I disegni degli studi epidemiologici

Gli studi epidemiologici analitici sono finalizzati alla determinazione delle cause che determinano la distribuzione di una malattia in una popolazione (epidemiologia), la selezione della strategie di intervento (farmacoepidemiologia) ed il raggiungimento di particolari esiti (ricerca di esito).69,70 Il concetto alla base degli studi analitici è l’associazione tra un fenomeno osservato (e.g. frequenza di una malattia, utilizzo ed efficienza di un trattamento) ed un insieme di variabili potenzialmente determinanti (e.g. fattori anagrafici, ambientali, regime terapeutico). Quattro diversi tipi di associazione possono essere individuate in uno studio epidemiologico:71

1. le associazioni casuali (random association) accadono quando l’associazione tra le variabili considerate è dovuta al caso e non ad una relazione sistematica di causa- effetto. Le scienze statistiche utilizzano specifiche tecniche in grado di “smascherare” la casualità di particolari associazioni;

2. le associazioni false (biased association), pur esprimendo una relazione causale, sono provocate da una differente composizione o valutazione dei gruppi di

69

Hulley SB, Cumming SR. Designing clinical research. Baltimore: Williams and Wilkins, 1988.

70

Kelsey JL, Thompson WD, Evans AS, et al. Methods in observational epidemiology. New York: Oxford University Press, 1996.

71

individui. I principali bias sono di selezione (il campione studiato non è rappresentativo della popolazione) o di informazione (il set di dati relativo campione non è sufficientemente esaustivo). È importante notare che i bias, una volta presenti, non risultano eliminabili;

3. le associazioni indirette (confounded association) rappresentano una situazione in cui due variabili sembrano correlate ma, in realtà, la causa determinate è diversa da quella indicata (e.g. uno studio sul cancro potrebbe evidenziare un’associazione tra colore giallastro delle unghie ed evento, mentre la vera causa determinante è il fumo di sigarette);

4. le associazioni causali (causal association), infine, identificano una vera e propria relazione causa effetto tra una variabile ed un evento osservato. Questo tipo di associazione è, indipendentemente dal fatto che esista una prova inconfutabile dell’esistenza di una relazione causale sottostante, condizionata dalla presenza di alcuni criteri che ne influenzano il significato scientifico:

- la coerenza con le informazioni esistenti e la plausibilità del contenuto in relazione all’ambito di applicazione (e.g. ammissibilità clinica dell’affermazione); - la consistenza dell’associazione e la conseguente riproducibilità in condizioni

diverse (e.g. diverso disegno dello studio, diversa zona geografica);

- la sequenzialità della causa e dell’effetto (e.g. un gruppo di individui non fumatori è iperteso. È non fumatore poiché iperteso o viceversa?);

- la specificità o univocità dell’associazione (e.g. una causa determina un unico effetto che, a sua vota, è causato unicamente da quella variabile);

- l’intensità dell’associazione. Questa caratteristica è espressione di un aspetto quantitativo (l’intensità dell’associazione è subordinata alla consistenza numerica del campione), qualitativo (la manifestazione dell’effetto è proporzionale all’intensità della causa ed all’intervallo di esposizione) e del disegno dello studio (l’intensità dell’associazione è condizionata dal corretto sviluppo e dalla tipologia di studio).

La ricerca epidemiologica prevede numerosi disegni per la conduzione di uno studio (metodo di conduzione dello studio).72,73 I più utilizzati sono gli studi di prevalenza (cross-sectional studies), gli studi caso-controllo (case-control studies), gli studi coorte (cohort studies) e le sperimentazioni cliniche, controllate e randomizzate (randomised controlled trials). L’ordine di presentazione di queste modalità di ricerca non è casuale ma esprime, secondo un ordine gerarchico crescente, le difficoltà pratiche e teoriche di sviluppo dello studio e la precisione dei risultati ottenuti. La precisione dei risultati ottenuti si traduce, in pratica, nella probabilità che le associazioni osservate siano di natura causale. Le sperimentazioni cliniche rappresentano la soluzione metodologica in cui la presenza di eventuali associazioni di tipo casuale (random), fittizio (bias) o indiretta (confounder) è maggiormente contenuta.

I disegni degli studi epidemiologici sono soggetti a numerose classificazioni [Figura 12]. Gli studi di prevalenza, gli studi caso-controllo e gli studi coorte sono definiti osservazionali (non sperimentali). Diversamente dagli studi sperimentali (sperimentazioni cliniche), uno studio osservazionale è contraddistinto dall’assenza di forme di interferenza sullo svolgimento del fenomeno osservato (e.g. terapia farmacologica): lo sperimentatore si limita ad osservare ed a valutare i risultati del processo assistenziale. Una seconda classificazione avviene sulla base del contenuto epidemiologico dello studio: gli studi di prevalenza sono definibili descrittivi mentre gli studi caso-controllo, gli studi coorte e le sperimentazioni cliniche sono distinguibili come analitici. Le implicazione delle due tipologie di studio sono state discusse nei precedenti paragrafi. Gli studi analitici possono essere ulteriormente suddivisi in relazione al criterio di arruolamento dei soggetti e del periodo di osservazione.

72

Coggon D, Rose G, Barker DJP. Epidemiology for the uninitiated. 4th edition. London: BMJ Publishing Group, 1997.

73

Nel primo caso, gli studi caso-controllo sono caratterizzati da un procedimento di arruolamento basato sulla presenza/assenza di una malattia mentre gli studi di coorte e le sperimentazioni cliniche “arruolano” sulla base della presenza/assenza dell’esposizione alla malattia. Nel secondo caso, in relazione al periodo di osservazione, i disegni dello studio possono essere classificati in retrospettivi (lo studio è posteriore alla rilevazione dei dati) e prospettici (lo studio è simultaneo alla rilevazione dei dati). Diversamente dalle altre metodologie, gli studi di prevalenza sono tipicamente retrospettivi e le sperimentazioni cliniche sono, forzatamente, prospettiche. Infine, in relazione al tempo, gli studi di prevalenza sono definiti trasversali, poiché misurano il numero di casi in un intervallo finito di tempo (e.g. la prevalenza dei soggetti in trattamento antiipertensivo in una Azienda Sanitaria), mentre gli studi caso-controllo,

Figura 12. La classificazione dei design degli studi epidemiologici. Design degli studi epidemiologici Studi di prevalenza Studi caso-controllo Studi coorte Sperimentazioni cliniche Setting dello studio Contenuto epidemiologico Criterio di arruolamento Periodo di osservazione Connotazione temporale

OSSERVAZIONALE OSSERVAZIONALE OSSERVAZIONALE SPERIMENTALE

DESCRITTIVO ANALITICO ANALITICO ANALITICO

PRESENZA MALATTIA PRESENZA MALATTIA ESPOSIZIONE AL RISCHIO ESPOSIZIONE AL RISCHIO

RETROSPETTIVO RETR / PROS RETR / PROS PROSPETTICO

TRASVERSALE LONGITUDINALE LONGITUDINALE LONGITUDINALE

Figura 12. La classificazione dei design degli studi epidemiologici. Design degli studi epidemiologici Studi di prevalenza Studi caso-controllo Studi coorte Sperimentazioni cliniche Setting dello studio Contenuto epidemiologico Criterio di arruolamento Periodo di osservazione Connotazione temporale

OSSERVAZIONALE OSSERVAZIONALE OSSERVAZIONALE SPERIMENTALE

DESCRITTIVO ANALITICO ANALITICO ANALITICO

PRESENZA MALATTIA PRESENZA MALATTIA ESPOSIZIONE AL RISCHIO ESPOSIZIONE AL RISCHIO

RETROSPETTIVO RETR / PROS RETR / PROS PROSPETTICO

gli studi coorte e le sperimentazioni cliniche sono definiti longitudinali, poiché osservano un fenomeno nel suo sviluppo temporale (e.g. la rilevazione della dinamica delle prescrizioni per farmaci antiipertensivi).