交互作用-10

余红梅DepartmentofHealthStatisticsSchoolofPublicHealth,ShanxiMedicalUniversity因果关联研究方法交互作用（Interaction）Outline概述交互作用概念、识别、评价意义交互作用分析交互作用度量尺度、统计学模型、评价指标、假设检验、分析程序和注意问题基因-环境交互作用基因-环境交互作用意义、模式、研究设计与分析其它有关信息第一节概述一、交互作用的概念交互作用概念FactorA:9-3=21-15FactorB:15-3=21-9交互作用概念FactorB-FactorB+FactorA-FactorA+051015202512FactorB-FactorB+051015202512FactorA-FactorA+交互作用概念交互作用概念Smoking:50-5＞10-1Radon:50-10＞5-1交互作用概念010203040506012Smoking-Smoking+010203040506012Radon-Radon+Radon-Radon+Smoking-Smoking+交互作用概念某一因素的真实效应（单独效应）随着另一因素水平的改变而改变。当两种或两种以上暴露因素同时存在时所致的效应不等于它们单个作用相联合的效应时，则称因素之间存在交互作用。交互作用概念Onepredictorrelatestotheoutcomedependsontheleveloftheotherpredictor.Theeffectofonevariablediffersdependingonthelevelofanothervariable.TheeffectofXonYdependsonthelevelofathirdvariable.‘Interaction’inepidemiologyisatermreferringtoachangeinthemagnitudeordirectionoftheassociationbetweenexposureanddiseaseofinterestaccordingtothelevelofathirdfactorinepidemiologicalstudies.二、交互作用的识别交互作用识别统计表所有可能交叉组合情况下的结局指标weobserveaninteractionbetweentwofactorswheneverthesimpleeffectsofonechangeasthelevelsoftheotherfactorarechanged.统计图观察另一因素各水平下某因素与结局指标关系图是否平行（additiveinteraction）Another,probablyeasierwaytorecognizeaninteractionistonoticethatthelinesconnectingthepointsarenotparallel.交互作用识别交互作用识别交互作用识别交互作用识别交互作用识别交互作用识别交互作用识别交互作用识别三、交互作用评价的意义交互作用评价的意义/目的Subgroups：识别对某干预受益最大的人群（亚组）（资源有限情况下）Toidentifythesubgroupsofindividualsinwhichtheinterventionortreatmentislikelytohavethelargesteffect(resourcestoimplementinterventionsmaybelimited).Covariates：识别最可能施加干预的协变量以降低主要暴露因素的效应（另一主要暴露因素不容易施加干预的情况下）Tofindothercovariatestobeintervenedupontoeliminatemuchormostoftheeffectoftheprimaryexposureofinterest(itmaynotbepossibletointervenedirectlyontheprimaryexposureofinterest).交互作用评价的意义/目的Mechanism：揭示暴露影响疾病发生的机制Toprovideinsightintothemechanismsfortheoutcome.Power：提高评价某暴露对结局影响总效应的把握度Tohelpincreasepowerintestingfortheoveralleffectofanexposureonanoutcome.Model：仅从纯统计学角度，包含交互作用项的模型拟合数据更好Tofitthedatabetterwhenthemodelincludestheadditionalflexibilityallowedbyaninteractionterm.交互作用评价的意义基因-基因交互作用环境-环境交互作用基因-环境交互作用第二节交互作用分析一、交互作用度量尺度Additiveinteraction考虑吸烟与石棉对肺癌的影响Additivescaleinteraction相加交互作用=0:noadditiveinteraction0:positiveinteractionorsuper-additiveorsynergism正交互作用/超相加交互作用/协同作用0:negativeinteractionorsub-additiveorantagonism负交互作用/次相加交互作用/拮抗作用0.0299P00P11P01P10基于率差riskdifference00.0050.010.0150.020.0250.030.0350.040.0450.0512Smoking-Smoking+00.0050.010.0150.020.0250.030.0350.040.0450.0512Asbestos-Asbestos+Asbestos-Asbestos+Smoking-Smoking+MultiplicativeinteractionMultiplicativeinteractionMultiplicativeinteractionMultiplicativescaleinteraction相乘交互作用RR：riskratio/relativerisk=1:nomultiplicativeinteraction1:positivemultiplicativeinteraction1:negativemultiplicativeinteraction基于率比riskratioMultiplicativeinteraction考虑吸烟与石棉对肺癌的影响1:negativemultiplicativeinteractionP00P11P01P100.78Multiplicativeinteraction病例-对照研究采用OR(oddsratio)=1:nomultiplicativeinteraction1:positivemultiplicativeinteraction1:negativemultiplicativeinteractionMultiplicativeinteractionMultiplicativescaleinteractionRR：riskratio/relativeriskOR：oddsratio1:positivemultiplicativeinteraction1:negativemultiplicativeinteractionMultiplicativeinteraction考虑吸烟与石棉对肺癌的影响RR：riskratioOR：oddsratio1:negativemultiplicativeinteractionP00P11P01P100.780.80Additiveormultiplicative正/负交互作用依赖于尺度scaledependentNoadditiveinteractionbutnegativemultiplicativeinteractionAdditiveinteraction=0Multiplicativeinteraction=0.571AdditiveormultiplicativePositiveadditiveinteractionbutnomultiplicativeinteractionAdditiveinteraction=0.030Multiplicativeinteraction=1AdditiveormultiplicativeGreenland等（2008）研究表明：若两个暴露因素均有结局效应，则不存在相加交互作用即存在相乘交互作用；反之，不存在相乘交互作用即存在相加交互作用。即若两个暴露因素均对结局有效应，则一定存在某种尺度的交互作用。MultiplicativeinteractionAdditiveinteractionPositivePositiveNoPositiveNegativePositive/Negative/NoAdditiveormultiplicative评价相加交互作用有特殊的公共卫生意义假定表中概率为治愈率，E为某药物，G为某基因型。药物E在率差尺度上的效应分别为0.03（G=0）和0.06（G=1）。则其他条件相同情况下，给100人(G=1)该药物治疗将平均多治愈3人。相加交互作用(结果为0.03)支持该结论，但相乘交互作用(结果为1)不支持。二、交互作用统计学模型交互作用统计学模型多重线性回归模型可以证明回归系数即基于率差计算的相加交互作用称为相加尺度的统计交互作用交互作用统计学模型相加模型一般线性回归模型的回归系数直接反映因变量的变化，是相加模型。乘积项反映因素间是否有相加交互作用。乘积项回归系数为0，无相加交互作用。乘积项回归系数不为0，有相加交互作用。不饮酒饮酒不吸烟α0α0+α2吸烟α0+α1α0+α1+α2+(α3)交互作用统计学模型对数线性回归模型即基于风险比RR的相乘交互作用交互作用统计学模型Logistic回归模型即基于优势比OR的相乘交互作用，适用于队列研究和病例对照研究。可评价暴露因素的主效应和暴露因素之间的基于OR的相乘交互作用。交互作用统计学模型相乘模型Logistic回归和Cox回归的回归系数反映OR或RR的变化，属相乘模型。乘积项反映因素间是否有相乘交互作用。不饮酒饮酒不吸烟1OR01吸烟OR10OR11=OR01OR10(expγ3)交互作用统计学模型三种模型中logistic回归模型最常用可在回归模型中引入调整变量暴露因素为保护因素时，建议变量赋值时以高风险的一类作为暴露，以避免解释上的混乱。如体育锻炼：不参加=1；参加=0.交互作用统计学模型其他模型广义相对危险度模型（generalizedrelativeriskmodel）线性比数比模型（linearoddsratiomodel）所有模型均可加入需调整（或校正）的其他因素。很多传统的检验方法都可以用交互作用分析替代。如协方差分析中的平行性检验、MantelHaenszel分层分析中的层间齐性Breslow-Day检验等。三、交互作用评价指标超额相对危险度超额相对危险度RERI：relativeexcessriskduetointeraction，反映归因交互作用引起的相对危险度。ICR:interactioncontrastratio0:positiveinteractionorsuper-additive0:negativeinteractionorsub-additive协同作用指数协同作用指数Synergyindex，S反映的是两因素同时存在的效应与两因素独立效应和的比值。若S的分母为正值