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1、病因与病因推断病因与病因推断环境与公共卫生学院环境与公共卫生学院郭小娟郭小娟流行病学流行病学-8-820132013.4.17.4.17课程目标课程目标课程目标课程目标uu 了解病因的概念了解病因的概念了解病因的概念了解病因的概念uu 理解流行病学研究病因的思想理解流行病学研究病因的思想理解流行病学研究病因的思想理解流行病学研究病因的思想uu 掌握推断病因的方法掌握推断病因的方法掌握推断病因的方法掌握推断病因的方法The first question is,what is a cause?一一 病因病因的概念的概念What What is a cause?is a cause?uu哲学的哲学的
2、哲学的哲学的概念概念概念概念 PhilosophicalPhilosophical conceptconcept -原因原因原因原因原因原因-事物存在的可能性事物存在的可能性事物存在的可能性事物存在的可能性事物存在的可能性事物存在的可能性，即引起，即引起，即引起，即引起，即引起，即引起事物运动、变化事物运动、变化事物运动、变化事物运动、变化事物运动、变化事物运动、变化的原理的原理的原理的原理的原理的原理。uu自然科学的自然科学的自然科学的自然科学的概念概念概念概念 ScientificScientific conceptconcept -改变改变改变改变改变改变某一类别某一类别某一类别某一类别
3、某一类别某一类别(X)(X)(X)(X)(X)(X)的频率或特性，就会引起另一类的频率或特性，就会引起另一类的频率或特性，就会引起另一类的频率或特性，就会引起另一类的频率或特性，就会引起另一类的频率或特性，就会引起另一类别别别别别别(Y)(Y)(Y)(Y)(Y)(Y)的频率或特性的改变，这样的频率或特性的改变，这样的频率或特性的改变，这样的频率或特性的改变，这样的频率或特性的改变，这样的频率或特性的改变，这样X X X X X X就是就是就是就是就是就是Y Y Y Y Y Y的原因的原因的原因的原因的原因的原因。uu流行病学的概念流行病学的概念流行病学的概念流行病学的概念 Epidemiolo
4、gical conceptEpidemiological concept-病因病因病因病因统指那些能使人群中发病率增加的因子。统指那些能使人群中发病率增加的因子。统指那些能使人群中发病率增加的因子。统指那些能使人群中发病率增加的因子。Examples of Epidemiological studyExamples of Epidemiological studySemmelweis Autopsy,Autopsy,operation,operation,curecure wound,deliverwound,deliverFirst ClinicSecond ClinicYearDeath
5、rateDeath rate1841.17.73.61847.118.92.7 1847.72.02.9Childbed feverChildbed feverSemmelweis actionSemmelweis actionlIf so,something stronger than ordinary soap was needed for handwashing lThe maternal mortality rate plummeted.CAUSECAUSE的的的的概念概念概念概念ll病因的病因的病因的病因的病因的病因的定义：定义：定义：定义：定义：定义：“A causal relat
6、ionship would be A causal relationship would be A causal relationship would be recognized to exist whenever evidence indicates recognized to exist whenever evidence indicates recognized to exist whenever evidence indicates that the factors form part of the complex of that the factors form part of th
7、e complex of that the factors form part of the complex of circumstances that increases the probability of circumstances that increases the probability of circumstances that increases the probability of the occurrence of disease and that a diminution the occurrence of disease and that a diminution th
8、e occurrence of disease and that a diminution of one or more of these factors decreases the of one or more of these factors decreases the of one or more of these factors decreases the frequency of that disease.frequency of that disease.frequency of that disease.Lilienfeld AM 1980CAUSECAUSE的发展的发展的发展的
9、发展鬼神、上帝、天意鬼神、上帝、天意鬼神、上帝、天意鬼神、上帝、天意阴阳五行学说阴阳五行学说阴阳五行学说阴阳五行学说 单一病因论单一病因论单一病因论单一病因论多因论多因论多因论多因论由由由由一种特异病原微生物引起一种特异病原微生物引起一种特异病原微生物引起一种特异病原微生物引起宿主宿主宿主宿主环境环境环境环境病因病因病因病因轮状模式轮状模式轮状模式轮状模式轮状模式轮状模式生物环境生物环境生物环境生物环境理化环境理化环境理化环境理化环境社会环境社会环境社会环境社会环境遗传因子遗传因子遗传因子遗传因子宿主宿主三角模式三角模式三角模式三角模式病因学说病因学说病因学说病因学说ll疾病因素疾病因素疾病因
10、素疾病因素社会经济社会经济社会经济社会经济因素因素因素因素生物学生物学生物学生物学因素因素因素因素环境因环境因环境因环境因素素素素心理、行为心理、行为心理、行为心理、行为因素因素因素因素卫生保卫生保卫生保卫生保健因素健因素健因素健因素医学生物学医学生物学医学生物学医学生物学因素因素因素因素 疾病疾病果果1 1无果无果C1果果2 2C2C3病因的复杂性病因的复杂性病因的复杂性病因的复杂性病因学说病因学说病因学说病因学说ll病因网病因网病因网病因网webs of causationwebs of causation遗遗传传高高质质血血症症动动脉脉硬硬化化冠冠心心病病饮食饮食习惯习惯运动运动紧张紧张
11、致病致病保护保护胆固醇胆固醇 肥胖肥胖 高血压高血压 吸烟吸烟病因的种类病因的种类病因的种类病因的种类充分病因充分病因充分病因充分病因充分病因充分病因(sufficient cause)(sufficient cause)：多因素的综合作用后多因素的综合作用后多因素的综合作用后多因素的综合作用后多因素的综合作用后多因素的综合作用后引起某疾病发生，即引起某疾病发生，即引起某疾病发生，即引起某疾病发生，即引起某疾病发生，即引起某疾病发生，即是是是是与疾病发生有关的诸与疾病发生有关的诸与疾病发生有关的诸与疾病发生有关的诸因素。因素。因素。因素。必要病因必要病因必要病因必要病因必要病因必要病因(nec
12、essary cause(necessary cause)：缺乏此因素疾病就不缺乏此因素疾病就不缺乏此因素疾病就不缺乏此因素疾病就不缺乏此因素疾病就不缺乏此因素疾病就不会发生。会发生。会发生。会发生。会发生。会发生。组分组分组分组分组分组分病因病因病因病因病因病因（component causescomponent causescomponent causes）：构成构成构成构成构成构成某病充分某病充分某病充分某病充分某病充分某病充分病因的任一成分都称为该病的组分病因病因的任一成分都称为该病的组分病因病因的任一成分都称为该病的组分病因病因的任一成分都称为该病的组分病因病因的任一成分都称为该病的
13、组分病因病因的任一成分都称为该病的组分病因。仅有必要病因不足发病，须有其他的充分病因仅有必要病因不足发病，须有其他的充分病因二二 疾病发生的条件疾病发生的条件疾病发生的基本条件疾病发生的基本条件疾病发生的基本条件疾病发生的基本条件u致病因子致病因子l l生物性因子生物性因子生物性因子生物性因子l l物理物理物理物理性因子性因子性因子性因子l l化学化学化学化学性因子性因子性因子性因子u环境环境u宿主宿主vv 遗传因素遗传因素遗传因素遗传因素vv 免疫因素免疫因素免疫因素免疫因素vv 年龄与性别年龄与性别年龄与性别年龄与性别vv 种族种族种族种族vv 精神心理状态精神心理状态精神心理状态精神心理
14、状态vv 人的行为因素人的行为因素人的行为因素人的行为因素自然环境自然环境自然环境自然环境社会环境社会环境社会环境社会环境三三 病因研究方法病因研究方法How 病因研究病因研究病因研究病因研究的方法的方法的方法的方法u临床临床研究：临床病症研究：临床病症l生化实验，生化实验，生化实验，生化实验，l微生物学实验微生物学实验微生物学实验微生物学实验 l分子生物学分子生物学分子生物学分子生物学实验实验实验实验 l动物实验动物实验动物实验动物实验 u实验研究：实验研究：u流行病学研究：流行病学研究：v 描述性研究描述性研究描述性研究描述性研究v 分析性研究分析性研究分析性研究分析性研究v 实验性研究实
15、验性研究实验性研究实验性研究病因研究的过程病因研究的过程病因研究的过程病因研究的过程描述性研究描述性研究(三间分布，常规资料，临床三间分布，常规资料，临床)形成假设形成假设检验假设检验假设(分析性研究和实验性研究分析性研究和实验性研究)病因推断病因推断(因果关系因果关系)四四 因果推断的逻辑因果推断的逻辑方法方法如何形成假设如何形成假设如何形成假设如何形成假设1.1.因为假设因为假设因为假设因为假设H H，推出证据，推出证据，推出证据，推出证据E E（演绎推理）（演绎推理）（演绎推理）（演绎推理）2.2.因为获得因为获得因为获得因为获得E E，反推理，反推理，反推理，反推理H H（归纳推理（归
16、纳推理（归纳推理（归纳推理 一一 假设演绎法假设演绎法 hypothetic deductive methodhypothetic deductive method用假设演绎地推出具体的证据，然后用用假设演绎地推出具体的证据，然后用观察和实验检验这个证据，则假设成立观察和实验检验这个证据，则假设成立HBV-PHC如何形成假设如何形成假设如何形成假设如何形成假设1.Method Method of agreement of agreement 求同法求同法求同法求同法2.Method Method of difference of difference 求异法求异法求异法求异法3.Method
17、Method of concomitant variation of concomitant variation 共变法共变法共变法共变法4.Method of Method of analogy analogy 类推法类推法类推法类推法5.Method Method of of exclusion exclusion 排除法排除法排除法排除法 二二 密尔氏法则密尔氏法则（Mills cannon）如何形成假设如何形成假设如何形成假设如何形成假设1.Method of agreement 求同法求同法相同事件（如患同种疾病）之间寻找共同点相同事件（如患同种疾病）之间寻找共同点相同事件（如患同种
18、疾病）之间寻找共同点相同事件（如患同种疾病）之间寻找共同点。推理为：推理为：推理为：推理为：事件（病例事件（病例A）暴露因素暴露因素对象对象1 A,B,C -a,b,c对象对象2 A,D,E -a,d,e对象对象3 A,F,G -a,f,g .-.所以，所以，a 是是A的影响因素的影响因素不同条件下不同条件下不同条件下不同条件下找共同点找共同点找共同点找共同点病因及病因推断例如：例如：食物中毒食物中毒的的暴发暴发如何形成假设如何形成假设如何形成假设如何形成假设2.Method of difference 求异法求异法在事件发生的不同情况之间（如发病率高和低之在事件发生的不同情况之间（如发病率高
19、和低之在事件发生的不同情况之间（如发病率高和低之在事件发生的不同情况之间（如发病率高和低之间，发病者与不发病者之间）寻找不同的线索间，发病者与不发病者之间）寻找不同的线索间，发病者与不发病者之间）寻找不同的线索间，发病者与不发病者之间）寻找不同的线索。推理为：推理为：推理为：推理为：事件事件 暴露因素暴露因素 对象对象1B,C -(a不出现不出现),b,c 对象对象2D,E -(a不出现不出现),d,e 对象对象3F,G -(a不出现不出现),f,g -所以，所以，a 是是A的影响因素的影响因素相似事件之相似事件之相似事件之相似事件之间找不同点间找不同点间找不同点间找不同点例如：例如：地方性甲
20、状腺肿地方性甲状腺肿如何形成假设如何形成假设如何形成假设如何形成假设3.Method of concomitant variation 共变法共变法如果某因素出现的频率和强度发生变化，某病发生如果某因素出现的频率和强度发生变化，某病发生如果某因素出现的频率和强度发生变化，某病发生如果某因素出现的频率和强度发生变化，某病发生的频率与强度也随之变化，则该因素很可能是该病的频率与强度也随之变化，则该因素很可能是该病的频率与强度也随之变化，则该因素很可能是该病的频率与强度也随之变化，则该因素很可能是该病的病因的病因的病因的病因。推理为：。推理为：。推理为：。推理为：事件（效应事件（效应,A）暴露因暴露
21、因素素 对象对象(组组)1 A1,B,C -a1,b,c 对象对象(组组)2 A2,D,E -a2,d,e 对象对象(组组)3 A3,F,G -a3,f,g .-所以，所以，a 是是A的影响因素的影响因素因素频率波动因素频率波动因素频率波动因素频率波动-疾病强度变化疾病强度变化疾病强度变化疾病强度变化例如：例如：欧洲海豹肢畸形的发病率（欧洲海豹肢畸形的发病率（A A）随着反应）随着反应停上市量（停上市量（a a）的增减而增减。）的增减而增减。如何形成假设如何形成假设如何形成假设如何形成假设4.Method of analogy 类推法类推法所研究的某种疾病，如果与病因已经清楚的某种疾所研究的某
22、种疾病，如果与病因已经清楚的某种疾所研究的某种疾病，如果与病因已经清楚的某种疾所研究的某种疾病，如果与病因已经清楚的某种疾病的分布特征相似，那么可以推想两种疾病的病因病的分布特征相似，那么可以推想两种疾病的病因病的分布特征相似，那么可以推想两种疾病的病因病的分布特征相似，那么可以推想两种疾病的病因可能相同可能相同可能相同可能相同。推理为：。推理为：。推理为：。推理为：用已知推测未知用已知推测未知用已知推测未知用已知推测未知共同的病因共同的病因共同的病因共同的病因MINAMATA病病如何形成假设如何形成假设如何形成假设如何形成假设5.Method of exclusion 排除法排除法即通过对假
23、设的排除而建立假设法。将那些不符合即通过对假设的排除而建立假设法。将那些不符合即通过对假设的排除而建立假设法。将那些不符合即通过对假设的排除而建立假设法。将那些不符合客观事实的假设一一排除，抓住关键问题，形成最客观事实的假设一一排除，抓住关键问题，形成最客观事实的假设一一排除，抓住关键问题，形成最客观事实的假设一一排除，抓住关键问题，形成最符合实际的假设，就能找到真正的病因符合实际的假设，就能找到真正的病因符合实际的假设，就能找到真正的病因符合实际的假设，就能找到真正的病因。推理为：。推理为：。推理为：。推理为：产生几个假设，产生几个假设，产生几个假设，产生几个假设，逐一排除逐一排除逐一排除逐
24、一排除例如：例如：上海皮炎的事件上海皮炎的事件如何验证假设如何验证假设如何验证假设如何验证假设u分析分析data:data:描述性研究描述性研究-分析性研究分析性研究(病例对照研究等病例对照研究等)u验证假说：实验证假说：实验性研究验性研究-干预试验干预试验u发病机制研究：动物试验等发病机制研究：动物试验等三类病因研究方法相互联系三类病因研究方法相互联系三类病因研究方法相互联系三类病因研究方法相互联系，其，其，其，其关系及探索程序如图所示。关系及探索程序如图所示。关系及探索程序如图所示。关系及探索程序如图所示。病因探索步骤病因探索步骤 描述性流行病学描述性流行病学描述性流行病学描述性流行病学
25、(查明分布查明分布查明分布查明分布)形成假设（五法则）形成假设（五法则）形成假设（五法则）形成假设（五法则）分析性流行病学分析性流行病学分析性流行病学分析性流行病学（检验假设）（检验假设）（检验假设）（检验假设）临床、病理临床、病理临床、病理临床、病理 实验等资料实验等资料实验等资料实验等资料 现况研究现况研究现况研究现况研究纵向研究纵向研究纵向研究纵向研究 病例对照研究病例对照研究病例对照研究病例对照研究 队列研究队列研究队列研究队列研究 实验性流行病学实验性流行病学实验性流行病学实验性流行病学 病因推断病因推断病因推断病因推断（验证假设）（验证假设）（验证假设）（验证假设）（判断原则）（判
26、断原则）（判断原则）（判断原则）生态学研究生态学研究生态学研究生态学研究要因与疾病之间的关联有无？要因与疾病之间的关联有无？要因与疾病之间的因果关系有无？要因与疾病之间的因果关系有无？有有研究终了研究终了无无要因是疾病的原因（危要因是疾病的原因（危险险因子）！因子）！有有无因果关系的关联无因果关系的关联无无正确的研究方法正确的研究方法混杂因素的排除混杂因素的排除误差的排除误差的排除无偏倚等无偏倚等统计学处理统计学处理正确的设计方案正确的设计方案病因探索步骤病因探索步骤五五 因果关系的推断因果关系的推断Causal inference 统计学关联统计学关联 （statistics associa
27、tion）虚假虚假关联关联 （spurious association）间接关联间接关联 （indirect-association）因果关系因果关系 （causality）病因推断中暴露因素与病因推断中暴露因素与病因推断中暴露因素与病因推断中暴露因素与疾病的疾病的疾病的疾病的关联关联关联关联Association between exposure and disease in causal inferenceD2D1 F？暴露与疾病exposure and disease有无统计学关联?statistical association有无偏倚?bias统计统计关联关联From Epidemio
28、logical Association to Causation偏倚，机遇有统计学关联?statistical association假设成立？bias虚假关联虚假关联Spurious association因果关系因果关系果果1 1无果无果C1果果2 2C2C3使使使使发病概率增加发病概率增加发病概率增加发病概率增加的因子，就可认为有因果关系存在，的因子，就可认为有因果关系存在，的因子，就可认为有因果关系存在，的因子，就可认为有因果关系存在，当它们中的一个或多个不存在时，疾病频率就下降。当它们中的一个或多个不存在时，疾病频率就下降。当它们中的一个或多个不存在时，疾病频率就下降。当它们中的一个
29、或多个不存在时，疾病频率就下降。病因推断常用标准病因推断常用标准病因推断常用标准病因推断常用标准1.1.关联的强度关联的强度 strength of association 2.2.关联的时间性关联的时间性 temporality of association3.3.关联的特异性关联的特异性 specificity of association 4.4.关联的可重复性关联的可重复性consistency of association 5.5.剂量反应关系剂量反应关系 doseresponse relationship 6.6.关联的一致性关联的一致性 coherence of associat
30、ion 7.7.关联的合理性关联的合理性 plausibility of association 8.8.终止效应终止效应（可逆性）（可逆性）reversibility9.9.相似性相似性 analogycriteria of causal inference 1-strength病因推断常用标准病因推断常用标准病因推断常用标准病因推断常用标准前因后果：唯一必须满足的前因后果：唯一必须满足的前因后果：唯一必须满足的前因后果：唯一必须满足的标准标准标准标准The cause must precede the The cause must precede the effecteffect.时间时间
31、暴露暴露结局结局criteria of causal inference 3-temporaliry病因推断常用标准病因推断常用标准病因推断常用标准病因推断常用标准地下铁沙林事件地下铁沙林事件地下铁沙林事件地下铁沙林事件NNeurobehavioral eurobehavioral toxicologytoxicology年月日年月日上午上午8点，点，東京地下鉄霞関東京地下鉄霞関站站 地下铁沙林事件地下铁沙林事件地下铁沙林事件地下铁沙林事件l受害者受害者 名以上名以上l严重者严重者 名名l死死 者者 名名从症状推测神经性毒素从症状推测神经性毒素u8:308:30分分咽喉痛咽喉痛、眼痛的患者出现
32、眼痛的患者出现u8:408:40分分 急救车救急救车救送送結膜充血結膜充血刺激性刺激性气体暴露气体暴露縮瞳縮瞳 有有机磷机磷中毒中毒n：1515分分 硫酸硫酸阿托品治疗阿托品治疗毒素的认识毒素的认识临床现场临床现场東京消防庁東京消防庁l 9:08分分 毒物毒物中中检出检出l9:12分分与各医疗机构联系与各医疗机构联系 警視庁警視庁l9:35分分 沙林检出沙林检出l11:00分分 记者招待会发表记者招待会发表criteria of causal inference 4-coherence饮食脂肪摄入与乳腺癌发病Correlation between dietary fat intake and
33、breast cancer by country 病因推断常用标准病因推断常用标准病因推断常用标准病因推断常用标准一致criteria of causal inference 5-reversibilityl When removal of a possible cause results in reduction of disease risk,the likelihood of the association being causal is strengthened病因推断常用标准病因推断常用标准病因推断常用标准病因推断常用标准可逆性Age-standardized death rates
34、 due to well-established cases of bronchogenic carcinoma每日吸烟量与支气管肺癌的年龄调整死亡率criteria of causal inference 6dose-response relationshipcriteria of causal inference 6dose-response relationship病因推断常用标准病因推断常用标准病因推断常用标准病因推断常用标准本课要点本课要点本课要点本课要点1.1.1.1.病因是那些能使发病概率增加的因素。病因是那些能使发病概率增加的因素。病因是那些能使发病概率增加的因素。病因是那些能使发病概率增加的因素。2.2.2.2.病因有必要原因和充分原因病因有必要原因和充分原因病因有必要原因和充分原因病因有必要原因和充分原因 。3.3.3.3.病因判定时，从临床症状、研究设计、病因判定时，从临床症状、研究设计、病因判定时，从临床症状、研究设计、病因判定时，从临床症状、研究设计、统计学联系到因果联系综合分析。统计学联系到因果联系综合分析。统计学联系到因果联系综合分析。统计学联系到因果联系综合分析。