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1、病因与因果推断,Causes and Causal Inference,第九章,第一节 病因的概念 第二节 病因研究的方法与步骤 第三节 因果推断,目录,病因定义,病因分类,病因模型,病因的作用方式,第一节 病因的概念,鬼神、上帝、天意,金,木,水,火,土,气,人,活的传染物,迷信阶段,朴素唯物主义,生物学病因,病原微生物,单一病因说,多病因说,单一病因,多病因,病因概念的认识历程,德国19世纪著名细菌学家 发现炭疽菌和结核菌 1905年获得医学诺贝尔奖,Robert Koch (1852-1885）,Koch法则,每一例病人体内都可以通过纯培养分离到该病原体； 在其他疾病患者中没有发现该病原
2、体； 该病原体能够使实验动物引发同样的疾病； 被实验感染的动物中也能分离到该病原体。,Lilienfeld AM （1920-1984） 约翰.霍普金斯大学 流行病学教授,那些能使人群发病概率增加的因素就是病因，减少这些因素中的一个或多个就会降低疾病发生的频率。,对非传染性疾病的病因的认识,病因是疾病发生中起重要作用的事件、条件或特征，没有这些因素的存在，疾病就不会发生。,Rothman KJ,充分病因和必要病因,充分病因(sufficient cause)：最低限度导致疾病发生的一系列条件、因素和事件。 必要病因(necessary cause)：某种疾病的发生必须具有的某种因素，这种因素缺
3、乏，疾病就不可能发生。但是有该因素的存在，却并不会一定导致疾病的发生。,组分病因（component causes）：将联合作用效果中的各个因素称为组分病因。,图9-1 必要病因、充分病因和组分病因的关系,现代流行病学病因定义,病因（causation of disease）定义：那些能使人群发病概率增加的因素，就可以认为是疾病的病因，其中某个或多个不存在时，人群疾病发生频率就会下降。,在复杂病因所致疾病或未明确病因时，相关致病因素常被称为危险因素。,危险因素（ risk factor）定义：,流行病学对病因的认识在疾病防控上的重要意义,伦敦宽街霍乱爆发死亡病例的地区分布（1854年）,不必等
4、待把某种疾病的所有危险因素都搞清楚后再进行防控，一旦从流行病学角度清楚了某种病因作用，即可针对该病因采取措施,病因分类,宿主因素,环境因素,先天因素 congenital factors,后天因素 acquired factors,遗传基因、染色体、性别差异等,免疫状况、年龄、发育、营养状况、心理行为特征等,生物因素 biological factors,物理因素 physical factors,化学因素 chemical factors,社会因素 social factors,三角模型,致病因子、宿主和环境是疾病发生的三要素，各占等边三角形一个角 三者处于相对平衡状态，人体保持健康；其中某
5、要素发生变化，三者失去平衡，将导致疾病,图9-2 流行病学三角,宿主,致病因子,环境,病因模型,轮状模型,核心是宿主，其中的遗传物质有重要作用；外围的轮子表示环境，包括生物、理化和社会环境 强调环境与机体的密切关系 以遗传为主的疾病，遗传核可大些；与环境密切的疾病，外围的环境则大些,图9-3 轮状模型,生 物 环 境,遗传核,社 会 环 境,宿主(人),理 化 环 境,病因链和病因网模型,病因链(chain of causation)：指一种疾病的发生常是多种致病因素先后或同时连续作用的结果 病因网(web of causation)：指一种疾病的发生和流行，可能是两条以上病因链并行作用，并彼
6、此纵横交错，交织如网,病因链模型,根据不同病因所在病因链上的位置分类,远端病因 （distal cause）,中间病因 （intermediate cause）,病 因,图9-4 常见慢性病的病因链,远端病因,中间病因,近端病因,疾 病,- 全球化 - 城市化 - 人口老龄化 ,- 高血压 - 高血糖 - 超重/肥胖 ,- 合理膳食 - 少体力活动 - 吸烟 ,- 冠心病 - 糖尿病 - 肿瘤 ,图9-5 肝癌发病的病因链和病因网模型示意图,大多数疾病由多因素所致 相应的防控措施也应该是综合性的 针对病因链和病因网中的某些关键和薄弱环节采取措施，就可能降低疾病发生率,多因素病因理论的实际意义,
7、病因的作用方式,多因多病,多种因素引起多种疾病的发生,一因一病,一种因素仅引起一种疾病的发生,多因一病,多种因素导致一种疾病的发生,一因多病,一种因素可以引起几种疾病的发生,病因的作用方式,Robert Koch (1843-1910),确定了结核杆菌和霍乱弧菌 1905年诺贝尔生理学或医学奖 确定了水净化在疾病预防过程中的重要性 确定微生物为致病因子时，Robert-Koch 提出4条原则：,第一节 病因的概念,一因一病,一因多病,吸烟,慢性支气管炎,冠心病,肺癌,多因一病,肺癌,多因多病,肺癌,支气管炎,第二节 病因研究的方法与步骤,病因研究的方法,描述性研究,分析性研究,现况调查 病例报
8、告 生态学研究,病例对照研究 队列研究,实验性研究,临床实验 现场试验 社区试验,建立病因假说,验证病因假说,检验病因假说,图9-6 流行病学病因研究方法,建立假说,求同法（method of agreement） 事件（病例,A） 有关（暴露）因素 A,B,C,D - x,w,y,z A,E,F,G - x,t,u,v 所以，x是A的原因,Mill准则（Mills canons）,某年东北某市春节期间发生百余名发热出疹的病人，散布市内不同区域、不同职业，不同年龄组、性别组。但其都有聚餐涮羊肉史。假说：作为共性，涮羊肉成为可疑病因。 1958年，川西平原发生大规模不明热流行，调查发现农民罹患率
9、高，参加支农的干部发病者也甚多。继而发现这两种人群都有下水田劳动和垦荒史。假设：下水田劳动或垦荒可能是重要的发病和流行因素。最后证实是罕见的钩端螺旋体病大流行，传播途径是接触疫水。,求异法（method of difference） 事件（对照,非A） 有关（暴露）因素 B,C - (x不出现), w,y D,E - (x不出现), z,t F,G - (x不出现), u,v 所以，x是A的原因,西北某地，察布查尔病只在锡伯族中发生，而不发生于当地其他民族。比较该地锡伯族与其他民族之间的差异，经过筛选和权衡，提出假设：该病可能与锡伯族的特殊食品“米送糊糊”有关。最后得到证实，其污染了肉毒杆菌毒
10、素。,同异并用法（joint method of agreement and difference） (1)求同部分 + (2)求异部分 所以，x是A的原因,举例：肝癌(A)病例均有乙肝感染(x)；非肝癌个体均无乙肝感染,共变法（method concomitant variation） 事件（效应,A） 有关（暴露）因素 A1,B,C - x1,w,y A2,D,E - x2,z,t A3,F,G - x3,u,v 所以，x是A的原因,举例：随着吸烟(x)量的增加，发生肺癌(A)的危险性也增加,剩余法（method of residues） 事件 有关（暴露）因素 A,B,C - x,w,y
11、 B - w C - y 所以，剩余的x是A的原因,上海发生大量皮炎病人,当时提出了很多可能因素,如受污染的水,废气,霉菌,花粉,桑毛虫等,后经调查,逐一否定,最后证实由桑毛虫毒毛引起.,检验假说,流行病学常用的分析性研究方法有病例对照研究和队列研究 论证的步骤一般是先做病例对照研究，然后做队列研究,验证假说,无论是通过流行病学，还是通过基础医学或临床医学研究方法获得的病因假说，最终仍需回到人群中，用实验流行病学的方法进行验证 研究方法多数是干预实验或类实验,表9-1 不同研究方法的因果关系论证强度比较,图9-7 因果关联的推导步骤,观察到的关联,排除机遇关联（随机误差）,有统计学关联,排除虚
12、假关联（选择、测量偏倚）,继发关联,排除间接关联（混杂偏倚）,真实关联（因果推断）,（一）、因果推断标准的发展 1. Henle-Koch原理（1882）,Henle（1809-1885）,Koch (1852-1885）,Friedrich Gustav Jacob Henle，犹太人，德国解剖学家和病理学者，首先提出感染的寄生病原论,Robert Koch，德国19世纪著名细菌学家1905年获得医学诺贝尔奖，Henle的学生, 证实了Henle微生物学上的假设,第三节 因果推断,1、Henle-Koch原理作为病因推断标准的第一个里程碑。 原理有4条： 在相应疾病患者中总是能检出该病原体（
13、必要病因） 在其他疾病的患者中不能检出该病原体（效应特异性） 能从相应疾病患者中分离到该病原体，传过几代的培养物能引起实验动物患相同疾病（充分病因）； 能从患该病动物中分离到相同病原体。,2、美国“吸烟与健康报告”委员会提出标准,病因推断标准的第二个里程碑 关联时间须序 关联的强度 关联的特异性 关联的一致性或可重复性 关联的连贯性或合理性,因果推断的标准，Hills criteria,第三节 因果推断,关联的时序性（temporality）,指因与果出现的时间顺序 怀疑病因X疾病Y，则X必须发生于Y之前，这在病因判断中是唯一要求必备的条件。,石棉暴露 肺癌 石棉暴露3年后发生肺癌 非石棉引起
14、,15-20年,例如,关联的强度（strength）,指疾病与暴露因素之间关联程度的大小，常用 OR 或 RR 值来描述 关联强度越大，存在因果关联的可能性也越大,关联强度的测定 OR（病例对照研究） RR（队列研究） PF(实验研究） 剂量-反应关系 生态学相关,第四节 因果关联的推断标准,关联的可重复性（consistency）,指某因素与某疾病的关联在不同研究背景下、不同研究者用不同的研究方法均可获得一致性的结论； 系统综述和meta分析方法为多项研究结果的定性和定量合并提供技术支撑。,指某因素只能引起某种特定的疾病（某疾病的发生必须有某因素的暴露才会出现）,关联的特异性（specifi
15、city）,剂量-反应关系 （dose-response relationship）,指某因素暴露的剂量、时间与某种疾病的发生之间存在的一种阶梯曲线； 暴露剂量越大、时间越长，疾病发生的概率也越大。,生物学合理性 （biologic plausibility）,指能从生物学发病机理上建立因果关联的合理性； 但是，在当前虽不能用已有的生物医学知识解释的因果假设，不一定没有成立的可能性，也可能在未来被科学进步所证实。,关联的一致性（coherence）,指某因素与疾病之间的关联与该病已知的自然史和生物学原理相一致。,实验证据（experimental evidence）,指用实验方法证实去除可疑病因可引起某疾病发生频率的下降或消灭，则表明该因果关联存在终止效应（cessation effect），其作为因果关联的判定标准论证强度很高,Hill标准的综合判断,关联的时间顺序是必需满足的；关联的强度、关联的可重复性、剂量反应关系及实验证据有非常重要的意义；其他标准可作为参考。 在因果关系的判断中，并不一定要求8条标准全部满足。但满足的条件越多，则其因果关联成立的可能性越大。,应用实例,幽门螺杆菌感染与十二指肠溃疡,1982年澳大利亚医生Barry Marshall 和 Robin Warren发现了幽门螺杆菌与胃溃疡的因果关联,关联的时序性,幽门螺杆菌感染早于十二指肠溃疡的发生,前瞻性队
