Definizione di Epidemiologia

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1 EPIDEMIOLOGIA

2 Definizione di Epidemiologia E' lo studio della frequenza e della distribuzione dei fenomeni salute/malattia nelle popolazioni e dei fattori che le determinano Il termine deriva dall unione di tre parole della lingua greca Epi, demos, logos 2

3 Oggetto dell epidemiologia Il termine epidemiologia evoca l immagine di epidemie dovute ad agenti infettivi Ciò deriva dal contesto in cui la disciplina mosse i primi passi, ovvero l Inghilterra del 19 secolo Oggi l epidemiologia si occupa ancora di malattie infettive, ma il suo ambito di interesse si è allargato allo studio dei fenomeni salute-malattia nelle popolazioni 3

4 La transizione epidemiologica Con la modernizzazione e lo sviluppo economico si assiste ad una modifica nella frequenza delle malattie, con uno spostamento da quelle infettive a quelle cronico-degenerative Nei Paesi industrializzati, le principali cause di morte sono rappresentate da malattie cardio- o cerebro-vascolari (infarto, ictus) e da tumori Nei Paesi in via di sviluppo, malattie infettive come il colera ed il tifo sono ancora responsabili di alti tassi di mortalità

5 La transizione epidemiologica

6 Un po di storia Nell antichità misure di Sanità Pubblica sono state probabilmente istituite sulla base di osservazioni sulla frequenza delle malattie nelle popolazioni isolamento per i lebbrosi, proibizione dell assunzione di carne di maiale, leggi contro i matrimoni tra consanguinei Nel XVIII secolo d.c. Lind descrive l occorrenza dello scorbuto in relazione a condizioni ambientali e nutrizionali, dimostrando come esso potesse essere prevenuto aggiungendo alla dieta arance e limoni primo trial Nel XIX secolo, Snow effettua studi sulla diffusione del colera, ipotizzando che l acqua contaminata fosse la causa delle epidemie 6

7 Prevenzione dello scorbuto 7

8 Prevenzione dello scorbuto Scurvy Trial - James Lind, MD, H.M.S. Salisbury 1754 Daily Treatment 2 men quart of cider 2 men sweet oil of vitriol 2 men vinegar 2 men seawater 2 men herb paste 2 men oranges and lemons Fruits effectiveness was obvious, 1795 Ascorbic Acid critical missing element, discovered in the 20th Century Source: McNeill WH. Plaques and Peoples,

9 Londra, epidemia di colera

10 Fondamenti teorici della disciplina l epidemiologia è basata su un assioma centrale, secondo il quale la distribuzione dei fenomeni morbosi non è casuale nelle popolazioni, bensì è influenzata da differenti fattori individuali ed ambientali Sono i determinanti (negativi) di salute Di conseguenza, è possibile identificare e misurare tali fattori, ed in alcuni casi intervenire per modificarli, così da prevenire l insorgenza delle malattie 10

11 Elementi distintivi dell epidemiologia Focus sulla popolazione e non sul singolo individuo Confronto tra gruppi 11

12 La popolazione è oggetto di studio Predizioni affidabili per l intero gruppo ma NON per il singolo individuo Es. popolazione di 200,000 donne Tasso di tumore alla mammella: 100 casi/100,000 donne per anno Se il tasso rimane costante, ci aspetteremo circa 200 nuovi casi ogni anno Non possiamo dire se una specifica donna tra le 200,000 svilupperà la malattia A livello individuale parleremo di probabilità Rischio ad 1 anno: 200/200,000= = 1 12

13 La popolazione è oggetto di studio "While the individual man is an insoluble puzzle, in the aggregate he becomes a mathematical certainty. You can, for example, never foretell what any one man will do, but you can say with precision what an average number will be up to." A. Conan Doyle Sherlock Holmes: The Sign of Four 13

14 Confronto tra gruppi Per identificare le cause delle malattie, in epidemiologia ci si basa sul confronto tra gruppi (popolazioni) differenti Popolazioni «esposte» e «non esposte» al fattore di interesse vengono confrontate per quanto riguarda la frequenza di una o più malattie Se le popolazioni differiscono tra loro per la frequenza delle malattie, allora è possibile ipotizzare che tale differenza sia dovuta al fattore preso in esame 14

15 Impieghi dell epidemiologia Descrivere lo stato di salute di una o più popolazioni Identificare le cause delle malattie Valutare l efficacia di interventi di prevenzione, cura e riabilitazione delle malattie 15

16 Impieghi dell epidemiologia (1) Descrivere lo stato di salute di una o più popolazioni 16

17 Impieghi dell epidemiologia (2) Identificare le cause delle malattie 17

18 Impieghi dell epidemiologia (3) Valutare l efficacia di interventi sanitari 18

19 Frequenza in Epidemiologia L epidemiologia studia la frequenza e la distribuzione dei fenomeni salute-malattia per studiare la frequenza (conta delle occorrenze) di un fenomeno è necessario: definire il fenomeno in maniera univoca definizione del caso definire la popolazione nella quale si intende contare le occorrenze 19

20 Misurare la frequenza di una malattia Frequenza assoluta Conta del numero di eventi che si sono verificati Definizione dell evento da contare (definizione di caso) Frequenza relativa Conta del numero di eventi che si sono verificati, rapportati ad un totale di riferimento Definizione dell evento da contare (definizione di caso) Definizione del totale di riferimento (il denominatore) 20

21 Definizione di caso È l elenco delle caratteristiche, dei segni, dei sintomi, dei risultati di indagini strumentali o di laboratorio che ci consentono di individuare i soggetti affetti dalla caratteristica di interesse 21

22 Definizione di caso: un esempio Infezione sintomatica del tratto urinario (CDC) Un infezione sintomatica del tratto urinario deve rispettare almeno uno dei seguenti criteri: Criterio 1: il paziente ha almeno uno dei seguenti segni o sintomi senza altra causa riconosciuta: febbre (>38 C), urgenza nella minzione, frequente minzione, disuria, e il paziente ha un urinocoltura positiva, cioè >= 10^5 microorganismi per cm^3 Criterio 2: il paziente ha almeno due dei seguenti segni o sintomi senza altra causa riconosciuta: febbre (>38 C), urgenza nella minzione, frequente minzione, disuria, e almeno uno dei seguenti: a. striscia per urine positiva per leucocite esterasi b. piuria (campione di urine con >=10 wbc/mm^3 c. almeno due urino-colture con isolamento dello stesso patogeno (batteri Gram-negativi o S. saprophyticus) Dopo aver raccolto informazioni su segni e sintomi dei pazienti ricoverati e sui risultati delle analisi di laboratorio, è possibile fare una conta di eventi 22

23 Definizione della popolazione Gli eventi di interesse (casi) sono di solito rapportati ad una popolazione, di cui occorre definire le caratteristiche Spazio, tempo, persone 23

24 Misure di frequenza relativa Esistono due misure fondamentali per lo studio della frequenza relativa di una malattia Prevalenza Casi esistenti/totale soggetti Incidenza Nuovi casi/totale soggetti a rischio nell intervallo di tempo considerato 24

25 Prevalenza Incidenza Numeratore Casi esistenti Nuovi casi Denominatore totale soggetti totale soggetti a rischio nel periodo considerato 25

26 Prevalenza Prevalenza puntuale È la proporzione di una popolazione che è affetta da una malattia in un determinato istante Prevalenza periodale È la proporzione di una popolazione che è affetta da una malattia in un intervallo di tempo 26

27 Esempio di prevalenza puntuale In uno studio sulle condizioni di salute degli abitanti di un quartiere, su 431 persone di età uguale o superiore a 65 anni, 52 avevano insufficienza cardiaca prevalenza puntuale = 52/431 = 0.12 = 12% 27

28 Esercitazione Utilizzando i dati della seguente tabella, calcola la prevalenza del diabete nel seguente campione di soggetti (n=200) Ripeti l operazione calcolando la prevalenza del diabete specifica per fascia d età Età (anni) Numero casi Numero individui Totale

29 Proporzione di incidenza (incidenza cumulativa) È la proporzione della popolazione che sviluppa la malattia in un determinato intervallo di tempo Si misura solo in popolazioni chiuse Quantità priva di dimensioni Assume valori compresi tra 0 e 1 Richiede che sia specificato l intervallo di tempo È calcolata negli studi longitudinali 29

30 Esercitazione In un reparto di chirurgia generale, è stata osservata l incidenza di infezioni della ferita chirurgica. Dei 120 pazienti sottoposti ad intervento chirurgico nel periodo settembre-ottobre 2008, 10 hanno avuto un infezione del sito chirurgico nel giro di 2 settimane. Entro 1 mese dall intervento in totale 15 pazienti hanno sviluppato un infezione. Calcola l incidenza cumulativa di infezione della ferita chirurgica a 15 e 30 giorni. 30

31 Relazione tra prevalenza ed incidenza P = I x D P : prevalenza I : incidenza D : durata media della malattia incidenza prevalenza guarigione morte 31

32 Lo studio della causalità Studiare la relazione di causa ed effetto è più complesso di quanto può sembrare a prima vista

33 Definizione di Causa Possiamo definire la causa di uno specifico evento di malattia come un evento, condizione o caratteristica che ha preceduto l evento di malattia, e senza il quale la malattia non si sarebbe per nulla verificata o si sarebbe verificata in un tempo successivo In effetti, nessun evento, condizione o caratteristica specifiche sono sufficienti di per sé a produrre l effetto questa definizione non si riferisce al complesso del meccanismo causale, ma soltanto ad un suo componente Rothman K, Greenland S, Causation and Causal Inference, In: Rothman K, Greenland S Modern Epidemiology, Lippincott-Raven, 1998

34 Quali sono le cause delle malattie? Quasi tutte le malattie sono determinate dall interazione tra fattori genetici e fattori ambientali. Es. la carenza di glucosio-6-fostato-deidrogenasi è un anomalia congenita del metabolismo. Se la persona affetta da tale carenza (per la quale si effettua lo screening neonatale) assume una dieta contenente fenil-alanina, si può verificare un ritardo mentale

35 Quali sono le cause delle malattie? Sindrome di Down Fenilchetonuria Diabete Ictus Tumore al polmone Incidente stradale Geni Ambiente

36 Tipi di cause Cause necessarie e sufficienti Consumo di funghi velenosi -> avvelenamento Cause necessarie ma non sufficienti Contatto con Mycobacterium tubercolosis -> tubercolosi Cause non necessarie né sufficienti Fumo di sigaretta -> tumore al polmone

37 Lo studio delle cause dei fenomeni salute/malattia In epidemiologia, si è spesso interessati a conoscere quale sia l effetto di una determinata esposizione Es. 1. qual è l effetto di una dieta vegetariana sulla salute? La dieta vegetariana rappresenta l esposizione, il risultante stato di salute è l effetto. Es. 2. qual è l effetto dell uso del telefono cellulare sull occorrenza di tumori cerebrali? L uso di telefono cellulare rappresenta l esposizione, il tumore cerebrale è l effetto Es. 3. qual è l effetto della vitamina C nella prevenzione del raffreddore comune? L assunzione di vitamina C rappresenta l esposizione, il raffreddore comune è l effetto

38 Lo studio delle cause dei fenomeni salute/malattia In tutti e 3 gli esempi, siamo interessati a studiare una relazione tra due variabili una variabile è l esposizione (var. indipendente) l altra variabile è l effetto (var. dipendente) L esposizione è la presunta causa L effetto è lo stato di salute (o di malattia) risultante

39 Esposizione ed effetto Esposizione è la situazione in cui agente (o fattore di rischio) ed ospite sono presenti insieme Può essere di diversa durata ed intensità Istantanea Intermittente Cronica Esempi: fumo, alcool, obesità, dieta, farmaco, gene, inquinamento, radiazioni Effetto è il risultato in termini di salute dell interazione tra agente (o fattore di rischio) ed ospite L effetto si può verificare a diversa distanza nel tempo Esempi: morte, malattia, pressione arteriosa, glicemia, disabilità, piaghe da decubito, dolore, infezione della ferita chirurgica

40 Esposizione ed effetto Esposizione Situazione in cui sono presenti insieme agente (o fattore di rischio) e ospite: sono possibili l incontro e l interazione tra essi Meccanismi patogenetici Effetto Probabilità Risultato della interazione tra agente (o fattore di rischio) e ospite

41 Confondenti e modificatori d effetto Altre variabili possono alterare o modificare la relazione tra esposizione ed effetto Confondenti Sono fattori da rimuovere o quantomeno ridurre il più possibile Modificatori di effetto Sono utili, vanno evidenziati

42 Lo studio delle cause dei fenomeni salute/malattia L approccio ideale per misurare un effetto causale non è realizzabile: confrontare l esperienza dei soggetti esposti con quella degli stessi soggetti in assenza dell esposizione, quando ogni altra condizione rimane costante, non è infatti possibile Si utilizza quindi un approccio indiretto per studiare l effetto di una particolare esposizione: ad es. confronteremo l esperienza in termini di salute o di malattia di gruppi di individui che differiscono per l esposizione

43 Esempio In un gruppo di 100 lavoratori esposti a polveri sottili per 10 anni, 5 si sono ammalati di tumore delle basse vie respiratorie Cosa sarebbe successo se questi lavoratori non fossero stati esposti alle polveri sottili? È impossibile rispondere a tale domanda (dovremmo infatti tornare indietro nel tempo) Confronteremo allora l esperienza dei 100 lavoratori esposti con quella di altri lavoratori non esposti a tali polveri

44 Rischio relativo Il Rischio Relativo è un termine generico che indica un rapporto tra: Il tasso di incidenza tra gli esposti ed il tasso di incidenza tra i non esposti La proporzione di incidenza tra gli esposti e la proporzione di incidenza tra i non esposti RR R / R E NE È una misura adimensionale Il valore di 1 rappresenta l assenza di effetto

45 Esempio di Rischio Relativo In uno studio sull effetto dell esposizione ad ACE inibitori nel corso del primo trimestre di gravidanza, si sono verificati 18 casi nelle donne esposte (n=209) e 834 casi nelle donne non esposte (n=29,096) Il Rischio Relativo di malformazioni alla nascita è (18/209)/(834/29096)=3.0

46 Esempio di Rischio Relativo Trial clinico IBIS-I (prevenzione del cancro della mammella) R E = 69/3578 = R NE = 101/3566 = RR = R E /R NE = 0.019/0.028 = 0.68 la riduzione del rischio di tumore della mammella nel gruppo di soggetti trattati con il farmaco rispetto al gruppo trattato con placebo, è del 32% ( =0.32)

47 Rischio attribuibile all esposizione nel gruppo degli esposti (AR) Stima la proporzione di casi nel gruppo degli esposti che possiamo considerare attribuibili all esposizione Indica la proporzione di casi che si potrebbero evitare nel gruppo degli esposti se l esposizione fosse rimossa È funzione dell effetto dell esposizione (RR) È una misura adimensionale Ha valori tra 0 ed 1 AR ( R RNE ) RR R RR E 1 E

48 Rischio attribuibile all esposizione negli esposti (AR) Incidence % I exposed I - I exposed unexposed Exposed Unexposed

49 Esempio di Rischio Attribuibile all esposizione negli Esposti (AR) Lung cancer mortality Myocardial infarction mortality p Rate (R) per RR Rate (R) per RR 1,000 py 1,000 py Non-smokers Smokers All Mortalità per tumore al polmone AR= (18.6-1)/18.6=0.95 Il 95% dei casi di tumore al polmone tra i fumatori sono attribuibili, cioè causati, dal fumo

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51 La classificazione della IARC Dopo aver revisionato oltre 800 studi epidemiologici che indagavano l associazione fra carni rosse e insorgenza di cancro in tutto il mondo, il team IARC (22 esperti provenienti da 10 Paesi) ha deciso di catalogare fra i cancerogeni certi (gruppo 1) «sulla base di sufficienti evidenze che le legano al tumore del colon, le carni rosse lavorate, ovvero quelle salate, essiccate, fermentate, affumicate, trattate con conservanti per migliorarne il sapore o la conservazione. Inoltre un legame è stato individuato anche con il tumore allo stomaco» Il consumo di carne rossa (per esempio manzo, maiale, vitello, agnello, montone, cavallo o capra) è stato invece inserito nella lista dei probabili carcinogeni per l uomo (gruppo 2 ), «in considerazione dei numerosi e rilevanti dati che dimostrano un associazione positiva fra carni rosse e soprattutto cancro al colon, ma anche tumori di pancreas e prostata».

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53 Quanto è grande l aumento di rischio? A meta-analysis of colorectal cancer in ten cohort studies reported a statistically significant dose response relationship, with an 18% increase per 50 g per day of processed meat RR=1.18

54 Quanti sono i casi di malattia attribuibili? Qual è la proporzione di casi di tumore al colon «attribuibili» al consumo di carni lavorate tra le persone che le assumono? AR E =(1.18-1)/1.18=0.15

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