IL DISEGNO DEGLI STUDI EPIDEMIOLOGICI -

GLI STUDI DESCRITTIVI

Igiene, Epidemiologia e Sanità PubblicaIgiene, Epidemiologia e Sanità PubblicaDip. Medicina Sperimentale ed ApplicataDip. Medicina Sperimentale ed ApplicataUniversità degli Studi di BresciaUniversità degli Studi di Brescia

Anno accademico 2007-2008

UTILIZZI DELL’EPIDEMIOLOGIA

CLASSIFICAZIONE DEGLI STUDI EPIDEMIOLOGICI

STUDI OSSERVAZIONALI

STUDI

SPERIMENTALI

DESCRITTIVI

TRASVERSALI

CASO-CONTROLLO

A COORTE

SPERIMENTAZIONI CLINICHE

SPERIMENTAZIONI SU COMUNITA’

SPERIMENTAZIONI SUL CAMPO

Classificazione degli studi epidemiologici descrittivi in base ai dati utilizzati

Studi su dati aggregati (descrittivi): – Distribuzione geografica

– Andamento temporale

– Correlazione geografica o temporale (studi “ecologici”)

Studi su dati individuali (analitici):– Trasversali

– Coorte

– Caso-controllo

Classificazione degli studi epidemiologici sperimentali in base ai dati utilizzati

Studi su dati aggregati:– Trial di intervento su comunità (Community intervention

trial)

Studi su dati individuali:– Studi randomizzati controllati (randomized controlled

trials, RCT) (sperimentazioni cliniche)

– Trial sul campo

Differenze fra studi prospettivi e retrospettivi in rapporto al tempo di esposizione

TIPI DI STUDI EPIDEMIOLOGICI IN RELAZIONE ALLA CRONOLOGIA DELL’OSSERVAZIONE

Inizio dello studio

1Inizio

esposizione

2

Inizio esposizione

Inizio malattia

Inizio malattia

3

Inizio esposizione

Inizio malattia

1 e 2 = studi prospettici

3 = studi retrospettivi

STUDI EPIDEMIOLOGICI IN RELAZIONE AL DISEGNO

PROSPETTICO O RETROSPETTIVO

Studi sperimentali: – prospettici

Studi di coorte:– prospettici– retrospettivi (“storici”)

Studi caso-controllo:– retrospettivi

STUDI DESCRITTIVI

Uno studio descrittivo si propone di descrivere un fenomeno morboso nella popolazione, e quindi le caratteristiche delle persone colpite da una certa malattia, in rapporto al luogo ed al tempo in cui si è verificata.

I tre aspetti fondamentali degli studi descrittivi sono:

– luogo (dove si manifesta una determinata malattia)

– tempo (quando si manifesta)

– persone: residenza, età, sesso, razza o etnia, scolarità, occupazione, livello socio-economico, ed altro) (chi si è ammalato)

GLI STUDI EPIDEMIOLOGICI DESCRITTIVI: UN ESEMPIO

STUDI DESCRITTIVI

• Lo studio descrittivo è generalmente semplice, rapido e poco costoso: il ricercatore raccoglie, elabora e interpreta dati già disponibili, riguardanti la frequenza e la distribuzione di un determinato fenomeno (malattie) in popolazioni tra loro differenti.

• In genere lo studio si basa sulla raccolta e l’analisi di dati provenienti da statistiche correnti (in particolare dati di morbosità e mortalità) e da altre fonti ufficiali (censimento, anagrafe comunale).

STUDI DESCRITTIVI: FONTI DEI DATI

Dati demografici (Censimento, dati anagrafici)

Scheda di morte

Notifica delle malattie infettive

Scheda di dimissione ospedaliera (SDO)

Esenzioni del ticket sanitario per patologia

Le prescrizioni di farmaci (Farmaceutica)

Flussi sanitari ministeriali (denunce INAIL di mal. o infortuni professionale, ecc.)

Registri di patologia (Registri Tumori, della Malattia Celiaca, Diabetici, ecc.)

• Studi epidemiologici e banche dati ad hoc

TIPI DI STUDI DESCRITTIVI Studi geografici:

Studiano la distribuzione geografica dei fenomeni morbosi o dei fattori di rischio, consentendo di confrontare tra loro popolazioni diverse, a livello mondiale, nazionale, regionale o di piccola area

• Studi temporali:Studiano l’andamento temporale dei fenomeni morbosi o dei fattori di rischio, consentendo di confrontare tra loro eventi che si sono svolti in tempi diversi

• Studi di correlazione (geografica o temporale):Studiano la distribuzione geografica o l’andamento temporale di un fenomeno morboso in relazione ad un fattore di rischio, consentendo di verificare ipotesi di associazione a livello di popolazione (e non individuale), utilizzando dati aggregati

TIPI DI STUDI DESCRITTIVI

Studi geografici:• Studiano la distribuzione geografica dei fenomeni

morbosi o dei fattori di rischio, consentendo di confrontare tra loro popolazioni diverse, a livello mondiale, nazionale, regionale o di piccola area

• Si possono effettuare confronti internazionali, nazionali, regionali, locali

Cattedra di Igiene - Università degli Studi di Brescia

MORTALITA’ % PER TUMORE IN ITALIA NEL 1994

Stomaco 7.9

Colon-retto 13.7Colon-retto 10.5

Polmone 7.9

Pancreas 5.3

Mammella 18.9

Utero 5.0

Ovaio 4.8

Stomaco 8.1

Fegato 4.9

Pancreas 4.1

Polmone 29.3

Prostata 6.5

Vescica 4.6

La distribuzione spaziale della mortalità tumorale La distribuzione spaziale della mortalità tumorale in Lombardia - in Lombardia - MaschiMaschi

Quintili stimatore KernelQuintili stimatore Kernel

La distribuzione spaziale della mortalità tumorale La distribuzione spaziale della mortalità tumorale in Lombardia - in Lombardia - FemmineFemmine

Quintili stimatore KernelQuintili stimatore Kernel

Fig. 8

Fig. 9

Tipo di tumore

Sesso Incidenza maggiore N° casi Area

Incidenza minore N° casi Area

Rapporto

Pelle, melanoma

M

51.1 Australia (Queensland)

0.2 India (Poona)

255

Stomaco M 91.6 Giappone (Yamagata)

4.6 USA (Utah)

20

Colon e retto

M 55 Repubblica Ceca

5 India (Madras)

11

Fegato M 95.7 Cina (Qidong)

1.4 Olanda (Eindhoven)

68

Polmone M 107 USA (New Orleans-neri)

3.9 Uganda

27

Mammella F 109.6 USA (S.Francisco-bianchi)

10 Cina (Qidong)

11

Cervice uterina

F 55.0 Zimbabwe (Harare)

2.5 Israele- non ebrei

22

Prostata M 202 USA (Detroit-neri)

3 Cina (Shangai)

67

INCIDENZA DI TUMORE IN DIVERSE AREE DEL MONDO (n° casi/100000) (1993-97)

Incidenza dei tumori nel nord Italia 1993-98: tassi annui, standardizzati per età - Maschi

Sede e tipo Torino Genova Varese Parma Brescia Veneto Nord-

Est

Cavo orale e faringe

Stomaco

Colon e retto

Fegato

Laringe

Polmone

Prostata

Vescica

Rene e altre vie urinarie

Linfomi non Hodgkin

Tutte le sedi

(esclusa pelle non

melanomi)

15.5

22.2

55.7

17.3

13.2

90.6

58.9

56.5

16.6

16.4

459.2

14.4

22.8

64.7

16.3

15.7

96.3

56.8

60.5

16.9

16.1

486.0

19.8

34.4

59.1

21.2

13.9

97.7

6.03

52.4

18.7

17.2

492.6

14.8

38.2

57.2

27.3

11.6

83.5

44.3

46.4

17.3

16.0

447.4

19.9

38.1

55.6

42.0

21.3

112.7

43.9

49.0

21.8

21.4

532.1

24.3

23.7

57.0

26.1

18.9

102.5

57.3

43.3

24.7

20.5

506.4

28.1

29.1

66.0

25.4

17.9

80.9

79.0

44.6

20.5

17.3

521.4

Incidenza dei tumori nel nord Italia nel periodo 1993-98: tassi annui, standardizzati per età - Femmine

Sede e tipo Torino Genova Varese Parma Brescia Veneto Nord-

Est

Cavo orale e faringe

Stomaco

Colon e retto

Fegato

Pancreas

Mammella

Utero corpo

Ovaio

Rene e altre vie urinarie

Linfomi non Hodgkin

Tutte le sedi

(esclusa pelle non

melanomi)

5,3

13,5

48,4

7,2

9,9

116,0

17,9

16,6

7,2

12,9

375,9

4,7

13,8

50,8

8,2

11,8

112,2

16,6

14,0

6,0

15,5

378,0

3,7

23,0

47,8

6,0

10,3

114,9

18,8

15,0

9,9

15,0

372,2

4,0

26,8

46,0

12,0

11,6

117,5

22,5

15,7

8,9

16,5

384,4

3,6

26,3

44,5

10,3

13,2

134,6

18,2

16,7

12,1

17,8

418,1

6,2

16,1

44,4

10,1

12,2

109,2

16,0

11,6

10,3

17,4

376,0

7,0

21,3

51,2

7,9

13,1

117,8

20,6

12,4

10,9

15,8

411,0

Incidenza del carcinoma colo-rettale - Maschi

Incidenza del carcinoma colo-rettale - Femmine

Consumo di carne rossa (grammi al giorno)Consumo di carne rossa (grammi al giorno)

TIPI DI STUDI DESCRITTIVI

Studi sui migranti:• Gli studi sui migranti consentono di

valutare quale può essere il ruolo dell’ambiente e, reciprocamente, quello della componente ereditaria (genetica) nell’insorgenza di diverse patologie umane

STUDI SU POPOLAZIONI MIGRANTI

Possono servire per valutare la maggiore importanza di fattori genetici rispetto a quelli ambientali nell’insorgenza della malattia

Popolazione che vive in una zona a bassa incidenza della malattia

Migrazione in zone ad alta incidenza della malattia

Adeguamento dell’incidenza a quella del paese ospitante

Forte influenza dell’ambiente di vita

Incidenza uguale a quella del paese d’origine

Forte influenza della componente genetica

Valutazione dell’incidenza nella popolazione migrata e/o nelle generazioni successive rispetto a quella nella popolazione residente

Il rischio di cancro nei migranti: lo studio sui

Giapponesi nelle Hawaii (Kolonel, 2004)

0

5

10

15

20

25

30

Tass

i di i

ncid

enza

per

100

000

MASCHI FEMMINE

Ha Noi

Vietnamiti inUSA

Bianchi USA

La frequenza del tumore del colon nei migranti: lo La frequenza del tumore del colon nei migranti: lo studio sui migranti del Viet-Nam negli USA (Le, 2002)studio sui migranti del Viet-Nam negli USA (Le, 2002)

Il rischio di cancro nei migranti: lo studio sui Giapponei

nelle Hawaii (Kolonel, 2004)

STUDI DESCRITTIVI SU DATI RACCOLTI AD HOC

Oms,   allarme fumo ed alcool   per i 'teenagers' italiani (10/3/06)

Lo rivela una ricerca commissionata dall'OMS sugli ambiti della vita dei ragazzi di 11-15 anni di età: "I determinanti sociali che influenzano le abitudini alimentari e l'attivita' fisica degli adolescenti",

• L’indagine e' stata condotta su un campione di 4386 ragazzi e ragazze di 11, 13 e 15 anni ed è stata presentata al primo Forum internazionale organizzato dall'Organizzazoine Mondiale della Sanità.

• Il 16% dei giovani di 15 anni comprano regolarmente sigarette. Ci sono più giovani maschi fumatori al sud e più femmine fumatrici nel centro Italia, mentre al nord le due parti si equivalgono.

• A 11 anni il 12% dei ragazzi beve alcolici almeno una volta alla settimana, mentre a 15 anni la quota arriva al 37%: si tratta delle percentuali piu' alte d'Europa. I maschi, inoltre, in ogni età e in ogni area geografica, bevono alcolici più frequentemente delle coetanee.

TIPI DI STUDI DESCRITTIVI

Studi temporali:• Studiano l’andamento temporale dei fenomeni morbosi o dei fattori di rischio, consentendo di confrontare tra loro eventi che si sono svolti in tempi diversi• In relazione alle diverse malattie, può essere di interesse studiare una curva epidemica, un andamento giornaliero, mensile, stagionale o annuale

CICLI EPIDEMICI

Poliomielite: morbosità in Italia dal 1925 al 2000Poliomielite: morbosità in Italia dal 1925 al 2000C

asi n

otif

icat

i x 1

00 0

00 a

bi t

anti

Inizio OPV: 1964

Obbligo OPV: 1966

Inizio IPV: 1958

Cattedra di Igiene - Università degli Studi di Brescia

0

50

100

150

200

250

300

'55-'59 '60-'64 '65-'69 '70-'74 '75-'79 '80-'84 '85-'89 '90-'94

maschi

femmine

MORTALITÀ PER TUTTI I TUMORI IN ITALIANEGLI ANNI 1955-94 (ISTAT)T

asso

per

100

.000

Anni

Andamento temporale della mortalità per tumore negli USA 1930-1999, standardizzati per età - Maschi

Andamento temporale dell’incidenza dei tumori negli USA 1973-1999: tassi annui, standardizzati per età - Maschi

Andamento temporale della mortalità per tumore negli USA 1930-1999, standardizzati per età - Femmine

Andamento temporale dell’incidenza dei tumori negli USA 1973-1999: tassi annui, standardizzati per età - Femmine

Andamento temporale dell’incidenza del cancro colo-rettale in Regno Unito e Giappone - 1964-1995

Effetto età, coorte di nascita e periodo di calendario negli studi di andamento temporale

L’andamento temporale di un fenomeno morboso in periodo più o meno lungo (anni, decadi) può essere dovuto a diversi effetti:

- effetto periodo di calendario: per la variazione nel tempo di fattori che aumentano o diminuiscono il rischio di malattia (eventi acuti: guerre, catastrofi naturali, eventi tipo Hiroshima, Chernobil, Bhopal, ecc.; eventi cronici:)

- effetto coorte di nascita: per il cambiamento nelle abitudini di vita di soggetti che sono nati nello stesso periodo e hanno acquisito simili abitudini di vita (fumo di tabacco, alimentazione, ecc.)

- effetto età: per il cambiamento della struttura per età della popolazione, ad esempio un aumento di incidenza di una malattia cronica per l’invecchiamento della popolazione.

Un esempio di analisi degli effetti età-periodo-coorte: la mortalità per tumore della mammella negli USA, 1950-2002

La riduzione della mortalità nelle donne nate dopo il 1945, in tutte le fasce di età, non suggerisce un “effetto screening” (le donne nate nel 1950 hanno avuto una riduzione della mortalità in tutte le fasce di età, non solo in quelle coinvolte nei programmi di screening a partire dalla metà degli anni ’80)

TIPI DI STUDI DESCRITTIVI

Studi di correlazione (geografica o temporale):• Studiano la distribuzione geografica o l’andamento temporale

di un fenomeno morboso in relazione ad un fattore di rischio, consentendo di verificare ipotesi di associazione a livello di popolazione (e non individuale), utilizzando dati aggregati

• In genere valutano l’associazione tra un solo fattore e una malattia sudati aggregati, e sono soggetti a due tipi di errore:

1. Ecologico (le associazioni a livello di gruppo non corrispondono a quelle riscontrabili a livello individuale)

2. Confondimento

2040

6080

100

Mor

talit

à 19

69-7

3 -

Tas

si p

er 1

00.

000

200 400 600 800 1000N° sigarette vendute pro capite - 1951

Correlazione tra la mortalità per tumore del polmone nel periodo 1969 (tassi standardizzati per età) e il numero di sigarette

vendute pro capite nel 1951 in Italia

R=0.71

Correlazione tra il consumo di grassi e la mortalità per cancro della mammella in diversi paesi del mondo

Correlazione tra il consumo di carne Correlazione tra il consumo di carne giornaliero e l’incidenza di cancro colorettale in giornaliero e l’incidenza di cancro colorettale in

diversi paesi del mondo diversi paesi del mondo (Armstrong e Doll 1975) (Armstrong e Doll 1975)

CORRELAZIONE TRA FUMO DI SIGARETTA E CANCRO AL POLMONE - Maschi e femmine

Inghilterra e Galles - 1900-1980

F

M

J. Cairns, 1975

Londra 1952

Vi fu una combinazione di eventi sfavorevoli: temperatura molto bassa e conseguente aumento del consumo di combustibili, inversione termica e conseguente ristagno degli inquinanti negli strati più bassi dell’atmosfera: si registrarono così picchi di concentrazione di particolato totale sospeso (TPS) di circa 4000 µg/m3.

STUDI EPIDEMIOLOGICI DESCRITTIVI

OBIETTIVI

Studiare la distribuzione delle malattie in rapporto a tempo, spazio e particolari caratteristiche

Formulare ipotesi su associazioni tra malattie e fattori di rischio

Altro (valutazione di efficacia di interventi sanitari, valutazioni di economia sanitaria, ecc.)

STUDI EPIDEMIOLOGICI DESCRITTIVI

VANTAGGI

Basati spesso sull’utilizzo di dati correnti

Di semplice e rapida esecuzione, poco costosi

Comparabilità dei risultati tra diverse realtà geografiche e temporali, grazie all’utilizzo di metodologie standardizzate sia per l’uso delle classificazioni dei fenomeni morbosi che per l’utilizzo di popolazioni di riferimento standard (possibilità di confronti)

Utilizzano dati che in genere presentano un buon livello di completezza e a volte un elevato livello di qualità

STUDI EPIDEMIOLOGICI DESCRITTIVI

SVANTAGGI

Dati individuali non disponibili

Gli studi che generano ipotesi in genere considerano una sola variabile (fattore di rischio) per volta

Difficile stabilire rapporti di causa-effetto (possibilità dell’ “errore ecologico”)

Non è possibile effettuare una standardizzazione dei tassi se non si conoscono i denominatori adeguati

STUDI EPIDEMIOLOGICI DESCRITTIVI

POSSIBILI ERRORI SISTEMATICI (BIAS)

Sottostima o sovrastima dei fenomeni per difetti o eccessi nelle rilevazioni

Qualità dei dati a volte dubbia e difficile da verificare

Differenze nelle classificazioni

Non è possibile controllare per variabili di confondimento, al di fuori di età, sesso e a volte classe sociale, per cui sono possibili bias da confondimento

GLI STUDI DI CORRELAZIONE GEOGRAFICA E TEMPORALE:

L’ERRORE ECOLOGICO

Nel 1897, il sociologo francese Durkheim pubblicò un saggio sui suicidi mostrando che, tra le province della Prussia di fine ‘800, il tasso di suicidio aumentava con il crescere della proporzione di protestanti nella popolazione (correlazione geografica positiva). Una possibile spiegazione del fenomeno è che i protestanti avevano una maggiore tendenza al suicidio rispetto ai cattolici. D’altra parte, sono possibili spiegazioni alternative. Ad esempio, i cattolici che vivevano in aree in cui erano in minoranza (maggiore proporzione di protestanti) potevano trovarsi in condizioni difficili e quindi tendere maggiormente al suicidio, rispetto ai cattolici che vivevano in aree a maggioranza cattolica. Non possiamo trarre alcuna conclusione sulla relazione di causa-effetto, e quindi sulla natura del fenomeno, se non sappiamo chi sono i soggetti interessati dall’evento (suicidi). Evidentemente, quindi, solo la disponibilità di dati a livello individuale mediante studi opportuni, consente di chiarire le cause del fenomeno.

STUDIO TRASVERSALE o di prevalenza

Consiste in una rilevazione istantanea dei dati sulla prevalenza di malattie, fattori di rischio, atteggiamenti e comportamenti dei soggetti, e altri fattori di interesse per la salute in una popolazione definita

STUDIO TRASVERSALE o di prevalenza

Obiettivi:1) Descrittivi:• Descrivere la frequenza di malattie in una comunità, a scopo di

pianificazione sanitaria;• Descrivere la distribuzione di fattori rischio in una comunità per

attività di prevenzione;• Ottenere informazioni sugli atteggiamenti della popolazione nei

confronti dei servizi sanitari, sui bisogni di assistenza percepiti, e sull'utilizzo dei servizi sanitari stessi;

2) Analitici: • Analizzare l'associazione di un fattore con una malattia (Può

essere il primo stadio di uno studio di coorte).

DISEGNO DI UNO STUDIO TRASVERSALE (CROSS-SECTIONAL)

TEMPO

DIREZIONE DELL’INDAGINE

Popolazione

Malate

Non malate

Persone con una determinata esposizione

Persone senza una determinata

esposizione

Malate

Non malate

Prevalenza di patologia al tempo t4 : 3/8 = 37,5%

STUDIO TRASVERSALE SU COORTE DINAMICA

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

t0 t5

Entrata nello studio Insorgenza della malattia Uscita dallo studio (sano)

t1t2 t3

t4

STUDI EPIDEMIOLOGICI TRASVERSALI

VANTAGGI Durata breve

Relativamente poco costosi

Possono rilevare diverse variabili contemporaneamente (indagini ISTAT multiscopo, indagini NHANES)

Se il campionamento è corretto i risultati possono essere generalizzati a tutta la popolazione

Consentono di misurare la prevalenza di un fenomeno morboso o di uno o più fattori di rischio

Consentono di studiare associazioni e odds ratios di prevalenza o rapporti di prevalenza

Se ripetuti nel tempo con le stesse modalità forniscono informazioni sull’andamento temporale dei fenomeni in studio

STUDI EPIDEMIOLOGICI TRASVERSALI

SVANTAGGI

Non utilizzabili per fenomeni molto rari o di breve durata

I dati relativi ad esposizioni pregresse possono essere poco precisi

Non consentono di misurare l’incidenza delle malattie

Non consentono di stimare direttamente i rischi relativi (gli odds ratio di prevalenza non sono buone stime del RR perché dipendono dalla durata della malattia)

Le fonti informative possono essere di qualità modesta (interviste, dati raccolti per altri scopi, ecc.)

STUDI EPIDEMIOLOGICI TRASVERSALI

POSSIBILI BIAS

Conclusioni errate per campionamenti non corretti

Adesione all’indagine non elevata

Associazioni spurie per mancato controllo di fattori di confondimento

STUDIO DI PREVALENZA SULLE INFEZIONI OSPEDALIERE

Anno Prevalenza

globale

Prevalenza

divisioni mediche

Prevalenza

divisioni chirurgiche

Prevalenza

servizi speciali

1983 5.8% 5.1% 3.3% 47.0%

1984 7.1% 4.8% 6.5% 33.3%

1985 7.5% 5.9% 6.5% 29.4%