Epidemiologia - SGI, terzo anno

Settimana 1

Lezione 1 - 2/12 - Introduzione

Etimologicamente, il termine ‘epidemiologia’ è composto da ‘epi’ = su, ‘demos’ = popolazione, ‘logos’ = ragionamento. Vedendo ciò dovremmo dire che l'epidemiologia è lo studio della popolazione umana. La definizione etimologica, infatti, ricorda quella di demografia. Queste due discipline condividono alcuni strumenti ed indicatori ma il fine cambia radicalmente. Tale definizione, dunque, non è adatta perché è troppo fuorviante.

Come si è modificata nel tempo questa definizione? Vediamo la storia dell’epidemiologia.

• 1600: rivoluzione scientifica in cui l'universo fisico può essere studiato perché può essere espresso con un linguaggio matematico. Le relazioni matematiche possono essere estese al mondo biologico? Sì, quindi indaghiamo sulla natura dell'uomo;
• John Graunt (1620-74): cerca di quantificare i decessi, cerca di creare un indice che spieghi l'andamento della mortalità per fare ciò utilizza i registri delle chiese di Londra e dintorni. Prima di lui nessuno aveva pensato di creare degli indici che si potessero confrontare. Riesce a creare la prima tavola di sopravvivenza. Abbiamo la formulazione della prima legge sulla mortalità;
• James Lind (1716-94): medico che fa un tentativo di studio comparativo. Si occupa dello ‘scorbuto’, malattia molto diffusa tra gli equipaggi navali. Lind è famoso perché, oltre che quantificare il fenomeno, inizia ad introdurre nuovi concetti come il confronto tra gruppi con le stesse condizioni esterne;
• Pierre Charleston Alexandre Louis (1787-1872): si concentra sull'ereditarietà della tubercolosi. È il primo che intuisce che bisogna fare due tavole di sopravvivenza: chi ha genitori con la malattia vs chi senza. È il primo che utilizza metodi statistici in modo formale in ambito medico mettendone in luce l'importanza. Si può definire come il pioniere per eccellenza, perché applica due concetti fondamentali: il confronto tra gruppi e applicare il ragionamento sulla popolazione;
• William Farr (1807-83): organizza il primo sistema moderno di statistiche demografiche e fonda la prima società epidemiologica a Londra;
• John Snow (1813-58): un medico che vuole affrontare il colera. Un'epidemia di colera porta 15000 decessi. Vuole studiare delle misure che portino ad evitare ulteriori stragi. Per capire se ci siano ulteriori cause sconosciute, Snow costruisce una mappa di Londra in cui segnava gli eventi legati al colera. Nota che la diffusione del fenomeno è legato ai quartieri a sud del Tamigi: forse la causa è data dall'acqua e non da una trasmissione per vie aeree. 32 anni prima della scoperta del batterio del colera e 10 anni prima di Pasteur e della scoperta che gli esseri viventi causano le epidemie, capisce il problema. Comunque la sua teoria venne abbandonata dalla comunità scientifica. Quando scoppia la nuova epidemia va a rifare gli studi e giunge alle stesse conclusioni. Questa volta la sua ipotesi viene considerata e in parte si riesce a risolvere: tutte le società fornitrici di acqua devono filtrarla. Vediamo come l'epidemiologia ha impatto sulla salute pubblica, ancora oggi.

L'epidemiologia, dunque, ha come unità la popolazione e ha come scopo primario l'identificazione delle cause delle malattie. Questa definizione è ricavata dall'esperienza di Snow. Più precisamente diciamo che l'epidemiologia è la scienza che studia le malattie infettive, le loro cause prime, la loro diffusione e prevenzione. Parlando di ‘malattie infettive’ si restringe il campo ma, siccome è stata data tanto tempo fa, queste erano le malattie più pericolose. Inoltre, questa definizione ci porterebbe a identificare l'epidemiologia con la medicina.

Settimana 2

Lezione 2 - 5/12

L'ultima definizione che abbiamo dato dell’epidemiologia la avvicina troppo alla medicina.

• L'epidemiologia moderna: Il metodo di ragionamento del medico è deduttivo; quello dell'epidemiologo è induttivo. Nel ragionamento deduttivo si parte dal modello generale e arriva a descrivere la singola osservazione. L'epidemiologia, invece, parte dall'osservazione e arriva al modello generale. L'epidemiologo fa sempre un confronto tra due condizioni. Il medico applica una regola al paziente; l'epidemiologo elabora una regola a partire dall'osservazione e dal confronto. Il metodo su cui si basa l'epidemiologia è molto rischioso perché guardiamo degli eventi che si susseguono temporalmente. Questo metodo, dunque, ha la forza di essere diverso da quello medico ma è soggetto ad errore logico. Diciamo che anche l'epidemiologia si basa sul metodo scientifico di Galilei, però ricordiamo che tale metodo è stato criticato. La conoscenza che noi possiamo raggiungere con il metodo epidemiologico non è la verità: tuttavia, se andiamo a vedere cosa siamo riusciti a studiare negli anni con questo approccio, molte cose sono state migliorate (fumo nei ristoranti, attività fisica consigliata…).

Abbiamo detto che la definizione precedente parlava solo di malattie infettive. Diciamo che negli ultimi anni le malattie infettive non hanno avuto tutto questo impatto sulla salute pubblica. Al contrario, si sono sviluppati i tumori e le malattie cardio-vascolari. Queste sono le cosiddette malattie cronico-degenerative.

• Il concetto di causa: Sempre rimanendo sulla definizione, si citavano le cause prime. Dobbiamo tener conto che passando dalle malattie infettive alle cronico-degenerative (nostro nuovo problema), ci troviamo davanti ad una situazione molto diversa: nel primo caso abbiamo una sola causa, nella seconda abbiamo molte cause (eziologia multifattoriale). Quando si parla di cause abbiamo il concetto di sufficienza e necessità: una causa è necessaria se senza quella non si verifica l'evento; una causa, invece, è sufficiente se anche con essa l'evento non si verifica. Gli esperimenti medici sono caratterizzati dal fatto che le cause non possono essere definite come necessarie e/o sufficienti. Ciò a causa dell'eziologia multifattoriale.
• L’ideale, per trarre delle conclusioni causali da uno studio epidemiologico, è l'approccio controfattuale: confronto gli stessi soggetti prima quando hanno il fattore causale e poi quando non la hanno. Questo approccio è dato dalla definizione data da Hume. L'effetto si misura tramite la differenza tra situazione senza causa e con causa. Purtroppo, però, questo approccio non può essere applicato nei disegni epidemiologici. Esistono anche dei disegni che mimano l'approccio controfattuale ma non siamo in grado di applicarlo e quindi utilizziamo i confronti tra gruppi. Diciamo che siamo in grado di misurare solo se l'esposizione cambia la probabilità di insorgenza di un effetto: se la probabilità aumenta all’aumentare dell'esposizione, speculiamo che questa potrebbe essere una causa.

Abbiamo detto che il nostro processo induttivo può sbagliare. Ad esempio, potrebbe portare a dirci che c'è un'associazione tra presenza di cicogne e le nascite. Forse c'è una variabile associata sia all'esposizione che all’outcome che potrebbe spiegare il tutto. Nel nostro esempio, la risposta potrebbe essere la presenza di più tetti. Sempre per distinguere le cause nelle malattie infettive e nelle cronico-degenerative diciamo che: nelle malattie infettive il passaggio da sintomi a morte è abbastanza breve (decorso breve); nelle cronico-degenerative, dai sintomi alla morte possono passare anche dei decenni perché lo scopo non è curare ma rallentare il decorso della malattia andando a garantire un livello di vita piuttosto elevato. Un'altra differenza tra i due tipi di malattie è: in quelle infettive ho l'agente infettante, il periodo di incubazione, e l'esordio nella malattia -> il periodo di incubazione è molto breve. Nelle altre ho prima un periodo di induzione (mi contagio ma non lo so) e il periodo di latenza (dopo l'insorgenza biologica inizia a presentare i sintomi) -> periodo molto lungo tra contagio e l'insorgenza dei sintomi. Tutto ciò per dire che quando ho un periodo di latenza così ampio è difficile identificare le cause/fattori. Per questo abbiamo i criteri di Bradford Hill.

• Criteri B.H.: Rimangono molto attuali e riguardano diversi aspetti tra cui: relazione temporale (molto difficile da individuare, esposizione deve avvenire prima dell'insorgenza biologica), forza dell'associazione (maggiore è l'associazione, maggiore è la probabilità che non ci sia un terzo fattore in ballo), relazione dose-risposta (causa non dicotoma, mi aspetto che maggiore è la dose della causa, maggiore sia l'effetto -> la probabilità o aumenta o resta stabile, relazione non-decrescente), coerenza con altri studi, plausibilità biologica, assenza di spiegazione alternativa, sperimentazione specificità, coerenza con teoria e conoscenze acquisite.

Finalmente arriviamo alla definizione di epidemiologia: ‘Studio della distribuzione e dei determinanti degli stati e degli eventi di pertinenza sanitaria in specifiche popolazioni e l'applicazione di questo studio per il controllo di problemi sanitari’.

Lezione 3 – 6/12

Il confronto tra i gruppi nell'esempio è falsato dalla condizione fisica migliore dei militari. Questo si chiama effetto del ‘militare sano’. Potremmo confrontare il nostro gruppo con un altro gruppo di militari che non sono andati in Kosovo. Un altro problema riguarda la provenienza dei militari: la maggior parte di questi è del sud mentre i registri tumori hanno dati prevalentemente del nord.

In epidemiologia è necessario avere un campione rappresentativo? Questo dipende dallo scopo. Se il nostro scopo è generalizzare uno studio allora il campione deve essere rappresentativo. Quindi, diciamo che in linea generale è vero ma non sempre è così. In molti casi, infatti, si preferisce prendere un campione non rappresentativo ma uno che minimizzi l’errore.

• PUBMED la ricerca bibliografica: L'epidemiologia, come abbiamo detto, si occupa di trovare delle soluzioni a dei problemi sanitari tramite degli studi. Per diffondere queste scoperte, ci si affida alle riviste. Le riviste si dividono in open-access (ti pubblicano pagando) e le non open access (pubblicano in modo gratuito perché vive di abbonamenti). Il processo per la pubblicazione passa da un team di revisori che vede se ciò che viene scritto è veritiero. Negli ultimi anni, a causa del covid, sono aumentate le pubblicazioni e la qualità è diventata piuttosto scarsa. Tutte le pubblicazioni vanno a finire in archivi bibliografici. A noi interessano quelli di taglio bio-medico, in particolare, la raccolta contenuta in Medline. In questo archivio la pubblicazione più vecchia è del 1966. Qui troviamo un abstract (riassunto) e le citazioni delle pubblicazioni. Pubmed aiuta nella ricerca degli articoli di Medline.

Settimana 3

Lezione 4 - 12/12

Come funziona a ricerca su PubMed? Quando andiamo a fare una ricerca su PubMed, questa funzione andando ad appaiare ciò che cerchiamo all’indice delle riviste, all’indice dei termini MeSH. Lo fa in modo gerarchico a partire dai MeSH. Se non c’è appaiamento a questo primo passaggio, andiamo a ricercare nei titoli delle riviste. Se anche in questo passaggio non c’è appaiamento, allora andiamo a cercare la parola nell’elenco degli autori. Quando inseriamo una frase, il motore di ricerca la legge da destra a sinistra. Ricordiamo che alcune riviste mediche hanno dei revisori statistici che vanno più nel dettaglio rispetto a quelle senza.

• Il ruolo dell’epidemiologia: L'epidemiologo, nella cronistoria che va dal paziente sano all'esordio della malattia, ha come obiettivo quello di individuare le cause, l'efficacia dalla prevenzione primaria e l'efficacia del trattamento. La prevenzione primaria riguarda prima dell'inizio biologico della malattia; quella secondaria, viene fatta una volta dopo l'insorgenza biologica ma prima dell'insorgenza dei sintomi (screening). La prevenzione riguarda il medico che si basa sulle scoperte dell’epidemiologo. Sempre più spesso si parla di medicina personalizzata: si cerca un trattamento prendendo in considerazione delle caratteristiche del singolo soggetto -> modelli predittivi.

L’epidemiologia si divide in sperimentale e osservazionale. Quella osservazionale si divide in descrittiva e analitica. La differenza sta sia nell’obiettivo che nell’unità. In quella descrittiva vogliamo studiare la distribuzione del fenomeno (tutte le regioni italiane hanno la stessa % di diabetici?). Quella analitica, invece, studia i determinanti della malattia: i fattori che cambiano la probabilità di ammalarsi. Nella descrittiva, l’unità statistica è la popolazione; quella analitica è l’individuo. All’interno di questa suddivisione abbiamo diversi metodi/disegni di studi, per raggiungere gli obiettivi. In quella descrittiva abbiamo studi descrittivi ed ecologici. Nell’ambito dell’analitica osservazionale abbiamo gli studi di prevalenza, i caso-controllo, studi di coorte e degli sviluppi di queste. Diciamo che la clinica/sperimentale, invece, è prettamente analitica. Nell’epidemiologia clinica-analitica si utilizzano studi clinici randomizzati.

- Epidemiologia descrittiva -

• Epidemiologia descrittiva: studi descrittivi: Gli studi descrittivi studiano la variabilità della frequenza di malattia nella/e popolazione/i attraverso dei confronti di tipo: temporale, spaziale, tra persone (età, genere…). Generalmente utilizza dati di fonti ufficiali. Per ogni popolazione a confronto andiamo a calcolare delle misure che ci permettono di individuare la frequenza della malattia (tasso di incidenza, prevalenza e mortalità). Se un fenomeno è variabile, allora questi gruppi differiscono per qualche caratteristica, altrimenti lo studio è concluso. Gli utilizzi di questi studi sono 3: stabilire come investire le risorse economiche/personale, organizzazione delle strutture sanitarie e capire il motivo per cui succede qualcosa. Due modi per rappresentare studi di questo tipo sono i grafici (che mostrano il trend) e le tabelle. Dobbiamo tenere presente che le differenze osservate tra popolazioni potrebbero essere degli artefatti (soprattutto quando si fa un’osservazione temporale) tra cui: valutazione della capacità diagnostica, variazioni di regole e procedure di classificazione delle cause. Se le differenze osservate non possono essere condotte ad artefatti allora occorre verificare se sono dovute da: variazione nella distribuzione per età della popolazione, variazione della sopravvivenza, variazioni nell’incidenza della malattia (perché?).

Lezione 5 – 13/12

Il case report è lo studio descrittivo più semplice: descrizione di un solo caso. Quando si confrontano dati in base al luogo, bisogna scegliere l’ampiezza adatta (regione, provincia, città…): bisogna scegliere un buon compromesso tra aree troppo grandi (rischiamo di appiattire il fenomeno) e aree troppo piccole (rischiamo di avere troppi confronti). Quando si fanno confronti tra diverse generazioni di persone è necessario tenere conto che ognuna di queste è stata esposta a fattori diversi, per diverso tempo o semplicemente in modo diverso.

Quando si parla di malattie infettive dobbiamo tenere conto dell’immunità di gregge. Il covid non è la prima malattia infettiva: nel 2010 abbiamo visto la SARS che però ha avuto un impatto molto minore. In generale, la maggior parte degli studi descrittivi utilizzano i tassi di mortalità. Abbiamo dei vantaggi e degli svantaggi:

• Vantaggi: certezza dell’evento, disponibilità dell’informazione, continuità della rilevazione, sistematicità dell’informazione, disponibilità degli studi e qualità dell’informazione;
• Svantaggi: non consentono di rilevare malattie non fatali, tranne che nel caso con malattie letali al 100%, sottostimiamo il vero fenomeno.

• Epidemiologia descrittiva: studi ecologici: Si differenziano da quelli descrittivi per pochi elementi. Per ogni popolazione, infatti, andiamo a rilevare un livello di esposizione media, cosa che non facevamo negli studi precedenti. Vogliamo capire se all’aumentare del livello medio di esposizione, aumenta il livello di frequenza della malattia. Per fare ciò possiamo usare degli scatterplot. Se l’esposizione e la frequenza di malattia sono associati, allora, tanto più cresce l’esposizione, tanto più cresce la frequenza: immaginiamo una diagonale di punti. Lo studio ecologico può essere afflitto dalla fallace ecologica (o distorsione da aggregazione). Posso sbagliare se considero un’unità statistica alla volta, addirittura invertendo il verso: nell’esempio, se guardiamo i singoli paesi vedo un trend positivo ma se lavoro sui paesi vedo un trend decrescente -> posso arrivare ad invertire la relazione. Si può anche incorrere nel problema opposto: la fallacia da individuo in cui si incorre quando la valutazione del legame tra esposizione e malattia avviene a livello individuale: il contesto in cui è inserito l’individuo è importante -> mi trovo anche a livello individuale delle situazioni molto diverse.

• Quando si usano gli studi ecologici: Sono molto utili quando le conoscenze sul fenomeno sono molto scarse. Sono utili quando la variabile di esposizione tra gli individui non cambia (bassa variabilità individuale, alta...