病例对照研究casecontrolstudy.ppt

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1、病例对照研究 Case Control Study,第5章,郑州大学公共卫生学院,本章要点,1.病例对照研究的基本原理、概念 2.病例对照研究的实施 3.病例对照研究资料分析 4.病例对照研究常见的偏倚及其控制 5.病例对照研究的优缺点,第一节 概述,一、定义、基本原理及有关概念 二、用途 三、特点,1.定义： 选定患某病病例和未患该病的对照，分别调查其既往暴露于某个（或某些）危险因子的情况及程度，以判断暴露危险因子与某病有无关联及其关联程度大小的一种观察研究方法。,2.基本原理,a,c,b,d,（1）a/a+c=b/b+d 暴露因素与疾病无关 （2）a/a+cb/b+d 暴露因素为疾病危险因

2、素 （3）a/a+cb/b+d 暴露因素为疾病保护因素,回顾性,3.有关概念 （1）暴露：指曾经接触过某种研究因素或具备某种特征。 （2）危险因素：能使人群发病率升高的因素。 （3）保护因素：能使人群发病率降低的因素。 二、用途： 1.广泛探索疾病的危险因素。 2.深入检验某个或某几个病因假说。,三、特点 1.属于观察法 2.设立对照组 3.观察方向由“果”及“因” 4.不能确实证明暴露与疾病的因果关系。,第二节 病例对照研究的种类,（一）病例与对照不匹配的病例对照研究,随机抽样,随机抽样,要求对照人数应多于或等于病例人数。,（二）病例与对照匹配的病例对照研究 匹配：即要求对照组在某些因素或特

3、性上与病例组保持相同。 匹配的目的：排除匹配因素对研究结果的干扰。 一般与疾病及所怀疑的病因因素都有联系的因素，可能是混杂因素，可选为匹配因素。 所选的匹配变量的作用不能评价，因此欲分析其作用的变量不能匹配，否则会导致匹配过头。,匹配过头：就是把非混杂因素而可能是危 险因素的因素进行了匹配，导 致该因素不能分析。 匹配的优点（1）增加流行病学效率。 （2）排除非研究因素的影响。 匹配的缺点： （1）选择对象复杂。 （2）需匹配因素多时，难以决 定合适的匹配因素。 （3）有时可导致匹配过头。,匹配的种类 1.成组匹配：就是要求对照组匹配因素所 占比例与病例组一致。 2.个体匹配：以每一病例为单位

4、，选择在 某些特征或变量方面与病例 一致的一个或几个对照，组 成计数和分析的单位。,第三节 病例对照研究的实施,（一）明确目的 （二）选择适宜的对照形式 1.广泛地探索疾病的危险因子不匹配，成组匹配。 2.罕见病个体匹配。 3.对照的性质兄弟，姐妹，邻居等为对照个体匹配。,（三）研究对象的选择： 基本原则 代表性 病例能代表总体的病例 对照能代表产生病例的总体人群或源人群 可比性 两组主要特征方面无明显差异,1.病例的选择：病例是指患所研究疾病者。 （1）诊断标准：应尽量采用国际和国内统一的 标准。 （2）病例来源： 1）来源于医院： 2）来源于社区 （3）对病例其他特征的规定： 如性别、年龄

5、、民族等。其目的是控制外 部因素，增加可比性。 （4）病例有三种：新发病例、现患病例和死亡 病例。,2.对照的选择：对照是指未患所研究疾病者， 可以是健康人，也可以是患与 所研究疾病病因无关的其他疾 病的病人。 （1）对照应代表病例的源人群。 （2）对照的来源： 1）同一或多个医疗机构中诊断的其他病例； 2）病例的邻居或所在同一居委会、住宅区内的健康人或非该病病例； 3）社区团体人群中的非该病病例或健康人； 4）病例的配偶、同胞、亲戚、同学或同事。,（3）选择对照应注意： 1）对照必须不患所调查的疾病，不是隐性病例，也不是处于潜伏期的病例。 2）与病例的病因因素无关或无联系；如肺癌，慢性支气管

6、炎，肺结核均可能与吸烟有关，不能互为对照。 3）必须与病例选自同一人群，即在研究时他如患病，他将是被研究的病例。 4）选择的方法应事先规定，规定后要严格遵守，不可随意更改。 5）对照与病例组除要比较的因素外，其他各方面的特性应尽量一致，即所谓均衡。,（四）样本含量的估计 1.影响样本大小的因素 (1).研究因素在对照组中的暴露率P0； (2).估计该因素引起的暴露的比值比OR。 (3).希望达到的检验显著性水平，即假设检验第类错误的概率； (4).希望达到的检验把握度（1-），为统计学假设检验第类错误的概率.,2. 方法 查表法 公式法： 近似公式：,3.注意事项 （1）同时探索几个因素，而每

7、个因素都有各自的 OR及P0 ，这时估计样本大小常以最小的OR 和最适合的P0为准进行估计，以使所有的因 素都能获得较高的检验效率。,（2）样本含量估计中几个参数的相互关系 1）对一定的，和P0来说，当OR增 大时，所需样本含量减少 2）对一定的、和OR来说，P0接近 50时，所需样本含量最小。 3）对一定的、OR、P0来说，增大 时，样本含量减少 4）对一定的、OR和P0来说，增大 时，所需样本含量减少,（五）研究因素的选择： 1.变量的选择 2.变量的规定 （六）资料的收集 询问、查阅档案，采样化验， 实地查看等,第四节 资料整理与分析,一.资料的整理 1.原始资料的核查 2.原始资料的分

8、组、归纳或编码输入计算机。,二.数据的分析 1.描述性统计 （1）描述研究对象的一般特征 （2）均衡性检验,2.统计性推断 (1)不匹配（或成组）不分层资料的分析 1）按每个因素将资料整理成四格表,病例对照研究资料整理表,2)暴露率的假设检验： 3）计算暴露与疾病的关联强度 相对危险度（RR）： RR1： RR1： RR=1,病例对照研究无法计算RR。 比值比（OR）： ORad/bc 又称优势比，交叉乘积比，指病例组中暴露人数与非暴露人数的比值除以对照组中暴露人数与非暴露人数的比值 OR95%可信区间：,OR 95%C.I.=,如果所研究疾病的发病率（死亡率）很低 OR RR 4)得出结论：

9、有无联系，联系强度。,口服避孕药（OC）与心肌梗死关系的病例对照研究,X2=7.70 p0.01 OR=2.20 OR 95% C.I.:1.26-3.84,（2）不匹配分层资料分析 层组 分层的目的：排除混杂因素的干扰。 1)不分层分析 2)分层资料的整理：,3)计算各层OR值：若各层OR值无显著性差别，则计算ORMH。否则，不宜计算ORMH，应计算标准化死亡率或标准化率比。 4)计算总的OR值： ORMH。如OR与ORMH有差别，则有混杂存在。如OR与ORMH无差别，则无混杂存在。 5)计算总的x2： 6)得出结论：,OR12.80 OR2=2.78 ORMH2.79 ORMH95C.I.

10、：3.182.22 X2MH11.79 4-1=3 P0.01,（3）分级资料的分析 1）资料整理,2）卡方检验 3)计算各级的OR值：应进行趋势检验 4）得出结论,OR 1.0 8.1 11.52 17.93 x2=43.15 3 P0.001 趋势检验： x2=40.01 1 P0.01,（4）个体匹配资料的分析 1)将资料整理成四格表：,病例 对照 暴露史 a c b d,3)计算OR及OR95%可信区间：,4)得出结论：,2)x2检验：,外源性雌激素与子宫内膜癌的关系,X219.53 P0.005 OR=9.67(2.31-40.41),(5)病因分值（EF）： 又称：归因分值（AF）

11、、归因危险百分比（ARP） 表示在一个有代表性且稳定的目标人群中，归因于某暴露因素的比例。,暴露人群的病因分值 （归因危险百分比)（EFe ） 指暴露人群内，某种疾病的发病率中，归因于暴露引起的发病占全部发病的比例。,人群病因分值（EFP） (人群归因危险度百分比) 人群中某疾病的发病率中，归因于某种暴露引起的发病占全部发病的百分比。,第七节病例对照研究中的偏倚及其防止,（一）选择性偏倚:由于选入的研究对象与未选入的研究对象在某些特征上存在差异而应起的误差。 1.入院率偏倚：Berkon偏倚。由于患某病的人及具有某特征的人住院机会不一样，就可能使与疾病无关的某特征与疾病出现假关联。 控制：在多

12、个医院选择病例，同时选择医院和社区的对象。,2.现患病例新发病例偏倚：Neyman bias 病例对照研究或横断面研究中，尤其是病死率高的疾病研究对象通常只是那些存活的病例，而对于那些已经死亡的病例通常很难进行调查。 这些幸存者，可能会改变他们原来的暴露状况，如改变其生活习惯。 这样在病例对照研究或横断面研究中选用的病例的暴露情况可能会与队列研究中不同。 由此造成的偏倚就是现患病例新发病例偏倚。 控制：选用新发病例 与队列研究结合起来进行。,3.检出症候偏倚：病人因某些与致病无关的症状而就医，从而提高了早期病例的检出率，导致过高地估计了暴露程度，而产生的偏倚。 控制：选择中、晚期病例作为对象。

13、,4.时间效应偏倚：将处于潜伏期或疾病早期的病人选为对照所造成的偏倚。 控制：采用敏感的疾病早期检查技术； 开展观察期充分长的纵向调查。,（二）信息偏倚： 1.回忆偏倚：由于被调查者记忆失真或不完整造成的偏倚。 控制：采用客观的标准获得资料； 用新发病例。 2.调查偏倚： 控制：改善调查方法或环境； 对调查员进行培训； 同一个时间，同一调查员调查病例及其对照； 校准仪器或试剂。,（三）混杂偏倚 当研究暴露于某因素与疾病的关系时，由于一个或多个既与疾病有制约关系，又与暴露密切相关的外来因素的影响，掩盖或夸大了所研究的暴露因素与疾病的联系，这种误差称为混杂偏倚或混杂。 控制： 设计阶段：限制；匹配

14、；随机分组。 分析阶段：分层分析；多因素数学模型。,第八节 病例对照研究的优缺点,（一）优点： 1.特别适用于罕见病的研究。 2.省时间、省人力、省经费，易于组织实施。 3.一次可调查多个因素。,（二）缺点： 1.不能判断因果联系。 2.不能计算发病率、相对危险度。 3.易产生偏倚：回忆偏倚、选择偏倚等。,第九节 病例对照研究衍生的方法,一、巢式病例对照研究： (nested case-control study) 又称套叠式病例对照研究或队列内病例对照研究 (case-control study nested in a cohort),1 巢式病例对照研究的设计原理,确定某一个人群作为研究的

15、队列,收集队列中每个成员的有关资料信息和/或生物标本(血清,是白细胞或其他组织), 队列随访,由发生在该队列内的某病(即所要研究的疾病)的新发病例组成病例组 为每个病例选取一定数量的研究对象作为对照组 对照应为该队列内部,在其对应的病例发病时尚未发生相同疾病的人,并且按年龄、性别、社会阶层等因素进行匹配(此即危险集抽样), 分别抽出病例组和对照组的相关资料及生物标本 按病例对照研究(主要是匹配病例对照研究)的分析方法进行资料的统计分析和推论。 巢式病例对照研究是将病例对照研究与队列研究的设计思路重新组合杂交后形成的一种新的设计思路,2 巢式病例对照研究的类型,按时间分： 前瞻性巢式病例对照研究

16、 回顾性巢式病例对照研究 按设计分： 匹配巢式病例对照研究 不匹配巢式病例对照研究,3 巢式病例对照研究的特点,与传统的病例对照研究相比 有以下优点: （1）巢式病例对照研究中的病例与对照来自于同一队列,因此降低了效应估计时的选择偏倚且可比性好; （2）巢式病例对照研究中的暴露资料是在疾病诊断前收集的,如果研究结果显示暴露与疾病存在关联,那么该关联与因果推断的时间顺序相符合,而且回忆偏倚小或可以避免,因果联系的推断更有力 （3）巢式病例对照研究的统计效率和检验效率高于病例对照研究,而且可以计算疾病频率。,与传统队列研究相比 有以下优点: （1）比队列研究节约了大量的人力、物力和财力; （2）巢

17、式病例对照研究可用于罕见病的研究。,4 巢式病例对照研究的设计步骤,确定研究目的 本次研究所要分析的疾病、暴露、协变量等。 确定研究队列 一般人群 职业人群 特殊人群,样本量： 根据病例对照研究的样本量估计公式计算出所需病例的例数 用病例的估计例数除以发病率计算巢式病例对照研究所需的研究队列的人数。,确定观察期限 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、婚姻史、住址等), 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(研究所需要的血清标本、白细胞、或其它组织标本)并妥善保存以备将来检查所用。,随访并确定病例组 除了收集发

18、病情况外,还可收集生活质量、疾病负担、伤残情况、死亡等方面的信息。 对照的确定 有2种方法, 从研究队列中未发病的人中随机抽取, 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成该病病例的人,按年龄、性别等与该病例进行匹配,从而确立对照(该方法称密度抽样或危险集抽样)。,采用匹配对照选择时应注意以下几点: 每个病例匹配对照的数量不定,一般为15个; 时间匹配是本研究设计最本质的特征; 在某一个时间点上作为对照的成员,在后来的随访中可能会发展为病例,这不影响巢式对照研究的设计和分析步骤; 某一个队列成员也许可以被选择作为几种疾病的对照。,抽出病例组成员和对照组成员的有关资料和生

19、物标本 资料的分析 率的计算 疾病与暴露的关联程度分析 匹配巢式病例对照研究的多因素分析,6 巢式病例对照研究的应用实例,研究目的 欲研究银屑病病人发生癌症的相对危险性,及不同的银屑病治疗方法与癌症发生的关系。 确定队列 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。 观察期 研究从19731995年共22年。 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、磷状细胞皮肤癌、非何杰金淋巴肉瘤和喉癌等。

20、,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。 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。,率 累积发病率=533/5687=9.37% 发病密度=593/77578人年=687.1/10万人年 总的标化癌症发病比(SIR)=533/410=1.3 磷状细胞皮肤癌的SIR=3.25 喉癌的SIR=2.96 非何杰金淋巴瘤的SIR=2.27 何杰病的SIR=3.3 SIR=研究队列的实际发病人数/研究队列的总人数全人群发病率,癌症与银屑病的治疗之间的关系分析 用PUVA疗法治疗银屑病对发生磷状细

21、胞皮肤癌的OR值为6.5,P0.01。 用阿维A酯与阿维A治疗银屑病时发生磷状细胞皮肤癌的OR为7.4,P0.05。 结论 银屑病病人的癌症发生率高于一般人群(总SIR为1.3,P0.05),银屑病的某些治疗与癌症的发生有关。,二、病例交叉设计,日常生活中一些突发事件之后,常会伴随某些结果的发生。 究竟是这些突发事件导致了结果的发生,还是仅仅由于机会所致? 为了阐明这种关系的性质,1991年美国Maclure提出了病例交叉设计(casecross over design)。 这项新的流行病学设计既可以阐明上述问题,也可用于研究短暂暴露对罕见急性疾病发生的作用。,1.概述,(1)基本思想: 比较

22、相同研究对象在急性事件发生前一段时间的暴露情况与未发生事件的某段时间内的暴露情况。 如果暴露与少见的事件(或疾病)有关,那么刚好在事件发生前一段时间内的暴露频率应该高于更早时间内的暴露频率。 例如,据报道某种药物可以引发猝死,如果该报道正确,则应该可以观察到服用此药物后一段时间内猝死增多,或者说在猝死前几天或几周内应有服药增多的报道。,病例交叉设计的研究对象包含病例和对照两个部分,但两部分的信息均来自于同一个体。 “病例部分”被定义为危险期,该期是疾病或事件发生前的一段时间; “对照部分”为对照期,该期是指危险期外特定的一段时间。 研究就是对个体危险期和对照期内的暴露信息(如服药、运动等)进行

23、比较。,暴露的效应期：它是指因为暴露导致事件发生改变的时间。 如果暴露的效应存在延迟或滞留现象,那么效应期并不正好等于暴露期,而是事件发生前最小延迟时间与最大滞留时间之差。 每一次暴露与之相应都有一段效应期。 例如,如果某种药物的作用持续30,则每次服药后30将被视为效应期,在这30内每个人都有更高的风险。,危险期的长度应与暴露的效应期长度相等,其长短可根据研究者过去的经验进行推断。 危险期长短的估计非常重要,因为相对危险度()的估计值直接取决于效应期的持续时间(即危险期长短)。 如果过长估计了危险期,许多假暴露变成了暴露因子; 如果过短估计了该期,一些真实的暴露就会被排除在外。 无论哪种情况

24、发生,都会导致错分,从而降低事件与暴露的关联程度,使事件与暴露的关联不能得到正确评价。,三 病例时间对照研究,病例交叉设计仅适用于短暂效应的研究 因为信息完全来源于病例,如果将该设计扩展至研究慢性暴露,值可能会受到影响。 病例交叉设计，另设一组对照,对照组中每个研究对象也观测两次,则可以消除该影响。这种在病例交叉设计中结合传统病例对照研究设计即为病例 时间 对照设计(case time control design )。,四、病例队列研究,选取一个队列人群 从队列中随机抽取一个随机样本作为对照组，例如一个20的样本 随访，可以是一种结局，或多种疾病结局 队列人群中发生的病例为病例组 对照组发生

25、的病例既作为病例又当作对照,五、单纯病例研究,主要应用于测定病因的异质性,并能评估机体对环境暴露的生物效应。 在肿瘤分子流行病学研究中,生物标志检测方法相对比较复杂,组织标本采集受到某些限制。比如在很多情况下,组织标本仅能从病例中获得,而不能从对照中获得。采用病例 系列研究可解决这一难题。,例 研究报道膀胱癌与吸烟有关(=23),40%60%的膀胱癌组织中检测到53基因突变。为探讨以下问题: 53基因突变膀胱癌与53基因未突变膀胱癌的病因是否一致? 53基因突变膀胱癌是否与吸烟有关? 53基因未突变膀胱癌是否与吸烟无关? 吸烟与53基因突变在膀胱癌发生中是否有关?可采用病例对照研究设计。 但因53基因突变是肿瘤标志,仅能从膀胱组织和正常组织检测,很难或不可能从对照中取样,所以53+和53-基因组用同一对照组比较,吸烟、53突变与膀胱癌,分别计算估计相对危险度为: (53+)=(+)/(+)=(3464)/(1081)=2.69 (53-)=(-)/(-)=(4364)/(2181)=1.62 传统的病例 对照研究:(53+)/(53-)=1.66 病例 系列研究:(53+)/(53-)=(+)(-)/(+)(-) =3421/10431.66,