20世紀50年代以來,流行病學研究中有了比較系統(tǒng)的因果觀念,因果關系的模型、推理方法和判定標準一直處于發(fā)展之中。流行病學里面的病因(cause of disease)和病因推斷(causal inference),實際上是分析流行病學的指導框架和評價準則,對于形成因果思維和正確理解流行病學的研究結果也是至關重要的。病因是原因的一種,這里首先了解一下什么是原因。
現(xiàn)代科學產生了概率論的因果觀或稱廣義因果律:原因就是使結果發(fā)生概率升高的事件或特征,即一定的原因可能導致一定的結果。
流行病學的目的是預防疾病。為了達到這個目的必須首先了解疾病是怎樣發(fā)生的。關于疾病的發(fā)生原因自古以來就是醫(yī)學工作者關心的重要問題。無論是中國還是外國,古代人常將疾病歸因于鬼神、上帝及天意,平日靠求神拜fo或祈禱,以期消災除病。而后,我國祖先創(chuàng)立了陰陽五行學說,將疾病的發(fā)生與外環(huán)境的物質——金、木、水、火、土聯(lián)系起來。公元前5世紀,在西方也出現(xiàn)了類似的觀點,集中反映在Hippocrates所著的《Airs,waters and place》之中。他們認為疾病與水、土、及風等有關,夏季有脾腫大、發(fā)熱及腹瀉,冬季常引起生痰及喉嘶啞。由此可見,在古代國內外醫(yī)學專家都注意到疾病與環(huán)境有密切的關系。我國古代早就認為山間的“瘴氣”是瘧疾發(fā)生的原因。19世紀上半葉,Sydenham等人關于疾病的“瘴氣學說(彌撒唐二)”在西方盛行。人們認為不潔凈的水和土壤里散發(fā)出來的污濁之氣(瘴氣)是使人發(fā)病的原因。故而強調設法清除貧民窟和其它不衛(wèi)生的地方的“瘴氣”,以期減少疾病。
中國古代歷史和西方的圣經里都表明,人們對某些疾病的傳染性已有所認識,如對麻風等疾病的病人進行隔離等。意大利Fracastoro(1478-1553)最早提出:特異的疾病與特異的“傳染物”有關,Carchano1557年指出:“疾病的種子是能繁殖其本身的微小動物”。Bassi 1816年作蠶的致死疾病的實驗,試圖找出“活的傳染物(contagium vivum)”。1840年Henle回顧并評論了“活的傳染物”學說。關于一種微生物是不是某傳染病的病原,Koch提出了Koch條件(或稱為Henle-Koch氏條件,Koch法則等) Koch原則(Koch`s postulates):⑴從研究疾病的所有病人中,都發(fā)現(xiàn)該病的致病生物;⑵該病不僅能從所研究的疾病的病人體中分離出來,而且能培養(yǎng)出純種;⑶用此純種接種至易感動物或人時,必能使該病重新出現(xiàn)。盡管這個法則又將問題絕對化的缺點,但它卻反映出當時人們在病因認識方面有不小的進步,即病原微生物是傳染病的必要病因,而且每種傳染病都有自己的特異的病原微生物。這是關于疾病的生物學病因的重要萌芽,Koch`s postulates在傳染病病因學研究中起到了重要作用,曾經被認為是確定病因的經典模式。隨著19世紀末期微生物學的出現(xiàn)和發(fā)展,歐洲的L.Pasteur和R.Koch等人首先證明動物如牛、羊、蠶等的病和人類的病是由微生物引起感染而發(fā)生的。不同種的微生物引起不同種的疾病。于是人們形成了這樣的概念,即每種疾病必定是由某一種特異的病原物(如病原微生物)所引起的。這就是“特異病因學說”,也可稱之為疾病的單一病因論。由此人們對疾病病因問題的認識又向前進了一步。
宿主 |
病因 環(huán)境 |
三角模式經過改進后就出現(xiàn)了疾病的輪狀模式。將環(huán)境又分為生物、理化和社會,宿主包括遺傳內核。輪狀模型是從生態(tài)觀點來考慮疾病發(fā)生的。所謂生態(tài)學就是研究生物和環(huán)境相互關系的一門學科。輪狀模式強調環(huán)境及環(huán)境與機體的密切關系,也就是說健康和疾病是宿主與環(huán)境相互作用的產物。環(huán)境里的各類病原物包含在生物的、理化的和社會的各種環(huán)境之中(輪子),而機體的輪軸中還含有遺傳因子。輪狀模型各部分的相對大小可隨著不同的疾病而有所變化,例如,在胰島素依賴性糖尿病中,遺傳核比較大;而在麻疹中宿主(免疫狀態(tài))和生物環(huán)境(空氣傳播)部分比較大。這種輪狀模型的概念顯然比三角模式更接近實際,更易于被現(xiàn)代學者們接受。后來人們對病因的概念日漸深化,特別是關于社會環(huán)境及遺傳因素對人們疾病發(fā)生的影響及人們行為的重要性都很有啟發(fā)。
隨著醫(yī)學的發(fā)展,病因又出現(xiàn)了因素模型、病因網絡模型。
病因是指那些能使人群發(fā)病概率升高的因素,其中某個或多個因素不存在時,人群疾病頻率就會下降(這是美國約翰.霍普金斯Johns Hopkins大學流行病學教授Lilienfeld從流行病學角度給出的定義)。流行病學的gydjdsj.org.cn/zhuyuan/中的病因觀點符合概率論的因果觀點。流行病學中的病因一般稱為危險因素(risk factor),危險因素的含義就是指使疾病發(fā)生的概率升高的因素,也可以說疾病發(fā)生危險性升高的因素。
病因模型是用簡潔的概念關系圖來表達因果關系。它給我們提供了因果關系的思維框架所涉及的各個方面或者因果關系的路徑。目前具有代表性的病因模型由三類:
社會經濟因素 生物學因素 環(huán)境因素 心理、行為因素 衛(wèi)生保健因素 |
根據(jù)生態(tài)學模型或者疾病因素模型提供的框架可以尋找多方面的病因,這些病因相互存在與聯(lián)系,按照時間先后聯(lián)系起來就構成了一條病因鏈,多個病因鏈交錯連接起來就形成了一張病因網絡,這就是病因網絡模型。它提供了因果關系的完整路徑。如果對病因做一個系統(tǒng)探索,就必須建立病因網絡,才能進行全局的觀察,如果不建立病因網絡模型,必然對病因的理解陷入片面。例如肝癌的病因網絡可以看成由三條主要病因鏈交錯形成,三條病因鏈的起始段分別為乙型肝炎病毒感染、黃曲霉毒素污染和引水中的藻類毒素。病因網絡模型的優(yōu)點是表達清晰具體,系統(tǒng)性強,能為闡述因果關系提供良好的基礎?刂撇∫蚓W絡中的因素可以控制和預防疾病。
機械決定論將原因分為充分原因和必要原因。類似地,病因也可以分為充分病因和必要病因。充分病因(sufficient cause)是指有該病因存在,必定(概率為100%)導致疾病發(fā)生。必要病因(necessary cause)是指由相應疾病發(fā)生,以前必定(概率為100%)有該病因存在。
……
總之,我們應該放棄決定論的充分病因和必要病因概念,而對病因的充分性和必要性進行概率測量。
因果聯(lián)系的方式存在著一些觀點:
這是傳統(tǒng)的病因觀點,也是因果特異性概念的根源。單因單果是不存在的,是錯誤的觀念。以這種模式來思考或研究病因,只能得到片面或錯誤的結論。
單一病因引起多種疾病,吸煙——〉肺癌、慢性支氣管炎和冠心病。他從病因的多效應方面看問題是正確的。
多個病因引起單一疾病。例如高血壓、高脂血癥、肥胖、高胰島素血癥……。從疾病的多因性來看是正確的。但是這些病因并非僅僅導致單一的疾病。
多因單果、單因多果都各自反映了事物的某一個正確方面,具有片面性。
多個病因引起多種疾病。例如,高脂膳食、缺乏體力活動、吸煙、飲酒引起腦血栓、心肌梗死、大腸癌等等。這種觀點實際上是將單因多果與多因單果結合在一起的觀點,他全面反映了事物的本來面目。
靜脈注射吸毒——〉共同使用注射器——〉注射器污染HIV——〉病毒感染——〉艾滋病發(fā)作——〉激發(fā)感染——〉死亡。當然HIV感染與艾滋病發(fā)作之間還插入了CD4T細胞被破壞這個因素,那么HIV感染變成了間接病因。也就是說,直接、間接病因的區(qū)別是相對而言的。(HIV激發(fā)感染的問題)
近因:比較直接的病因離疾病的結果較近。多數(shù)情況下是指微觀的致病機制因素;遠因:比較間接的病因離疾病結果遠。多數(shù)情況下是指宏觀的流行病學上的危險因素。
多因多果與直接、間接病因(病因鏈)結合起來就形成了病因網絡。一般情況下,醫(yī)學各研究領域所涉及的病因只可能是病因鏈的某一個環(huán)節(jié)(段),或者病因網絡中的某一個部分,只有綜合起來才能看到全貌。那些只把致病機制的近因看成是病因的觀點,顯然是錯誤的。
整個流行病學病因研究過程可以分為三部分:①根據(jù)病因模型構想可能的病因;②描述流行病學提出病因假設,分析、實驗流行病學驗證假設;③根據(jù)病因判定標準做出綜合判定。整個病因探討的過程是一個從現(xiàn)象到本質、由淺入深的過程,病因的論證強度逐步增強。雖然實驗流行病學研究對病因能夠提供很高論證強度的證據(jù),但是由于醫(yī)學倫理學和可行性的問題,實施實驗流行病學很困難。因此,流行病學病因研究大多數(shù)使觀察性研究,從臨床對許多病理的觀察、生態(tài)學研究、橫斷面研究、病理對照研究、隊列研究,因果論證強度呈現(xiàn)遞增順序。在這些病因研究中主要運用兩種推力方法:假設演繹、Mill準則。
描述流行病學研究包括臨床多病理觀察、生態(tài)學研究和橫斷面研究等等。這些研究之所以稱之為“描述”的,是因為它們主要陳述疾病的現(xiàn)象,一般不涉及疾病本質的因果關系;他們能夠提供病因分析的初步線索,形成病因假設。假設是在為數(shù)不多的經驗事實以及現(xiàn)有理論的基礎之上,通過邏輯推理(包括Mill準則)或者創(chuàng)造性想象等各種方法而形成的。形成假設之后,用分析流行病學研究進行檢驗。對描述和分析流行病學研究起到銜接作用的邏輯方法,就是假設演繹法。
假設演繹法的整個推論過程為:從假設演繹地導出具體的證據(jù),然后用觀察或者實驗檢驗這個證據(jù),如果政局成立,則假設就可能成立。從一個假設可以退出多個具體的證據(jù)。例如:對于假設H:乙型肝炎病毒持續(xù)感染導致原發(fā)性肝癌;根據(jù)假設H,加上相關的背景知識,演繹地推導出若干具體經驗證據(jù)E1(肝癌病例組的HBV感染率高于對照組=病例對照研究的內容)、E2(HBV肝炎組肝癌發(fā)生率高于非感染組=隊列研究的內容)、E3(控制HBV感染后,人群肝癌的發(fā)生率下降=實驗流行病學內容)。如果證據(jù)E1、E2、E3成立,則假設H也獲得較高強度的支持。所以,假設演繹的推理形式為:
1 得到假設H,并且如果H則證據(jù)E;所以推出證據(jù)E
2 獲得證據(jù)E,并且如果H則證據(jù)E;所以假設H成立
如果具體證據(jù)經過檢驗不成立或者被否定了,又怎樣下結論呢?……P36
分析流行病學研究包括病例對照研究和隊列研究,這里的“分析”是指“比較”,通過比較發(fā)現(xiàn)差異,測量研究因素與疾病的關聯(lián)或者相關程度,從而檢驗或者驗證病因假設。分析流行病學的比較推理,是從Mill準則發(fā)展而來的,也就是科學實驗五法:求同法、差異法、同異并用法、共變法和剩余法。
在不同情況下尋找共同因素。
例如白血病:放射工作者、胎期母親受到X線照射、日本原子彈幸存者等等白血病的發(fā)病率都高,這就意味著放射線暴露可能是白血病的致病因素。
事件(病例A) 有關(暴露)因素
對象1 A,B,C a,b,c A,B,C,D,E,F,G事件特征
對象2 A,D,E a,d,e
對象3 A,F,G a,f,g
所以,a使A的影響因素
從同中求得差異。同一類人群中或生活在同一環(huán)境中的兩種人群中某病的發(fā)病率有差異,在一部分人中有某因gydjdsj.org.cn/pharm/素存在而在另一部分人中沒有某因素,則該因素可能是某病的病因。
例如察布查爾病流行,居住在新疆察布查爾這個區(qū)域的有漢族、錫伯族等等,但是在這同一個地區(qū)中,錫伯族得該患病率比其他民族高,民族之間到底有什么不同而導致了同一個地域的不同發(fā)病率呢?特殊食物___米送乎乎(一種面醬)——肉毒桿菌。
求同法和差異法并用
某病的分布特點與另一種疾病相似,可考慮兩種疾病有共同的致病因素。如非洲Burkitt淋巴腫瘤的地區(qū)分布于黃熱病、瘧疾相似,因此考慮該病與蟲媒傳播性疾病有關。以后在該種疾病的組織中發(fā)現(xiàn)了EB病毒。但是EB病毒不是蟲媒病毒。由于又發(fā)現(xiàn)本病與瘧疾分布相符合,因此,聯(lián)想到本病與瘧疾是否有關系,從而提出假設:當EB病毒感染正常組織的時候,往往不致病,但是當EB病毒感染了被慢性瘧疾引起的免疫性改變的淋巴細胞之后,就可能產生惡性淋巴瘤,這個假說與現(xiàn)有的流行病學調查和實驗結果相符合。
可以看作求同法的特例。如果某病發(fā)病率隨著因素數(shù)量的變化而變化,則該因素就可能為該病的致病因素。
可以看作差異法的特例。在可疑的致病因素中,逐一排除,剩下的最后一個因素則可能是某病的致病因素。
一個病因研究本身必須要達到或部分達到第1、2(或者3、4)條標準(前因后果、廣義關聯(lián)強度),如果符合第一條(終止效應)則更好;第5、6條標準(重復性、合理性)是病因研究的外部評價,如果不吻合則因果關聯(lián)的可信度降低。第8條的“特異性”標準,在現(xiàn)代流行病學病因研究中應當放棄。
1:根據(jù)病因模型構想可能病因 2:描述——〉假設,分析驗證 3:綜合判定