Tipi di studio epidemiologici Tipi di studio epidemiologici
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Paolo Pandolfi
U.O. Epidemiologia, Promozione della Salute e Comunicazione del Rischio
Studi primari Studi primari
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UNA DISTINZIONE FONDAMENTALE E' UNA DISTINZIONE FONDAMENTALE E' QUELLA CHE SUDDIVIDE GLI STUDI QUELLA CHE SUDDIVIDE GLI STUDI EPIDEMIOLOGICI IN:
EPIDEMIOLOGICI IN:
SPERIMENTALI
NON SPERIMENTALI (OSSERVAZIONALI)
Lo sperimentatore manipola le condizioni della ricerca
Lo sperimentatore osserva l'andamento dei fenomeni
STUDI OSSERVAZIONALI STUDI OSSERVAZIONALI
Descrittivi Descrittivi
• • generano ipotesi generano ipotesi
•
• ipotesi a posteriori ipotesi a posteriori (formulata dopo la (formulata dopo la raccolta dei dati) raccolta dei dati)
• • descrivono la descrivono la
distribuzione di un fattore, distribuzione di un fattore, senza tener conto del senza tener conto del nesso di causalit nesso di causalità à o di o di altre ipotesi
altre ipotesi
•
• Sorveglianza sullo stato Sorveglianza sullo stato salute, utili per la salute, utili per la pianificazione sanitaria pianificazione sanitaria
• • analisi di registri dati analisi di registri dati
Analitici Analitici
•
• testano ipotesi testano ipotesi
• • ipotesi a priori (formulata ipotesi a priori (formulata prima che la raccolta dei prima che la raccolta dei dati sia eseguita) dati sia eseguita)
• • descrivono associazioni descrivono associazioni
•
• identificano o misurano identificano o misurano l’ l ’effetto dei fattori di effetto dei fattori di rischio
rischio
• • effetto sulla salute di effetto sulla salute di specifiche esposizioni specifiche esposizioni
STUDI OSSERVAZIONALI STUDI OSSERVAZIONALI Descrittivi
Descrittivi su popolazione su popolazione
•
• studi di correlazione o studi di correlazione o ecologici
ecologici
su individui su individui
• • case case- -report report
• • serie di casi serie di casi
•
• studi cross studi cross- -sectional sectional (trasversale) o di (trasversale) o di sorveglianza sorveglianza
Analitici Analitici su popolazione su popolazione
•
• studi caso studi caso- -controllo controllo
•
• studi di coorte studi di coorte
Conoscenza degli scenari
Chiarimento eziologico
STUDI DESCRITTIVI STUDI DESCRITTIVI
In generale, uno studio descrittivo
In generale, uno studio descrittivo “ “riguarda ed riguarda ed è è disegnato solo in modo da descrivere la distribuzione disegnato solo in modo da descrivere la distribuzione esistente delle variabili, senza riferimento ad ipotesi esistente delle variabili, senza riferimento ad ipotesi causali o di altro tipo
causali o di altro tipo” ” . . Rappresenta la conoscenza Rappresenta la conoscenza della situazione reale di salute/malattia. Esso deve della situazione reale di salute/malattia. Esso deve rispondere a cinque quesiti fondamentali, che in lingua rispondere a cinque quesiti fondamentali, che in lingua inglese sono stati sintetizzati come le 5
inglese sono stati sintetizzati come le 5 ‘ ‘W W’ ’
-Who (chi ha la malattia in una popolazione; definiamo numeratore e denominatore)
-What (sviluppo di chiare, specifiche e misurabili definizione dei ‘casi’ ) -Why (consentono di generare ipotesi eziologiche precise) -When (quando le malattie sono insorte)
-Where (dove le malattie sono insorte)
più una domanda che consegue dalle prime: ‘So what?’
(quali sono le implicazioni di sanità pubblica)
Studi di prevalenza o cross Studi di prevalenza o cross- - sectional
sectional
Esaminano una Esaminano una popolazione (o popolazione (o parte di essa) per parte di essa) per determinare lo determinare lo stato di malattia stato di malattia, ,
l
l’ ’esposizione esposizione ad ad un fattore o la un fattore o la presenza presenza di altra di altra
condizione.
condizione.
Variante Variante è è lo lo
screening screening. .
Obiettivi Obiettivi
•
• Descrivere l Descrivere l’ ’entit entità à di un di un fenomeno in una comunit fenomeno in una comunità à o o campione, per una valutazione campione, per una valutazione epidemiologica, diagnosi epidemiologica, diagnosi precoce, pianificazione sanitaria precoce, pianificazione sanitaria
•
• Ottenere informazioni su Ottenere informazioni su atteggiamenti della popolazione atteggiamenti della popolazione vs i servizi sanitari, sui bisogni vs i servizi sanitari, sui bisogni sanitari, sull
sanitari, sull’ ’uso dei servizi uso dei servizi sanitari
sanitari
• • Analizzare la possibile Analizzare la possibile associazione di un FR con una associazione di un FR con una malattia (solo alcune malattia (solo alcune circostanze) circostanze)
Studi di prevalenza o cross Studi di prevalenza o cross- - sectional
sectional
Fonti di dati Fonti di dati
• • Osservazioni dirette Osservazioni dirette –
– Rilievi strumentali Rilievi strumentali – – Esame obiettivo Esame obiettivo –
– Indagini di laboratorio Indagini di laboratorio
•
• Sondaggi individuali Sondaggi individuali –
– Questionari Questionari – – Interviste Interviste
• • Casistiche ufficiali Casistiche ufficiali –
– Registri ospedalieri Registri ospedalieri infezioni infezioni
•
• Screening Screening
Permettono Permettono
•
• Calcolare prevalenza Calcolare prevalenza puntuale, anche per puntuale, anche per sottogruppi confrontandoli sottogruppi confrontandoli tra loro. Odds ratio tra loro. Odds ratio
Malattia e/o sintomi esposizione
si
no si
no T
0Inizio e fine dello studio
Il ricercatore ha scelto il tipo di “esposizione”?
Si
Si No
RCT
CT non rando-mizzato
Studio sperimentale Allocazione casuale ?
Studio caso- controllo Studio
di coorte
Studio analitico Direzione ?
Esposizione -
>esito
Esito -> esposizione
No Studio osservazionale
Gruppo di confronto ?
Si No
Studio cross- sezionale
Studio descrittivo
Esposizione ed esito contemporanei
STUDI ANALITICI STUDI ANALITICI
In generale, uno studio analitico
In generale, uno studio analitico “ha come contenuto “ ha come contenuto fondamentale la ricerca di correlazioni tra la situazione fondamentale la ricerca di correlazioni tra la situazione di salute/malattia di una popolazione e l
di salute/malattia di una popolazione e l’ ’azione di una azione di una numerosissima serie di fattori che si può logicamente numerosissima serie di fattori che si può logicamente presumere abbiano un
presumere abbiano un’ ’influenza su tale situazione influenza su tale situazione” ” Accanto alla quantificazione di un fenomeno, appaino Accanto alla quantificazione di un fenomeno, appaino generalmente elementi ricavati da anamnesi, esami di generalmente elementi ricavati da anamnesi, esami di laboratorio o interviste; essi pur non comportando laboratorio o interviste; essi pur non comportando trattamenti o eliminazione di fattori di rischio, trattamenti o eliminazione di fattori di rischio, permettono una valutazione sommaria del ruolo che permettono una valutazione sommaria del ruolo che possono assumere nell
possono assumere nell’ ’etiopatogenesi delle malattie. etiopatogenesi delle malattie.
Studi caso
Studi caso- -controllo controllo
Sono studi non Sono studi non sperimentali che sperimentali che consentono di consentono di indagare sul indagare sul ruolo ruolo
etiopatogenetico etiopatogenetico di eventuali fattori di eventuali fattori
di rischio.
di rischio.
Prevede che si Prevede che si considerino considerino sempre due sempre due
gruppi gruppi. .
Obiettivi Obiettivi
• • Valutare il ruolo di uno o pi Valutare il ruolo di uno o più ù FR attraverso una relazione FR attraverso una relazione retrospettiva di dati ricavati retrospettiva di dati ricavati da 2 gruppi di individui da 2 gruppi di individui
• • Stimare il rischio relativo Stimare il rischio relativo (odds ratio)
(odds ratio)
•
• Valutare il ruolo dei singoli Valutare il ruolo dei singoli
FR e del loro eventuale
FR e del loro eventuale
sinergismo in caso di
sinergismo in caso di
etiopatogenesi multifattoriale
etiopatogenesi multifattoriale
Studio caso
Studio caso- -controllo controllo
oggi passato
Individui con malattia (casi)
Individui senza malattia (controlli)
Malattia Esposizione al
fattore di rischio
Popolazione a rischio Esposti
Non esposti
Esposti Non esposti
Studio caso
Studio caso- -controllo controllo
Modalità
• Identificazione dei casi meglio “incidenti”
(documentati da indagini)
• Selezione dei controllo (stesse caratteristiche dei casi ma non malati)
• Raccolta dei dati retrospettivi (per casi e controlli con stesse modalità)
• Analisi dei dati (Odds ratio)
Analisi dati
Casi Controlli
Esposti a b a+b
N on Esposti c d c+d
a+c b+d N
ODDS RATIO a/b: c/d = a/c x d/b = a x d/ c x
b
Studio caso
Studio caso- -controllo controllo
Vantaggi Vantaggi
•
• Semplice, poco costoso, Semplice, poco costoso, rapido
rapido
•
• Consente di indagare Consente di indagare contemporaneamente su contemporaneamente su diversi FR
diversi FR
•
• Permette di saggiare ipotesi Permette di saggiare ipotesi
•
• Può essere usato per malattie Può essere usato per malattie rare
rare
•
• E’ E ’ relativemnte semplice relativemnte semplice mantenere costanti le mantenere costanti le modalit
modalità à di rilevazione di rilevazione
Svantaggi Svantaggi
•
• Non permette di calcolare Non permette di calcolare l
l’ ’incidenza o la prevalenza incidenza o la prevalenza ma solo di stimare i rischi ma solo di stimare i rischi
• • Non Non è è adatto se il FR è adatto se il FR è poco poco frequente nella popolazione frequente nella popolazione
•
• Mancanza di dati oggettivi Mancanza di dati oggettivi sull
sull’ ’esposizione esposizione
• • Scarsa rappresentativit Scarsa rappresentatività à
Bias comuni: selezione non accurata di casi e controlli, bias legati al ricordo, atteggiamenti diversi dell’intervistatore, se si usano casi prevalenti si possono scambiare per FR condizioni associate con una
maggior sopravvivenza
Studi di coorte Studi di coorte
Sono quelli pi Sono quelli più ù
attendibili per attendibili per calcolare tutte calcolare tutte quelle misure quelle misure epidemiologiche epidemiologiche
che
che includono il includono il tempo come tempo come elemento elemento essenziale essenziale (tassi, (tassi,
rischio relativo, rischio relativo, rischio attribuibile) rischio attribuibile)
Obiettivi Obiettivi
•
• Calcolare la densit Calcolare la densità à di di incidenza e la mortalit incidenza e la mortalità à delle delle malattie
malattie
•
• Quantizzare il rischio Quantizzare il rischio attraverso il calcolo dei tassi attraverso il calcolo dei tassi di incidenza negli esposti, nei di incidenza negli esposti, nei non esposti e negli esposti a non esposti e negli esposti a vari gradi e livelli vari gradi e livelli
•
• Calcolare il rischio relativo e Calcolare il rischio relativo e attribuibile
attribuibile
• • Confrontare soggetti esposti Confrontare soggetti esposti in modo diverso, analisi in modo diverso, analisi differenziate per et differenziate per età à e durata e durata esposizione
esposizione
Modalità
• Identificazione degli esposti al FR
• Identificazione dei non esposti al FR
• Raccolta dei dati nel tempo
• Viene misurata l’incidenza dell’evento in studio
• L’incidenza viene confrontata con misure di associazione attraverso differenze o rapporti fra incidenze
Analisi dati
Evento N on evento
Esposti a b a+b
N on Esposti c d c+d
a+c b+d N
Incidenza/Rischio (R): = (a+c)/N
Rischio negli esposti (R
e): a/(a+b)
Rischio nei non esposti (R
ne): c/(c+d)
Rischio attribuibile (RA): R
e-R
ne Rischio relativo (RR): R
e/R
ne Frazione attribuibile (FA):(R
e-R
ne)/
R
e*100;
Odds ratio (OR): a*d/b*c
Studi di coorte
Studi di coorte Criteri per stabilire la causalità delle associazioni
- Sequenza temporale - L’esposizione ha preceduto l’esito?
- Forza dell’associazione - Quanto è forte l’effetto, misurato con il RR o gli OR ? - Riproducibilità dell’assoc. - L’effetto è stato rilevato anche da
altri ?
- Presenza di una relazione - Una maggiore esposizione si
dose-risposta traduce in maggiori esiti ?
- Specificità dell’assoc. - L’esposizione produce solo quell’esito ?
- Plausibilità biologica - L’associazione è plausibile dal punto di vista biologico ? - Coerenza con le cono- - L’associazione è sintonica con le
scenze disponibili ? conoscenze disponibili ? - Evidenza sperimentale - E’ stato fatto un RCT ?
- Analogia - L’associazione è simile ad altre ?
Il ricercatore ha scelto il tipo di “esposizione”?
Si
Si No
RCT
CT non rando- mizzato
Studio sperimentale Allocazione casuale ?
Studio caso- controllo Studio
di coorte
Studio analitico Direzione ?
Esposizione -
>esito
Esito -> esposizione
No Studio osservazionale
Gruppo di confronto ?
Si No
Studio cross- sezionale
Studio descrittivo
Esposizione ed esito contemporanei
STUDI SPERIMENTALI STUDI SPERIMENTALI
Tipicamente in questi studi,
Tipicamente in questi studi, lo sperimentatore interviene lo sperimentatore interviene direttamente
direttamente nella scelta dei soggetti e delle modalit nella scelta dei soggetti e delle modalità à di conduzione garantendo tuttavia i criteri di casualit di conduzione garantendo tuttavia i criteri di casualità à (randomizzazione). Ciò ANNULLA la disomogeneit (randomizzazione). Ciò ANNULLA la disomogeneità à dei dei gruppi messi a confronto (uno dei principali problemi gruppi messi a confronto (uno dei principali problemi degli studi caso
degli studi caso- -controllo). controllo). ” ” Pur
Pur rappresentando gli studi metodologicamente pi rappresentando gli studi metodologicamente più ù corretti questa modalit
corretti questa modalità à di indagine di indagine è è fortemente fortemente limitata nell'applicazione in campo umano per problemi limitata nell'applicazione in campo umano per problemi evidenti etici. In generale questo disegno dello studio evidenti etici. In generale questo disegno dello studio viene utilizzato nel campo della valutazione di viene utilizzato nel campo della valutazione di interventi preventivi e per verificare l'efficacia interventi preventivi e per verificare l'efficacia terapeutica di un trattamento.
terapeutica di un trattamento.
VENGONO SUDDIVISI IN DUE GRUPPI VENGONO SUDDIVISI IN DUE GRUPPI
FONDAMENTALI:
FONDAMENTALI:
SPERIMENTAZIO NI CLINICHE
INTERVENTI PREVENTIVI
Trial clinici
Community intervention trial (target intera comunità)
Field trial (target persona singola – sperimentaz. sul campo)
SPERIMENTAZIONI CLINICHE SPERIMENTAZIONI CLINICHE
Gli RCT sono eseguiti su persone generalmente malate per valutare l'efficacia di due o più trattamenti farmacologici o altre procedure terapeutiche come gli interventi chirurgici.
IL fattore di cui si studia l’effetto è introdotto dal ricercatore. Si parla di
•Studi sperimentali controllati (CT), quando è previsto, accanto al gruppo che riceve la sperimentazione, anche un gruppo di controllo o di riferimento
•Studi controllati randomizzati (RCT), quando la decisione circa l’assegnazione al gruppo sperimentale o a quello di controllo è affidata al caso
• Caratteristica fondamentale degli studi sperimentali:
assegnazione casuale dei soggetti al gruppo sperimentale o al gruppo di controllo che non riceve l’intervento.
• Assegnazione casuale dei soggetti ai due gruppi in studio volta a prevenire le distorsioni possibili nella selezione dei soggetti, che potrebbero indurre, ad esempio, ad includere nel gruppo sperimentale (anche se in maniera involontaria) quei soggetti caratterizzati da una migliore risposta al trattamento.
Studi controllati randomizzati
Studi controllati randomizzati Studi controllati randomizzati Studi controllati randomizzati
• SINGOLO CIECO: il soggetto non è a conoscenza del gruppo di trattamento a cui è stato assegnato;
• DOPPIO CIECO: sia il soggetto che lo sperimentatore non sono a conoscenza dell'assegnazione
• TRIPLO CIECO: in questo caso anche l'elaborazione statistica dei casi avviene senza conoscere a quale gruppo
corrispondano i diversi trattamenti
Elemento fondamentale negli RCT per evitare bias è la
CECITA’
Vantaggi Vantaggi
• • E' il più E' il pi ù corretto studio da corretto studio da un punto di vista un punto di vista metodologico metodologico
•
• Unico caso in cui sono Unico caso in cui sono rispettati i principi rispettati i principi dell'inferenza statistica dell'inferenza statistica
Svantaggi Svantaggi
• • Applicazioni limitate nell'uomo Applicazioni limitate nell'uomo per problemi etici
per problemi etici
•
• Spesso di difficile Spesso di difficile organizzazione, di lunga organizzazione, di lunga durata e costoso durata e costoso
Bias comuni: Perdite al follow-up, rifiuto alla partecipazione, la conoscenza del trattamento può influenzare l'accertamento dell'esito (se non si utilizzano studi in cieco)
Esistono quattro misure di efficacia per riportare i risultati di un RCT:
• La riduzione del rischio relativo RRR=(R c -R t )/R c *100
• Gli odds ratio
• La riduzione del rischio assoluto RRA=R c -R t
• Il numero necessario di trattamenti per prevenire un evento NNT=1/RRA
• NNT = “number needed to treat” è il numero di soggetti da trattare necessario per osservare un beneficio terapeutico. E’ dato dal rapporto inverso della riduzione di rischio assoluto. (100 ARR)
• NNH = “number needed to harm” è il numero di soggetti da trattare necessario per osservare un evento avverso. E’ dato dal rapporto inverso dell’incremento di rischio assoluto. (100 ARI)
Studi secondari Studi secondari
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