去游泳池 某种习惯：洗手 食用某种食品 使用过某种药物 周围环境,获取暴露信息,获得暴露信息的方法 问卷：面访、自填 病历记录：药物 接种记录：疫苗 现场测量：苍蝇密度、身高、体重、环境有毒物质剂量 实验室检测：对血液、尿液各种物质含量的检测 暴露状态 是/否 剂量：时间长短、次数、数量 暴露方式：皮肤、口、呼吸道,习惯性行为的测量使用频数,频数：总是，经常，有时，从不 3分 2分 1分 0分 洗手 打喷嚏时是否用胳膊或者纸巾遮挡 共用毛巾 喝生水,病例和对照要用同样的方式了解同期内的暴露情况,使用同样的调查工具、同样的调查方法 了解同期内的暴露情况 例如：确诊流感病例的危险因素研究 病例：每周实验室确诊的流感病例，电话调查 对照：每周从病例所在地区随机拨打电话找对照,比较病例和对照的暴露史,OR值的点值估计及其95CI OR是比值比，范围从0到无穷大 OR = 1，说明暴露因素与疾病无关联 OR 1，说明暴露因素与疾病存在“正”关联，是疾病的危险因素 OR 1，说明暴露因素与疾病存在“负”关联，是疾病的保护因素 判断暴露与疾病的关系是否有统计学差异 95%CI不包含1差异有统计学意义，95%CI包含1则无统计学意义 也可通过X2和P值判断，P0.05，说明有统计学意义 不能只依靠95%CI或P值判断，需结合点值估计和样本量 样本量大，更容易检验出差异 样本量小，不容易检验出差异,单一的暴露因素时，使用单因素分析方法即可 如有多个暴露因素时，需采用分层或多因素分析的方法 有些危险因素可进一步分析剂量反应关系 如：学校菌痢暴发中，饮用生水量越多，发病风险越高,1：1配对四格表与普通四格表的区别：格子中的数字为对字数,1：n配对OR值计算公式,=暴露病例中暴露状况不一致的对子（DPs）总数 /非暴露病例中暴露状况不一致的对子（DPs）总数,练习1：人感染H7N9禽流感案例,回顾性队列研究,优 点,缺 点,资料积累时未受到研究者的控制，内容上未必 符合要求 需要完整可靠的暴露和结局的历史记录或档案材料,确定研究因素 确定研究结局 确定研究现场与研究人群 确定样本量 资料的收集与随访 质量控制,研究设计与实施,确定研究因素,暴露因素：在描述性研究和病例对照研究的基础上确定 可能影响结局的因素：混杂因素及人口学特征等,发病、死亡、健康状况和生命质量 定性或定量 可多个或多方面,确定研究结局,吸烟,吸烟,慢性支气管炎,冠心病,肺癌,结局的测量 采用国际或国内通用的标准,暴露人群选择,对照人群的选择,确定样本量,影响样本量的因素,暴露组与对照组的比例 对照人群中所研究疾病的发病率p0 暴露组与对照组人群发病率之差p1-p0 第一类错误值 把握度(power) 1-,: 两个发病率的平均值 p1：暴露组预期发病率 p0：对照组预期发病率,样本量的计算： 公式计算（条件 暴露组和对照组样本含量相等） 软件,队列研究样本量的参数,填入需要的五个指标,可以更改任何一个变量后按F4重新计算结果,资料的收集与随访,随访(follow up),随访对象、内容和方法 随访间隔 随访者 观察终点（研究对象出现了预期的结果） 观察终止时间（整个研究工作截止的时间）,资料收集方法,相对危险度 归因危险度 归因危险度百分比 人群归因危险度 人群归因危险度百分比 剂量-反应关系,相对危险度（relative risk, RR ）,又叫危险度比（risk ratio）或率比(rate ratio, RR) 即暴露组的发病率与对照组发病率之比。,归因危险度 (attributable risk, AR ),又叫率差 、超额危险度 即暴露组发病率与对照组发病率相差的绝对值,RR与AR的区别,（1