DISEGNO dello STUDIO

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1 DISEGNO dello STUDIO Modello: esperimento in laboratorio esperimento ideale: varia solo il fattore che supponiamo influenzi l outcome esperimento reale: si minimizza la variazione degli altri fattori che potrebbero influenzare l outcome rispetto alla variazione del fattore in studio

2 DISEGNO dello STUDIO Modello: esperimento in laboratorio lo sperimentatore può controllare: antecedenza temporale della causa rispetto all effetto quantità degli elementi utilizzati nell esperimento gli elementi che possono confondere la relazione

3 Tipi di studi epidemiologici Sperimentali - Clinical trial - Field trial - Community trial Osservazionali - ecologici - Trasversali o cross-sectional o di prevalenza - di coorte o di follow-up - caso-controllo

4 QUASI-EXPERIMENT In epidemiologic research, a quasiexperiment is a study in which an intervention is assigned by the investigator, but not randomly. For example, a new educational program is started in a classroom, and the results are compared to those found in a traditional classroom, composed of similar students.

5 I clinical trial (studi clinici controllati) Studi sperimentali in cui i soggetti vengono assegnati casualmente al gruppo trattato o al gruppo di controllo; alla fine dello studio si rilevano le differenze di successo (guarigione) nei gruppi a confronto. Es. Soggetti ipertesi: un gruppo viene trattato con un nuovo farmaco, un altro con il placebo. Alla fine dello studio si vede dove in quale dei due si è avuto un controllo dell ipertensione.

6 Motivi etici spesso rendono improponibile la sperimentazione Studi osservazionali viene progettato uno studio non sperimentale per recuperare l informazione che si sarebbe potuta ottenere da un esperimento

7 Studio Trasversale (Cross Sectional) Population Determinant: Present Absent Disease: Present Absent Present Absent Time Cohort Cross Sectional Case Control Point of Departure for the Study

8 STUDI TRASVERSALI o CROSS-SECTIONAL Esposizione e malattia rilevate nello stesso istante (o periodo di tempo) - Fotografia della popolazione in un determinato istante o periodo di tempo Spesso campionamento Epidemiologia descrittiva (salute pubblica, ipotesi epidemiologiche) No per causalità (eccetto esposizione permanente) VANTAGGI: bassi costi e tempi brevi SVANTAGGI: si può rilevare solo associazione

9 STUDI TRASVERSALI o CROSS-SECTIONAL -2 Siccome l esposizione e la malattia sono stabilite nello stesso istante spesso non si può dire se l eposizione precede la malattia o ne è la conseguenza Es.1 - studio sulla relazione tra asma e fumo (rilevo la Prevalenza di asma e la % di fumatori) Es.2 studio relazione tra Cancro e livelli sierici di -carotene: si è rilevata un associazione, ama qual è la causa e quale l effetto?

10 STUDI TRASVERSALI o CROSS-SECTIONAL -3 Se l esposizione è stabile nel tempo, è sufficiente uno studio trasversale per determinare una relazione causa-effetto Es. Studio della relazione tra gruppo sanguigno (esposizione stabile nel tempo) e obesità

11 Esempio: L European Community Respiratory Health Survey (ECRHS) è un indagine epidemiologica crosssectional (trasversale) sulla salute respiratoria nella popolazione generale, che ha coinvolto nel più di soggetti (20-44 anni) residenti in 35 centri situati in 16 nazioni Prevalenza (%) di ostruzione bronchiale (FEV 1 / FVC < 70%) nei centri che hanno partecipato all ECRHS [de Marco et al. Thorax 2004;59:120-5] Italy France Norway Sweden Germany Ireland USA Denmark Iceland Spain NL NZ UK Belgium Australia Switzerland

12 Gli studi trasversali sono utilizzati: A livello esplorativo Per generare ipotesi in nuovi settori di ricerca Per studiare variazioni nella prevalenza della malattia (tra sistemi economico-sociali omogenei) Per la valutazione di processi Per valutare il raggiungimento degli obiettivi di un programma sanitario o i problemi emersi nella sua realizzazione Per valutare i bisogni sanitari di una popolazione Per valutare l associazione tra un determinante stabile nel tempo (es sesso) e una malattia

13 Vantaggi: Relativamente economici ( se la numerosità è bassa e la complessità dell informazione raccolta minima) Relativamente facili da eseguire Forniscono i risultati in tempi relativamente brevi L analisi dei dati immediata Risultati facili da comunicare a un pubblico non tecnico

14 Limitazioni Impossibile stabilire l antecedenza temporale tra un determinante e una malattia. Non sono in grado di rispondere a domande sulla relazione causale (se non per esposizioni permanenti)

15 PREVALENCE Study THOUGH THEY ARE USUALLY CARRIED OUT ON POPULATIONS OR SAMPLES OF POPULATION, THEY ARE INDIVIDUAL BASED i.e. THEY SEEK THE INFORMATION OF ABOUT THE INDIVIDUALS IN A GROUP OR POPULATION.

16 Studi ecologici Limitazioni impossibilità di associare l esposizione alla malattia nel singolo individuo impossibilità di controllo di potenziali fattori di confondimento spesso vengono utilizzate misure proxy sia per l esposizione che per la malattia

17 EXAMPLES OF ECOLOGICAL STUDIES CANCER CERVIX IS RARE IN JEWISH WOMEN DUE TO MALE CIRCUMCISION SICKLE CELL DISEASE IS MORE SEEN IN INDIAN TRIBES

18 Da La misura dell anima: perché le diseguaglianze rendono le società più infelici Wilkinson, Pickett, Feltrinelli, Milano, 2009

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20 Studio di Coorte (longitudinale) Population Determinant: Present Absent Disease: Present Absent Present Absent Time Cohort Cross Sectional Case Control Point of Departure for the Study

21 STUDI di COORTE o di FOLLOW-UP Studio osservazionale in cui un gruppo di persone esposte ed un gruppo di persone non esposte ad una potenziale causa di malattia sono seguiti nel tempo e l incidenza di malattia degli esposti è confrontata con l incidenza di malattia dei non esposti Tra gli studi osservazionali, è il più simile ad un ESPERIMENTO x STUDIO di tipo ANALITICO esposti non esposti x x x x x

22 Negli studi di coorte ci chiediamo: L incidenza della malattia tra gli esposti è diversa da quella tra i non esposti?

23 STUDI di COORTE o di FOLLOW-UP Soggetti scelti in base all esposizione Soggetti seguiti per un prefissato periodo di tempo Malattia rilevata dopo l esposizione ESPOSIZIONI RARE Epidemiologia analitica VANTAGGI: simile ad un esperimento Possibilità di vedere l effetto su più malattie SVANTAGGI: costi e tempi

24 STUDI di COORTE o di FOLLOW-UP -2 Soggetti scelti in base all esposizione Es. Relazione tra mesotelioma ed esposizione ad asbesto: non avrebbe senso fare lo studio sulla popolazione generale, perché in essa sono pochissimi gli esposti all asbesto; il gruppo degli esposti saranno i soggetti che lavorano in una fabbrica esposti ad asbesto, i non esposti, soggetti che lavorano nella stessa fabbrica, ma non a contatto con l asbesto Es. Relazione poca attività fisica e CHD: esposti autisti bus, non esposti altri soggetti

25 Tipi di studi di coorte concorrente o prospettico P M esp M S S M non esp P= popolazione M= malati S= sani esp= esposti non esp= non esposti Inizio osservazione S

26 Tipi di studi di coorte storico o retrospettivo M esp P S M S non esp M S Inizio osservazione

27 Esempio (studio concorrente o prospettico) Per studiare l effetto dell uso di contraccettivi orali sul tumore della cervice, Peritz et al individuarono nel 1968 un gruppo di 17,942 donne di età anni. All inizio dello studio le donne vennero classificate in base all uso di contraccettivi orali. La coorte fu seguita fino al 1978 e tutti i casi di tumore alla cervice avvenuti nel periodo furono registrati. Esempio (studio storico o retrospettivo) Per studiare l effetto dell esposizione al cromo e ai suoi derivati, nel 1985 un gruppo di ricercatori dell Università di Pavia (rdem) individuò, sulla base dei registri di una ditta specializzata nell estrazione e lavorazione del cromo, tutti gli operai assunti dalla ditta tra il 1948 e il 1968 e che avessero lavorato per almeno 1 anno. Lo stato di vita e la causa del decesso di tutti i soggetti della coorte fu accertato al 1/1/1985.

28 Definizione dell esposizione- Antecedenza temporale del determinante rispetto all outcome a rischio tempo di induzione min max latenza

29 Antecedenza temporale del determinante rispetto all outcome La causa deve precedere l effetto esposizioni cumulative tempi di induzione e di latenza Relazione temporale erronea anche quando: manifestazioni precoci dell outcome alterano il comportamento dei soggetti

30 Selezione della popolazione esposta dipende da: frequenza dell esposizione possibilità di avere un informazione completa su tutti i soggetti esposizioni rare gruppi a speciale esposizione esposizioni comuni gruppi dalla popolazione generale

31 Selezione della popolazione esposta - continua esposizioni rare esposizioni lavorative vivere in zone ad alto rischio ambientale terapie mediche stili di vita particolari (Mormoni)... esposizioni comuni: se possibile, gruppi in cui sia facile la raccolta dell informazione gruppi professionali (medici o infermieri) lavoratori di un azienda studenti in college...

32 Nello scegliere i gruppi da confrontare (esposti e non esposti), tenere presente: > variazione > informazione dell esposizione

33 Cohort Design Vantaggi Può essere osservata la sequenza temporale degli eventi (relazione longitudinale) Si può calcolare l incidenza Possono essere studiate contemporaneamente tutte le conseguenze (effetti multipli) di un esposzizione Permette una misura accurata dell esposizione e delle sue variazioni temporali Unico possibile per lo studio degli effetti di esposizioni rare Considerato il più rigoroso tra gli studi osservazionali

34 Cohort Design Svantaggi Richiede un ampio N. di soggetti Lunga durata, se la malattia ha un notevole tempo di latenza Costi elevati Perdite al follow-up possono viziare i risulati Non adatto per studiare malattie rare

35 ANALISI DELL ASSOCIAZIONE : Risultati espressi come persone-tempo [FP lungo; persi di vista] tabella di frequenza 2x2 Esposti (D 1 ) Non Esposti (D 0 ) Totale Malati (M 1 ) a b a+b=m 1 Persone-tempo N 1 N 0 T Lo studio permette la stima di: Incidenza della malattia nella popolazione Prevalenza dell esposizione nella popolazione NO NO Incidenza (I) tra gli esposti SI >> a/n 1 =I 1 Incidenza (I) tra i non esposti SI >> b/n 0 =I 0 Misure di associazione SI RR= I 1 / I 0 RD= I 1 I 0

36 Esempio: Studio di coorte sulla relazione tra la somministrazione ripetuta di esami radiografici al torace e l occorrenza del tumore al seno in donne con la tubercolosi (Boice & Monson. J Natl Cancer Inst 1977;59:823-32). Radiazioni SI (D 1 ) NO (D 0 ) Casi di tumore al seno (M 1 ) Persone-anno Totale I 1 = a / PT 1 = (41 / anni) x = 146 /100000/anno I 0 = c / PT 0 = (15 / anni) x = 79 /100000/anno -1 RR = I 1 / I 0 = 1.85 Una malata di tubercolosi esposta a ripetuti esami radiografici al torace ha un eccesso di rischio dell 85%, rispetto a una non malata, di sviluppare Kseno RD = I 1 - I 0 = 67 (x anni -1 ) Alla somministrazione ripetuta di RX nelle donne con tubercolosi sono attribuibili 67 nuovi casi di tumore al seno per pazienti all anno.