病例對照研究二

1、多階段復(fù)合設(shè)計研究,多階段復(fù)合設(shè)計研究,第四軍醫(yī)大學(xué)流行病學(xué)教研室王 波,多階段復(fù)合設(shè)計研究,巢式病例對照研究 病例隊列研究 病例病例研究 病例交叉研究,多階段復(fù)合設(shè)計研究,病例對照研究和隊列研究的比較,多階段復(fù)合設(shè)計研究,1973年美國統(tǒng)計學(xué)家 Mantel 提出 1982年 Mitttien 正式定義為巢式病例對照研究 又稱套疊式或嵌入式病例對照研究、隊列內(nèi)病例對照研究（case-control s

2、tudy nested in a cohort）,一、巢式病例對照研究（nested case control study),多階段復(fù)合設(shè)計研究,1. 設(shè)計原理,先選定一高危人群組成研究隊列，并完成基線調(diào)查，采集擬檢測的標本凍存，然后隨訪一定時間，將新發(fā)病的病例從隊列中提出，組成“病例組”；同時從隊列中沒有發(fā)病的研究對象中按配比要求，用隨機抽樣法選擇相應(yīng)的“對照組”。,多階段復(fù)合設(shè)計研究,,,,,研究隊列,病例組,對照組（配對）,

3、統(tǒng)計分析（病例對照）,,,,,,隨訪,發(fā)病,未發(fā)病,巢式病例對照研究示意圖,（基線調(diào)查）,多階段復(fù)合設(shè)計研究,建立研究隊列完成基線調(diào)查，標本采集和保存隨訪一段預(yù)定的時間確定隨訪期內(nèi)發(fā)生的所研究疾病的全部病例按一定條件和比例從同隊列中選取對照 抽出病例、對照的基線調(diào)查資料和生物標本進行化驗調(diào)查資料統(tǒng)計分析 獲得研究結(jié)果并做出結(jié)論,2. 研究步驟,多階段復(fù)合設(shè)計研究,暴露因素和標本收集先于發(fā)病, 符合因果推論要求。以人群為

4、基礎(chǔ),收集資料先于發(fā)病,選擇偏倚和調(diào)查偏倚較小。建立一個隊列，可進行多項相關(guān)研究 病例和對照組代表性、可比性較好。研究樣本較隊列研究小,節(jié)約人力物力。,3. 主要特點,多階段復(fù)合設(shè)計研究,某研究者擬進行HBsAg陽性與肝癌的的風(fēng)險之間的關(guān)系，擬從一萬名非肝癌的人群中抽取血樣，并作血清學(xué)檢查。然后，追蹤隨訪觀察10年，了解和比較當(dāng)初血清學(xué)檢查結(jié)果與肝癌發(fā)生率之間的關(guān)系。,多階段復(fù)合設(shè)計研究,隊列研究的設(shè)計： 對一萬份

5、血樣做血清學(xué)檢查，將全部受試者按檢查結(jié)果分為“陽性與陰性”兩組，分別追蹤觀察10年；,巢式病例-對照研究的設(shè)計： 將一萬份血樣冷凍儲存，假定經(jīng)過10年之后，200人發(fā)生了肝癌，找出儲存的這200個病例的血樣，并從非肝癌的9800人中隨機抽出一部分（如400份），只檢查這600份血樣。,多階段復(fù)合設(shè)計研究,4.應(yīng)用實例一,橡膠職業(yè)暴露與肺癌發(fā)生的巢式病例對照研究,（1）研究目的 探討橡膠職業(yè)暴露與肺癌發(fā)

6、生的關(guān)系（2）確定隊列 以橡膠廠工人作為觀察隊列。隊列建于1972年，隨訪至1995.12.31（23年）。隊列成員1598人。（3）資料收集 職業(yè)暴露的歷史記錄和勞動衛(wèi)生學(xué)調(diào)查有關(guān)的資料，以確定職業(yè)暴露、生活飲食習(xí)慣及經(jīng)濟狀況等變量。（4）隨訪：死亡51例肺癌病例。,多階段復(fù)合設(shè)計研究,,（5）選擇對照 性別相同、年齡±3歲為條件，在計算機內(nèi)隨機抽樣

7、匹配。1：4配對。（6）資料分析 應(yīng)用條件似然估計參數(shù)計算各危險因素與肺癌死亡的OR值。其中，亞硝胺暴露的OR為2.7。（7）結(jié)論 亞硝胺是導(dǎo)致橡膠工人中肺癌危險度增高的主要職業(yè)性因素。,多階段復(fù)合設(shè)計研究,結(jié)腸癌和直腸癌危險因素的巢式病例對照研究,陳坤，等. 　中華流行病學(xué)雜志，2001，22（6）：439-441,（1）研究目的：探討結(jié)腸癌和直腸癌的危險因素（2）確定隊列：198

8、9年5月至1990年4月，在浙江省嘉善 縣所屬的10個鄉(xiāng)鎮(zhèn)中對30歲以上人群共 75842人進行了結(jié)、直腸癌篩檢，共有 64693人參加了篩檢，應(yīng)答率為85.3%。 該篩檢人群即為本研究的隊列人群。,4.應(yīng)用實例二,多階段復(fù)合設(shè)計研究,（4）隨訪：依據(jù)嘉善縣結(jié)、直腸癌登記報告制度，對該隊 列

9、進行隨訪。,（3）基線資料收集： 一般情況：年齡、性別、職業(yè)、文化水平等； 個人習(xí)慣：飲食情況、飲水情況、煙酒嗜好等； 臨床情況：大便性狀的改變、腹部手術(shù)史、腸道疾病 史、哮喘過敏史、腫瘤家族史、鉤蟲病史、 藥物服用史及精神刺激史等。,多階段復(fù)合設(shè)計研究,（5）病例組和對照組的選擇： 病例組：該隊列人群在1990.5至1998.12新發(fā)生的結(jié)、直

10、 腸癌196例。病例中病理診斷占77.1%，手術(shù)診斷 占10.2%，內(nèi)窺鏡診斷占11.7%。對照組：按成組設(shè)計的原則，在上述6.4萬余隊列資料的計 算機數(shù)據(jù)庫中，完全隨機地抽取了980名未發(fā)生結(jié)、 直腸癌者。病例與對照人數(shù)的比值為1:5。,多階段復(fù)合設(shè)計研究,（6）調(diào)查方法及質(zhì)量控制： 1989-1990年篩檢時的基線調(diào)查由經(jīng)過專門培訓(xùn)的鄉(xiāng)、村衛(wèi)生院醫(yī)生擔(dān)任，

11、并備有專門的《調(diào)查員手冊》作為統(tǒng)一詢問和填表的標準。調(diào)查詢問除因受檢對象外出外，均無拒檢。（7）資料整理和分析： 調(diào)查資料由專門人員兩次輸入計算機，經(jīng)校對無誤后進行分析。單因素和多因素非條件logistic回歸分析。,多階段復(fù)合設(shè)計研究,,多階段復(fù)合設(shè)計研究,,多階段復(fù)合設(shè)計研究,,多階段復(fù)合設(shè)計研究,二、病例隊列研究（case-cohort study）,對于巢式病例對照研究而言， Prentice RL（1986年）認為：

12、①如果在此隊列基礎(chǔ)上進行多項病例對照研究，每次研究均要選取對照，甚為費事；②按指示病例條件選取的配對對照，對于全隊列人群而言，可能是一個有偏樣本，代表性不強，與病例對照研究中對照組的要求不符。因此，作者提出：在隊列建立后，以隨機抽樣或分層隨機抽樣從基礎(chǔ)隊列中抽出一個有代表性的子隊列（Sub-cohort)， 以之作為對照，以解決上述兩個問題。,也稱病例參比式研究。,多階段復(fù)合設(shè)計研究,1. 設(shè)計原理 建立研究隊列

13、，從全隊列中采用隨機或分層隨機抽樣的辦法，選取一定比例的樣本作為對照組，以隊列中所有隨訪的病例作為病例組，然后用一定的統(tǒng)計方法比較分析兩組資料。,多階段復(fù)合設(shè)計研究,選擇隊列,確定病例組,確定對照組,收集資料,統(tǒng)計分析,,用病例對照研究的分析方法估計OR值，用準似然危險度估計RR值，用Cox模型進行多因素分析等。,,,,2. 實施方法,基線資料,隨訪,,,多階段復(fù)合設(shè)計研究,A1和A0分別表示子隊列暴露組中的發(fā)病人數(shù)和非暴露組

14、的發(fā)病人數(shù)，B1和B0暴露組的人數(shù)和無暴露組的總?cè)藬?shù)。,準似然危險度（pseudo risk）：將子隊列按有暴露史和無暴露史分為兩個相對人群，分別計算暴露組和非暴露組的發(fā)病率。,估計關(guān)聯(lián)強度,多階段復(fù)合設(shè)計研究,OR=ad/bc,病例隊列研究統(tǒng)計分析四格表,多階段復(fù)合設(shè)計研究,病例-隊列研究與巢式病例對照研究不同奌,對照是隨機選取，不與病例進行配比。 隨機對照中的成員如發(fā)生被研究的疾病，既作為 對照，又同時作為病例。

15、可以同時研究幾種疾病，不同疾病有不同的病例 組，但對照組都是同一組隨機樣本。,多階段復(fù)合設(shè)計研究,3.應(yīng)用實例一,乙肝病毒感染與肝細胞癌關(guān)系的研究,1982年7月至1983年6月，在廣西省兩肝癌高發(fā)縣組建了7 917名25歲至64歲無肝癌的男性組成的隊列，調(diào)查了隊列成員的基本人口學(xué)資料，抽血分離血清-20℃保存。1984年7月、1985年11月和1986年9月對此隊列成員的生命統(tǒng)計資料進行了隨訪。 1987年5月至6月對2

16、 072份血清標本進行了HBsAg 檢查。這些標本包括:①截至1986年7月31日隊列中的所有死亡病例149例,其中肝癌死亡76例。②全隊列按年齡組(10歲)分層隨機抽樣(約25％)的子隊列(Subcohort)共1 923份。,多階段復(fù)合設(shè)計研究,巢式病例對照研究： 為每例肝癌從隊列中按同民族、年齡相差兩歲以內(nèi)、居住地相同的候選人中，隨機抽出4例作為對照 ，按匹配病例對照設(shè)計進行統(tǒng)計分析。病例隊列分析： 在子隊列1923

17、人中，HBsAg陽性為442例，與76例肝癌死亡病例的HBsAg情況進行比較。,多階段復(fù)合設(shè)計研究,乙肝感染與肝癌關(guān)系的巢式病例對照研究和病例隊列研究結(jié)果比較,多階段復(fù)合設(shè)計研究,對子隊列按標準隊列研究分析，已知： HBsAg（＋）組肝癌死亡率：953.8/10萬 HBsAg（－）組肝癌死亡率：17.5/10萬, RR=55.1（95% CI= 7.3-414.0）,多階

18、段復(fù)合設(shè)計研究,三、病例-病例研究（case-case study）,基因與環(huán)境因素交互作用的研究：環(huán)境因素暴露對不同亞型病例作用差異的研究:傳統(tǒng)病例對照研究不用專門對照組，而通過不同基因型病例進行分析。,Taylor 1989年提出了case-case study 的設(shè)計方法。,同義詞：case-only studies case-series study,多階段復(fù)合設(shè)計研究,病例分型標志通常有

19、： ①基因型：如P53突變陽性、陰性 ②病因型：如出血型腦卒中與缺血型腦卒中 ③病理型：如食管癌的鱗癌和腺癌 ④暴露史型：如吸煙史陽性肺癌、吸煙史陰性肺癌 ⑤一般生物標志型：如HBsAg+、HBsAg-,多階段復(fù)合設(shè)計研究,病例對照研究中環(huán)境因素與疾病關(guān)聯(lián)強度的分析,病例對照研究中易感基因型與疾病關(guān)聯(lián)強度

20、的分析,基因、環(huán)境交互作用 ??,（一）基因與環(huán)境因素交互作用的研究,多階段復(fù)合設(shè)計研究,病例對照研究中基因、環(huán)境因素交互作用分析,ORge≥ORg+ORe-1: 相加模型 ORge≥ORg×ORe: 相乘模型相乘模型協(xié)同作用指數(shù)(Synergic index of mutiplication, SIM)的計算公式為: SIM=ORint=ORge/(ORg

21、5;ORe),多階段復(fù)合設(shè)計研究,假設(shè)：基因與環(huán)境的作用相互獨立 則: ORint=ag/ce,多階段復(fù)合設(shè)計研究,通過對不同基因型病例危險因素暴露史的對比分析，研究疾病的基因-環(huán)境的交互作用。,因此， case-case study 研究基因-環(huán)境交互作用的設(shè)計原理為：,多階段復(fù)合設(shè)計研究,應(yīng)用實例：河南省林州市食管癌病因的分子流行病學(xué)研究,食用酸菜與P53對食管癌的協(xié)同作用分析,病例對照研究的SIM： ORint=

22、19.86/(3.43×4.33)=1.34 病例-病例研究的SIM：ORint=(6×55)/(19×10)=1.74,多階段復(fù)合設(shè)計研究,（二）環(huán)境因素對不同亞型病例作用差異的研究,設(shè)計原理 選取一組病例，對疾病可按基因型(如P53陽性、P53陰性)，臨床類型（如出血型與缺血型腦卒中），病理學(xué)類型（如食管癌的鱗癌和腺癌）等區(qū)分為不同亞型，然后按某種標志分為兩個亞組，分析某種環(huán)境因素暴露

23、對不同亞型病例作用的差異，研究其病因的差異性，為不同亞型病例的防治措施提供依據(jù)，這種方法已被廣泛應(yīng)用。,多階段復(fù)合設(shè)計研究,OR(P53+)=af/ce=(28×31)/(6×10)=17.3 OR(P53-)=bf/ed=(6×31)/(6×7)=4.4病例對照研究：OR(P53+)/OR(P53-)=17.3/4.4=3.9 病例系列研究：OR(P53+)/OR(P53-)=ad/bc=

24、4.4結(jié)論：表明吃酸菜對P53+食管癌的作用強于對P53-食管癌,酸菜具致突變性，也可能參與P53+的形成。,應(yīng)用實例：食用酸菜對不同P53表達食管癌作用分析,多階段復(fù)合設(shè)計研究,主要特點,研究對象： 僅為某類可再分亞型的病例。研究假設(shè)的前提： 研究的基因型與研究的環(huán)境因素相互獨立。,多階段復(fù)合設(shè)計研究,優(yōu)越性： 僅用病例作為研究對象，直接對患病的兩個亞組比 較，免除收集對照組資料，尤其是生物標本

25、的麻煩。 估計交互作用，所需樣本量小，精確度較高，同時 也避免了由于選擇對照而可能產(chǎn)生的選擇偏倚。局限性： 不能估計主效應(yīng)因素（基因、環(huán)境）與疾病的關(guān)系。 只能分析其相乘模型作用，而不能分析其相加模型 協(xié)同作用。,多階段復(fù)合設(shè)計研究,病例對照研究與病例-病例研究所需樣本數(shù)比較,多階段復(fù)合設(shè)計研究,四、病例交叉研究（case-crossover design）,Maclure在1991年提出提出了case-

26、crossover design，目的是為了研究某種危險因素短暫暴露觸發(fā)急性臨床事件的危險性。,臨床上有許多誘發(fā)因素導(dǎo)致的突發(fā)事件值得研究,誘發(fā)因素的闡明有利于突發(fā)事件的預(yù)防。如腦梗塞、腦出血、心肌梗塞、猝死、消化道出血等。對于這些事件的誘發(fā)因素，雖可用傳統(tǒng)病例對照研究，但對照選擇不易。,多階段復(fù)合設(shè)計研究,這種方法是根據(jù)臨床經(jīng)驗和文獻資料，確定一個急性事件發(fā)作的風(fēng)險期（hazard period）, 即可疑危險因素暴露至急性事件發(fā)生之

27、間的誘發(fā)期。風(fēng)險期也可在調(diào)查資料的分析中選定。,如Mittleman等在關(guān)于強體力活動誘發(fā)急性心肌梗塞的調(diào)查資料分析中發(fā)現(xiàn)，發(fā)作前１小時為風(fēng)險期所得相對危險度最高，2－5小時相對危險度明顯下降，且趨于穩(wěn)定，故將風(fēng)險期選定為心肌梗塞發(fā)作前１小時。,多階段復(fù)合設(shè)計研究,強體力活動誘發(fā)急性心肌梗死：,（可疑危險因素暴露至急性事件發(fā)生之間的誘發(fā)期),交叉：同一病例在風(fēng)險期暴露，成為病例，對照期暴露或不暴露均未發(fā)病，為對照。,,多階段復(fù)合設(shè)計研

28、究,1. 設(shè)計原理 比較同一研究對象在事件(如發(fā)病、死亡)發(fā)生時或稍前時(風(fēng)險時段)的暴露情況和事件未發(fā)生時（通常為比風(fēng)險期更早的某一時段，即對照時段）的暴露情況，分析比較病例在風(fēng)險時段和對照時段的暴露頻率差異，計算OR值。,多階段復(fù)合設(shè)計研究,OR=c/b,病例交叉對照研究資料歸納模式,多階段復(fù)合設(shè)計研究,2. 主要特點,優(yōu)點： 無需選擇對照，可比性好 有效地控制個體特異性，如年齡、性別、遺傳、社 會經(jīng)濟條件等因素的

29、混雜效應(yīng) 特別適用于罕見急性事件, 如車禍、傷害、心血管事 件、支氣管哮喘等研究 節(jié)約樣本量,節(jié)省人力、物力、財力, 便于組織實施。,多階段復(fù)合設(shè)計研究,,缺點： 研究時段的設(shè)定要恰當(dāng)，過長、過短均會導(dǎo)致誤差。 對近時段和遠時段暴露情況的記憶差別也可能引起 回憶偏倚。其結(jié)果代表短期的危險, 而不是累積危險。,多階段復(fù)合設(shè)計研究,3.應(yīng)用實例1：消化性潰瘍病顯性出血誘發(fā)因素的研究,王來山，等.中華流行病學(xué)

30、雜志,1995，16(3):164-165,消化性潰瘍顯性出血(PUEB)139例，每例PUEB選一同性別、年齡相差＜5歲的消化性潰瘍無出血(PUNB)者作對照，1∶1配比。對PUEB者出血之前最近10日內(nèi)(風(fēng)險期)，以及風(fēng)險期前10日(對照期)內(nèi)相關(guān)因素進行調(diào)查：,劇烈運動（運動時被迫張口呼吸）、慢性過度疲勞（非劇烈運動所致過度疲勞、經(jīng)8小時休息體力仍不能恢復(fù)）、精神惡性刺激、暴食（≥平均每餐量的2倍）、空腹（非睡眠狀態(tài)連續(xù)12小時

31、未進食物）、腐敗食物、大量飲酒（2小時內(nèi)飲酒量120克,濃度>38%）、非甾體抗炎藥(NSAID)史等。,研究對象和方法,多階段復(fù)合設(shè)計研究,對照的調(diào)查：病例對照研究：以其指示病例的調(diào)查期間為調(diào)查時間，對 對照同樣調(diào)查其各種研究因素的暴露情況。病例交叉研究：以每例PUEB者發(fā)現(xiàn)出血前10日內(nèi)為觀察時 段,倒計時第11～

32、20日內(nèi)為對照時段, 對兩時 段各因素存在情況進行調(diào)查。,多階段復(fù)合設(shè)計研究,消化性潰瘍出血的配比及自身對照資料分析,多階段復(fù)合設(shè)計研究,3.應(yīng)用實例2：道路交通傷害的病例交叉研究,袁萍，等.中華流行病學(xué)雜志,2005，26(8):600-603,研究對象:所有研究對象為2004 年2 - 9 月在成都市區(qū)發(fā) 生車禍并負有主要責(zé)任以上的四輪機動車駕

33、 駛員,調(diào)查時間距離事故時間在4 天以內(nèi)。研究方法:根據(jù)不同危險因素的特點,設(shè)立危險期和對照期, 收集研究對象危險期和對照期內(nèi)的暴露信息。質(zhì)量控制:對每個研究變量進行了明確定義; 采用匿名方式, 駕駛員進行面訪; 調(diào)查時機一般是在交警處理完 事故再進行調(diào)查;及時與交警和事故非責(zé)任(次責(zé)) 方聯(lián)系以核實駕駛員回答問題的真實性。,研究對象和方法,多階段復(fù)合設(shè)