Epidemiologia

Epidemiologia

Prima lezione

Argomenti

• Principi e concetti base epidemiologia
• Relazione causale in medicina
• Errori degli studi epidemiologici (spesso riguardano il campione)
• Il campionamento
• Misure epidemiologiche: incidenza e prevalenza
• Fonti dati (?)
• Epidemiologia descrittiva
• Epidemiologia analitica: di coorte, caso-controllo, trasversale
• Epidemiologia sperimentale (?)

Libro non necessario, slide su Moodle.

Esame: 18-20 domande a crocette, 1-2 esercizi sui tipi di studio epidemiologici.

Epidemiologia

Epidemiologia (epi = su, demos = popolazione, logos = studio).

• Studio di fattori che determinano il verificarsi e la diffusione di una malattia.
• Attualmente vi è una definizione più ampia in quanto lo studio viene esteso anche alla salute: fattori che contrastano la malattia e favoriscono la salute.
• Un campo della ricerca che utilizza metodi particolari.
• Insieme di conoscenze riguardanti la distribuzione e la storia naturale delle malattie, e relativo alle cause di malattia individuate attraverso gli studi epidemiologici (es. epidemiologia del diabete).

Quando nasce

Nell’800 circa con le malattie di tipo infettivo per capire come si trasmettessero. Si pensava che si trasmettessero tramite gli “asmi”.

Epidemiologia delle malattie infettive

• Capire se ci sono relazioni causali fra microrganismi e la patologia umana.
• Modalità di trasmissione.
• Definirne il grado di patogenicità.
• Individuarne i fattori favorenti = che favoriscono l’insorgenza della malattia (es. affollamento): padre dell’epidemiologia (1813-1858).

Contributo dell’epidemiologia alla scienza medica

• Medico ostetrico, divenne popolare per aver utilizzato per primo l’anestesia durante gli interventi chirurgici.
• Pioniere anche nel campo delle malattie trasmissibili, come dimostrano gli studi eseguiti a Londra.

Colera

Si conosceva che:

• La principale manifestazione clinica era la diarrea acquosa profusa.
• Venivano spesso coinvolti interi nuclei familiari.
• La malattia colpiva raramente medici ed infermieri.

Prima epidemia di colera (1848-1849)

• Dopo una violenta epidemia nel 1832, lo spettro del colera comparve di nuovo a Londra nel 1848, provocando oltre 15mila morti.
• Vennero colpite soprattutto le persone che abitavano nelle case popolari situate al di sotto del livello del Tamigi, lungo le banchine.
• La malattia colpì con violenza i quartieri londinesi situati a Sud del Tamigi, in particolari quelli serviti da due Società di acqua: Southwark, Lambeth.
• L’acqua veniva prelevata prevalentemente dal centro del fiume e veniva distribuita. Era già stata fatta la rete fognaria che scaricava nel fiume ⇒ persone colpite per acqua contaminata, non esisteva la potabilizzazione.

In quest’anno Snow lavorò a raccogliere dati ed osservazioni per capire cosa provocava il colera, come si trasmetteva... come lo fa?

• Raccoglie le abitudini di coloro che erano sia colpiti dalla malattia ma anche dai soggetti sani (studio retrospettivo, caso-controllo). L’epidemiologia, per vedere se c’è un’associazione, va ad indagare sulle differenze (dove vivi, lavoro, cosa mangi, qual è la società che ti dà l’acqua etc.).

Cosa ipotizza?

• Il colera veniva certamente trasmesso dai soggetti malati a quelli sani.
• La trasmissione doveva avvenire attraverso un “veleno” in grado di replicarsi nell’individuo ammalato.
• Il veleno poteva essere portato attraverso qualche via e quindi provocare malattia a distanza; quindi, non era necessario avere uno stretto contatto con l’ammalato.
• Il veleno doveva essere introdotto per ingestione.
• L’acqua NON potabile rappresentava la principale via di trasmissione ma non l’unica.

Seconda epidemia (1853-1854)

• Tra il 1849 al 1853 non vennero segnalati casi di colera.
• In questo periodo, una delle due società (Lambeth) sposta il punto di approvvigionamento dell’acqua più a monte.
• L’altra società invece (Southwark) continua a prelevare dal centro del fiume.

Quindi, nell’estate del 1853 il colera riesplose… cosa nota Snow?

• Anche questa volta la maggiore frequenza di malattia si ebbe al Sud del Tamigi.
• Raccolta dati riguardanti la mortalità in rapporto alla società fornitrice dell’acqua.

Lo studio epidemiologico prevede una raccolta di dati e poi vengono sintetizzati in una tabella da cui poi ricavi un’associazione (OR) che rappresenta una stima del rischio. (Vedi appunti quaderno).

Cos’altro ha fatto Snow?

• Prepara una mappa della zona in cui erano riportati graficamente sia i decessi (rosso) che la localizzazione delle pompe pubbliche per l’acqua (blu). Vedi slide n. 14.

Il lavoro di Snow in chiave attuale

• Snow disponeva di dati certi sull’acqua utilizzata dalle singole famiglie annullando i fattori detti di “confondimento” (es. dove abiti, grandezza casa, lavoro, cosa mangi, quanti componenti del nucleo familiare), però lui aveva un dato certo e ciò annullava gli altri fattori di confondimento.

Variabile confondente: variabile che mi dà un’associazione non vera, “spuria”.

• Tutti questi fattori avrebbero giocato un ruolo importante se i raffronti fossero stati compiuti su quartieri diversi.
• Caratteri clinici della malattia: il colera è di facile diagnosi.
• Associazione molto forte fra colera e acqua fornita dalla ditta Southwark (OR = 8,4).

Un altro criterio utilizzato

• Reversibilità: nel momento in cui la Lambeth si è spostata a monte, si è ridotta la mortalità per colera da quelle case che venivano rifornite da quella società ⇒ ho tolto la causa = riduzione di n. di morti per colera.

Altra figura importante: Percival Pott (1714-1788)

Primo studio di medicina del lavoro, medicina occupazionale.

Cosa fa

Nel 1775 effettuò quello che viene ritenuto il primo studio di “epidemiologia occupazione” o di “medicina del lavoro” riguardante l’alta frequenza di cancro allo scroto negli spazzacamini.

Spazzacamini: bambini piccoli perché dovevano passare. Cosa gli succedeva? Si ammalavano di tumore allo scroto a causa della fuliggine (= sostanza chimica cancerogena) -- prodotto di combustione incompleta del carbone che si accumulava nelle pieghe dello scroto e, nel tempo, a forza di accumularsi dava origine a tumori delle cellule epiteliali.

Storia naturale delle malattie

È importante sapere se si tratta di una malattia acuta o cronica perché influenza il modo in cui vado a studiarle.

No slide 20.

Differenze tra epidemiologia preventiva e discipline cliniche

Scopo degli studi epidemiologici è la prevenzione. Un approccio di tipo clinico ha come scopo come CURARE.

Es. di domanda: differenza tra approccio epidemiologico e clinico.

Tipi di indagine epidemiologica

Studi sperimentali mai fatti su studi eziologici (es. fumo) ma su studi come, per esempio, tra farmaco e placebo.

Esempio: allattamento e tumore al seno

Studi descrittivi

1. Misurare distribuzione del tumore alla mammella nei diversi paesi.
2. Maggiormente diffusa nei paesi anglosassoni e Nord Europa, meno in Giappone e nei paesi latini.
3. Prima domanda: perché c’è questa differenza?
4. Quali fattori di rischio? Genetica? Abitudini di vita diverse?

Poi lo studio analitico fa:

1. Numerose ricerche in diversi Paesi, raccoglie le abitudini, tra cui l’abitudine di allattamento al seno.
2. Nelle popolazioni con bassa morbosità (= poca malattia) osservata una maggiore abitudine all’allattamento al seno rispetto a quello artificiale.
3. Studi analitici hanno dimostrato che le donne che allattano al seno hanno una minore probabilità di sviluppare il tumore al seno.

Dopodiché con approccio sperimentale... si può fare? Non diventa più etico perché non potresti obbligare una donna ad allattare al seno.

Studio osservazionale: ricercatore si limita ad osservare vs. studio sperimentale: ricercatore decide.

Studi analitici

Gli studi, in base alla direzione del tempo si distinguono in:

• Studi analitici (investigativi).
• Caso-controllo (retrospettivo): va indietro nel tempo e indaga l’esposizione. Misura: prevalenza.
• Coorte (prospettico): parto dall’esposizione (soggetti esposti o meno) e vedo chi sviluppa la malattia. Misura: incidenza.
• Studio trasversale: indago simultaneamente sia se c’è la malattia e, allo stesso tempo, indago anche l’esposizione. Limite: temporalità (non so se l’insorgenza della malattia è venuta prima o dopo quel fattore di esposizione).

Studio sperimentale è di tipo prospettico di tipo coorte. Nel coorte il ricercatore si limita a vedere quello che già c’è mentre nello sperimentale è il ricercatore che decide.

Meccanismi e cause di malattia

Cause sociali, nutrizionali e ambientale mettono in moto meccanismi biologici e biochimici.

Esempi di relazione causale

• Agente infettivo ⇒ malattie infettive.
• Fattori di rischio ⇒ malattie non infettive.
• Terapia medica ⇒ esito clinico.
• Intervento chirurgico ⇒ decesso intraoperatorio.
• Intervento vaccinale ⇒ riduzione dei casi di malattie infettive.
• Reparto ⇒ infezioni ospedaliere.
• Lunghezza lista d’attesa ⇒ grado di soddisfazione utente.

Tipi di relazione causale

Causa necessaria e sufficiente

Es. il fumo è una causa necessaria e sufficiente per l’insorgenza del tumore al polmone?

• Causa è presente ⇒ malattia deve comparire.
• Causa è assente ⇒ malattia non può comparire.

Per altri esempi vedi slide 34-35.

Causa necessaria ma non sufficiente

• Causa è presente ⇒ malattia può comparire.
• Causa è assente ⇒ malattia non può comparire.

Esempio delle malattie infettive dove la presenza dell’agente è necessaria per l’insorgenza della malattia.

Dipende anche da fattori come:

• Ospite (stato immunitario).
• Microrganismo (carica infettante).
• Ambientale (sterilità).
• Vettore (es. zanzara).

Causa non sufficiente e non necessaria (= fattori rischio)

• Causa è presente ⇒ malattia può comparire.
• Causa è assente ⇒ malattia può comparire.

La maggior parte delle situazioni sanitarie di relazione causa-effetto.

Il fumo:

• Si hanno soggetti di neoplasia al polmone in soggetti non fumatori (non necessaria).
• Non è sempre in grado di provocare neoplasia (non sufficiente).
• Rete di causazione.
• Non è specifico: il fumo può dare infarto, ipertensione, altre neoplasie etc.

Cos’è un fattore di rischio

È un’esposizione o caratteristica che, se presente e attivo, aumenta chiaramente la probabilità di sviluppare una malattia in un gruppo di persone che sono esposte al fattore di rischio considerato, rispetto ad un gruppo di persone simili che però non hanno quell’esposizione.

I due campioni che vado a confrontare devono avere caratteristiche simili ma devono essere diversi solo per l’esposizione.

• Ogni fattore di rischio generalmente esplica un’azione negativa aspecifica.
  • Non è rapportabile cioè ad una singola patologia.
  • È collegabile ad insorgenza di varie patologie.
• Ogni malattia non riconosce quindi un singolo fattore necessario, ma è generalmente rapportabile a più fattori (multifattorialità).

Rete di causazione

Slide 40: tutte le cause (variabili dipendenti) che vanno a causarmi la variabile indipendente (infarto del miocardio). La difficoltà sta nel capire il ruolo eziologico di ogni singolo fattore e quale pesa di più rispetto agli altri.

Analisi univariata: considero solo una variabile (es. sesso M/F). Dico che i maschi sono più a rischio di sviluppare infarto rispetto alle femmine. Poi raccolgo tutte le altre variabili e faccio così un’analisi multivariata.

Modello di Rothman: riassume le relazioni complesse causali. Vedi slide 41.

Cause dirette e indirette

Diretta: il fattore esercita il proprio effetto senza fattori intermedi.

Es. trauma cranico può provocare un danno cerebrale e la morte senza che siano necessarie altre cause esterne.

Indiretta: il fattore influenza uno o più fattori, che sono direttamente o indirettamente causali.

Es. la povertà di per sé può non essere causa di malattia ma può condizionare l’alimentazione, l’accesso alle cure, costituendo pertanto una variabile intercorrente.

Sinergismo

Interazione tra gli effetti di due o più presunti fattori causali, tale che l’effetto combinato è chiaramente superiore alla somma degli effetti singoli.

Es. quando una persona è esposta sia all’asbesto che al fumo di sigaretta, il rischio di tumore al polmone è maggiore di quanto ci si aspetterebbe sulla base della somma dei rischi osservati quando ciascun fattore agisce da solo.

Lo studio della relazione causale

Slide 44.

Epidemiologia: disciplina che studia la frequenza, le modalità di comparsa, la propagazione e il meccanismo di azione dei fattori capaci di influenzare le condizioni di salute e/o malattia in una popolazione.

Studi eziologici: per determinare causa/e di malattie e per capire se un fattore di rischio è anche una causa.

Affinché esista una relazione causale, deve esserci un’associazione (statistica) tra l’evento di interesse e la presunta causa.

Deve essere significativa: l’evento deve avvenire più spesso (o meno) nei soggetti che sono esposti alla presunta causa rispetto a coloro che non sono esposti.

Dimostrazione di una relazione causa

Slide 45 + appunti quaderno.

I criteri di causalità di Hill (1964, per malattie non infettive)

Possibile domanda di esame.

1. Sequenza temporale (limite dello studio trasversale): la causa deve precedere l’evento.
2. Forza dell’associazione: OR (rischio relativo) ⇒ tanto più si discosta da 1, tanto maggiore è la probabilità di sviluppare l’evento (= forza).
3. Relazione dose-risposta: all’aumentare dell’esposizione, aumenta il rischio di sviluppare l’evento. Maggiore è l’intensità dell’esposizione al fattore, maggiore è l’effetto.
4. Plausabilità biologica e coerenza con le conoscenze esistenti: l’associazione deve avere un senso sulla base delle conoscenze attuali.
5. Consistenza: non è sufficiente un unico studio per poter dire che c’è una relazione causale ma devo ripeterlo in momenti diversi, con metodologia diversa ed in setting diverse.

Dimostrazione di una relazione causale

Slide 47.

I criteri di causalità: postulati di Henle (1843-1910, per malattie infettive)

Prevedono che l’agente sospetto di una determinata malattia:

1. Deve essere presente in tutti i casi di quella malattia (necessario).
2. Non deve essere presente in caso di altre malattie né in individui sani (specifico).
3. Deve essere isolato da tutti i casi della malattia in esame.
4. Deve crescere in coltura pura in vitro.
5. Deve riprodurre la malattia quando introdotto in ospiti suscettibili.
6. Deve essere re-isolato dall’ospite sperimentalmente infettato.

Relazione tra associazione statistica e relazione causale

Vedi slide 50 + appunti quaderno.

Gli errori degli studi epidemiologici

• Errori casuali (random): legati alla dimensione del campione non adeguata.
• Errori sistematici (bias): legati al fatto che il mio campione non è rappresentativo della popolazione (es. prendo tutti i giovani e basta ma non mi è rappresentativo della popolazione).
  • Di selezione.
  • Di informazione.
  • Di confondimento.

Entrambi i 2 tipi di errore sono riconducibili a come faccio il campionamento.

Il campionamento: come va fatto

Totale popolazione, ottengo il valore vero.

Se io faccio lo studio su una parte della popolazione (campione) è una stima del valore reale.

Se faccio le cose fatte bene, posso mettermi di fare inferenza (= estendo il risultato del mio studio a tutta la popolazione). Per fare questo, il campione deve essere:

• Rappresentativo (= avere caratteristiche simili alla popolazione generale) ⇒ inferenza.
• Scelto con metodo che ne assicuri la validità.
• Sufficientemente numeroso.

Metodi di campionamento

Randomizzazione (casuale semplice)

• È il tipo più semplice.
• Le unità sono selezionate una alla volta fino al raggiungimento della dimensione desiderata.
• Può essere scelto una sola volta, quindi, è un campionamento senza re-introduzione.
• Ogni unità di studio selezionata ha la stessa probabilità.