第八章-病因及其发现和推断

流行病学杨祖耀香港中文大学朱影影香港中文大学唐金陵香港中文大学第八章病因及其发现和推断（CausesandCausalInference）目录第一节：病因的基本概念第二节：病因学说与病因模型第三节：充分病因-组分病因模型第四节：发现和验证病因第五节：因果关系推论0102030405重点难点※病因和因果关系的抽象性※病因模型的原理、用途、发展、相互关系、特征※充分-组分病因模型的原理、特征、应用※根据充分-组分病因模型对病因的分类，及其应用※Mill法则及其与流行病学研究设计的关系※研究设计类型与研究真实性的决定因素※Hill准则与系统综述在病因推论中的应用※病因推论的困难和病因的不确定性第一节病因的基本概念1.病因广义：即是引起疾病发生的原因狭义：指是在一定条件下能够影响未来疾病发生的因素或事件如果病因发生变化，疾病发生的频率将随之而变化2.病因理论渗透了流行病学的概念、思想、理论和方法3.病因研究是预防医学发展的前提，也就是公共卫生发展的前提（一）病因及其与流行病学的关系第一节病因的基本概念1.病因和疾病的关系从本质上讲，从属于哲学上讲的因果关系。2.因果关系(causalrelationorcauseandeffectassociation)是两个事物之间关系的一种，是一种由事物变化和时间因素构成的复杂的抽象的关系。3.因果关系的三个基本条件（1）时间顺序(temporalorder)：因事件必须发生在果事件之前；（2）关联关系（association）：果事件随着因事件的变化而变化；（3）因变性（consequentialchange）：果事件的变化是由于因事件的变化引起的。（二）病因与因果关系第一节病因的基本概念1.单因单果人类早期朴素的病因观定义：即一种因素只引起一种疾病，一种疾病只由一种因素引起举例：许多传染病，例如天花（但是代病因理论认为，单因单果的病因关系几乎不存在，即使存在必要病因的传染病，病因也不是单一的）2.单因多果揭示病因的多效应性定义：即一个因素可引起多种疾病，单因多果的现象是常见的举例：车祸可引起皮肤软组织损伤、骨折、内脏损伤、死亡等多种结局3.多因单果揭示了疾病的多因性定义：即多种因素可以引起一种疾病，多因单果的现象也是常见的举例：高血压、高血脂、糖尿病、吸烟等均可起急性心肌梗死（三）因果关系的多样性第一节病因的基本概念4.多因多果定义：即一因可致多病，一病可由多因。举例：吸烟不仅可引起肺癌，还可以引起急性心肌梗死和脑卒中。5.直接和间接病因直接病因：可直接引起疾病的发生。间接病因：需通过作用于一个或多个其他病因才能引起疾病的发生。间接病因预示了病因链的存在，切断病因链的任何环节，都可以达到预防疾病的目的，预示了更多的预防疾病的可能性。（三）因果关系的多样性第一节病因的基本概念第二节病因学说与病因模型病因模型：是一种用来区分不同病因以及阐述它们与疾病的关系、它们彼此之间的关系以及它们作用机制的一种假说或理论框架。主要用途：1）阐述病因与疾病的关系，以及病因之间的关系。2）指示病因的方向以解释新的病因。3）说明病因的作用和解释流行病学概念和原理。第二节病因学说与病因模型1.瘴气说（1）瘴气：①被污染的湿热、污浊、有毒、不好的空气；②广义地指多重可能的外界环境因素，包括水、空气、食物等。（2）把病因指向人体以外的环境和宏观因素。（3）其实践意义集中体现在卫生的概念里。2.微生物说（1）19世纪中叶意大利人阿戈斯蒂诺-巴斯（AgostinoBassi）针对传染性疾病的病因提出了微生物说的概念。（2）科赫对细菌和疾病关系的研究使微生物说成为传染病起源的主导学说。（3）为人类向人体内部和微观世界寻找病因指示了方向。（一）疾病起源的瘴气说与微生物说第二节病因学说与病因模型1.1954年，约翰-高登（JohnGordon）总结了人类对传染病病因的认识，提出了传染性疾病流行的三角模型(epidemiologictriad)（二）传染性疾病病因的三角模型第二节病因学说与病因模型传染病病因的三角模型（二）传染性疾病病因的三角模型第二节病因学说与病因模型2.明确提出影响传染病在人群中发生和发展的因素是多重的，并将它们归结为三个方面，即宿主（host）、病原体（agent）和环境（environment），三者对传染病流行缺一不可。3.是对传染性疾病病因认识的总结，优于朴素的单病因学说，但是不适合慢性病因的研究。1.1985年MausnerandKramer提出了病因的轮状模型（thecausationwheel）2.该模型把可患病的人或动物放到了中心的位置，周围是他们生活的物理、化学、生物和社会环境，而传染病的致病因子只是生物环境的一个部分（三）病因的轮状模型第二节病因学说与病因模型（三）病因的轮状模型第二节病因学说与病因模型病因的轮状模型3.优点（1）揭示了直接病因和间接病因的存在，以及远端病因和近端病因的区别。（2）也扩大了环境的概念，提示更多的环境因素可以致病，更接近于病因之间以及病因与疾病的实际关系。4.缺点对慢性非传染性疾病，它们揭示的病因的范围存在很大的局限性。1.1991年Dahlgren和Whitehead从社会的角度，提出了健康决定因素的生态模型，是轮状模型的进一步发展，也被称为生态病因模型（ecologicalmodelofcausation）。（四）健康决定因素的生态模型第二节病因学说与病因模型健康决定因素的生态模型2.该模型的中心仍是人体，包括一个人的性别、年龄、遗传等特征，然后将其他病因归类，并分成不同的层次，每层又包含很多相关但不同的因素，并强调各种因素的相互作用对健康的影响。3.“健康决定因素”模型，大大拓宽了病因的范围和领域。但在显示病因之间的关系上，生态模型仍然是模糊的、不完善的。（四）健康决定因素的生态模型第二节病因学说与病因模型1.时间上先后发生的互为因果的病因之间，及这些病因与最终疾病之间的关系可以用病因链（chainofcausation）来描述。（五）病因链第二节病因学说与病因模型病因链：饮食与冠心病2.在一个病因链上，去除任何一个病因，就可以切断整个病因链，从而预防疾病通过此病因链发生。3.一个疾病可能有多个独立作用或相互影响的病因链。1.同一疾病不同病因链相互连结、相互交错，形成一个更为复杂的完整的病因关系网络。麦克马洪（MacMahon）把这个从病因到发病的联系的整体网状结构叫做病因网络（webofcausation）。（六）病因网络第二节病因学说与病因模型病因网络：心脑血管疾病的病因网络2.对疾病预防的启示（1）去除一条病因链中的任何一个因素就可以完全切断整个病因链，从而预防疾病通过此病因链发生；（2）不同的病因链对疾病发生的作用的大小可能不同，有效的预防应切断主要的病因链，即效应大的病因链；（3）不同的病因链可能独立地影响疾病的发生，同时切断多个病因链必然可以预防更多的病例。（六）病因网络第二节病因学说与病因模型1.早期的病因假说主要是针对传染性疾病的，瘴气说和微生物说是最早的最朴素的单因素病因理论2.病因的三角模型对早期模糊的病因假说进行了明确的界定，也是对单一病因假说的否定和对多病因假说的肯定3.病因的轮状模型和健康决定因素的生态模型是病因概念扩展的典型产物，它们揭示病因的多元性，大大扩展了病因的范畴4.病因网络则试图更好地展示病因之间以及病因与疾病之间的复杂关系（七）病因模型的比较第二节病因学说与病因模型（七）病因模型的比较第二节病因学说与病因模型充分－组分病因链及轮状模型及病因模型病因网络生态模型传染病的病因瘴气说微生物说[宏观单病因论][微观单病因论]慢性非传染性疾病以及传染病广泛存在“无因”而发病和“有因”而无病的现象现代多病因论病因学说和病因模型的演变第三节充分病因-组分病因模型1.1976年，肯尼斯-罗斯曼（KennethRothman）在美国流行病学杂志第一次系统地对充分病因－组分病因模型(sufficient-componentcausalmodel]进行了阐述。第三节充分病因-组分病因模型EABCD充分病因-组分病因模型第三节充分病因-组分病因模型2.疾病的发生必须是由一个充分病因（sufficientcause）引起。3.一个充分病因可以由一个或是由多个组分组成（componentcause），且它们缺一不可。4.在同一充分病因里，组分病因彼此形成互补，为对方的互补病因（complementarycauses）。5.一个充分病因的每个组分病因对疾病发生的作用或贡献都是等同的和必要的。任何一个组分病因缺失，疾病就不会发生。6.一个疾病可以通过一个或多个不同的充分病因发生，同一疾病的充分病因彼此互为互补病因。第三节充分病因-组分病因模型EABCDFABHGFYBZQ充分病因I充分病因II充分病因III某疾病的三个充分病因及其组分病因的分布7.组分病因B是所有三个充分病因都需要的组分，这样的组分病因叫必要病因（necessarycause），因为如果此组分病因不存在，该疾病的任何一个充分病因就不会实现，疾病就不会发生，如果疾病已经发生了，该病因必然存在。第三节充分病因-组分病因模型8.根据病因的必要性和充分性，我们可以把组分病因分为四类病因分类必要性充分性举例和注解必要且充分++天花病毒与天花，这类病因很少必要非充分+-所有传染病的病原体充分非必要-+飞机失事与死亡，但死亡有多种原因非必要非充分--高血脂和冠心病，以及几乎所有慢性非传染性疾病的病因病因的分类和举例9.充分病因－组分病因模型回答了病因学说的两个重要的悖论（1）“无因”而发病因为绝大多数慢性非传染性疾病没有明显的必要病因，疾病可以通过不同于所关注病因的其他充分病因实现；（2）“有因”而无病因为关注的病因不足以构成充分病因，只有当其互补病因同时存在时，从而构成充分病因，疾病才会发生。第三节充分病因-组分病因模型第四节发现和验证病因1.1843年英国哲学家约翰-穆勒（JohnStuartMill）提出了研究因果关系的5个逻辑归纳法则（简称穆勒法则，Mill’sCanons），分别是求同法、求异法、同异共求法、剩余法和共变法。2.研究因果关系，就是依据Mill法则，设计研究方案，并依此收集有关因果关系三个条件（时间顺序，关联关系，因变性）存在的证据，最后对证据进行评估，推论因果关系存在的可能性。（一）发现病因的法则和方法第四节发现和验证病因1.求同法（methodofagreement）（1）考察某现象出现的不同场合，如果各个不同场合除一个条件相同外，其他条件都不同，那么，这个相同的条件可能就是某研究现象的原因。（2）例如，发现所有腹泻的学生当天中午都在同一食堂吃过酸奶，因此酸奶可能是腹泻的病因。2.求异法（methodofdifference）（1）比较某现象出现的场合和不出现的场合，如果这两个场合除一点不同外，其他情况都相同，那么这个不同点就是这个现象的原因。（2）比如两个同学一同就餐，一个同学发生腹泻，另一个没有，两个同学餐饭吃的唯一不同食物是酸奶，那么酸奶可能是导致腹泻的原因。（二）穆勒的因果关系推论法则第四节发现和验证病因3.同异共求法（jointmethodsofagreementanddifference）（1）如果某被考察的现象出现的各种场合只有一个共同的因素（求同），而这个被考察的现象不出现的各个场合都没有这个共同的因素（求同），那么，这个共同的因素（多次求异）就是被考察现象的原因。（2）例如，发现腹泻的学生都吃过酸奶，而在同一食堂就餐但没发生腹泻的学生都没有吃酸奶，酸奶可能是腹泻的病因。4.共变法（methodofconcomitantvariations）（1）当某一现象存在一种变异或发生一种变化时，另一现象相应存在变异或随之发生变化，且不论后者的变异和变化是什么，那么二者间可能存在因果关系。（二）穆勒的因果关系推论法则第四节发现和验证病因（2）例如，如果吃酸奶多比吃酸奶少的学生腹泻更严重，说明共变关系的存在，因果关系存在的可能性更大。5.剩余法（me