抽象
病例交叉设计是为了研究20世纪90年代初短暂、短期暴露对急性事件风险的影响,如心肌梗死。本文阐述了病例交叉设计原则与病例交叉设计原则、病例对照设计原则的关系,并在空气污染流行病学中规定了病例交叉设计的可能性。
在病例交叉设计中,研究人群由经历过感兴趣的健康结果发作的受试者组成。与交叉研究类似,每个受试者都是他或她自己的控制者。在一项匹配的病例对照研究中,推断是基于暴露分布的比较,而不是疾病的风险。个案交叉研究最适合研究以下特征的关系:1)个体暴露在短时间间隔内的变化;2)发病突然,潜伏期短;3)入职期短。
病例交叉设计允许使用的常规监测的空气污染信息,并在同一时间,从而能够研究个人而非天为观察单位。病例交叉设计是适合用于研究各种对健康产生短期空气污染暴露与突然发作,如心肌梗塞或哮喘发作的作用。
空气污染可以通过各种生物机制影响人体健康造成不同的健康影响1,2。不同类型的一个给定的空气污染物的曝光图案,例如持续时间和曝光随时间的强度,可诱导的疾病过程的发作其中,时间更短或更长的持续时间之后,导致的疾病的表现。例如,短期暴露于高水平的一氧化碳(CO)的可以触发从曝光开始分钟内急性心肌梗死(MI),而肺癌的因果关系可能需要长期暴露。流行病学研究提供的增加与空气污染暴露的健康风险的重要经验证据3。研究设计强烈地影响从结果因果推论的可信性。研究设计的选择应暴露和结果之间的关系假设的的类型主要取决于待研究。不同的方法来研究短期和长期接触和健康效果类型的效果需要。
短期暴露于空气污染的影响的第一个观察结果在1930年期间,在默兹山谷非常高的水平的空气污染作出,比利时4在伦敦20世纪50年代五。基于注册表的发病率和死亡率资料与大气污染监测数据在20世纪70年代进行了第一时间序列分析。在20世纪90年代,泊松回归分析和先进的建模技术开发,以考虑长期季节性和长期趋势3,6。
案例交叉设计由Maclure7对急性事件,如MI在90年代初期的风险瞬态短期暴露的学习效果。最近病例交叉设计已应用于作为补充或替代的方法用于研究空气污染短期暴露的影响8,9。本演示的目的是通过与交叉和病例对照设计比较来说明病例交叉设计的原则。病例交叉的研究中短期暴露的效果,空气污染对健康的急性可能性结果,如心肌梗塞或哮喘发作也将进行讨论。
病例交叉设计的原则
在病例交叉设计中,研究人群由经历过感兴趣的健康结果发作的受试者组成。所有研究对象都的情况下,谁经历过兴趣结果的人。设计的重点是时刻起事件发生。因此,这种设计适用于发病,其可以定义的结果。病例交叉设计相似。253既是经典的交叉研究和病例对照研究。与交叉研究类似,每个受试者都是他或她自己的控制者。在一项匹配的病例对照研究中,推断是基于暴露分布的比较,而不是疾病的风险。所有这三种研究设计有类似的分析方法。Figures 1–3⇓⇓⇓示出了基本设计和交叉的推论,病例对照和个案交叉研究。
![图。1。-](http://www.qdcxjkg.com/content/erj/21/40_suppl/81s/F1.medium.gif)
交叉试验的设计和科学推论的示意图呈现。没有:数量;或:优势比。
![图2:](http://www.qdcxjkg.com/content/erj/21/40_suppl/81s/F2.medium.gif)
匹配的病例对照研究的设计和科学推理的示意图。没有:数量;或:优势比。
![图3. -](http://www.qdcxjkg.com/content/erj/21/40_suppl/81s/F3.medium.gif)
病例交叉研究和科学推理的原理演示文稿的设计。没有:数量;或:优势比。
交叉研究
交叉试验是一种试验性研究设计,研究者根据研究假设的兴趣改变暴露程度。考虑一个简化的情况,即根据哮喘受试者中哮喘发作的发生率来评估空气污染暴露的影响。暴露被认为是存在的或不存在的。在基本交叉试验中,第一组在危险期(临床交叉试验称为治疗期)首次暴露,而第二组在对照期未暴露(图1)⇑)。在交叉曝光条件转换和现在组2进行危险期和组1是未曝光。在曝光的效果的推断是根据每个学科的成果经验,在风险和控制周期的比较。在the example of the study of asthmatics, the participants experience a hazard period of exposure to air pollution and a control period of low or no exposure and the outcome of interest is an episode of asthma attack (fig. 1⇑、推理)。受试者1在对照和暴露期间都经历了哮喘发作,而受试者4在危害期间和对照期间都没有任何发作。受试者2在危险期间进行攻击,但不在控制期间进行攻击;受试者3在控制期间进行攻击,但不在危险期间进行攻击。主题1和4不造成任何的知识接触的影响,而相对的3型2型(B)和(C)是用来评估影响计算优势比B除以C交叉研究适用于接触效应与诱导期短和可逆效应的关系。
目前的作者小组已经在空气污染流行病学中使用交叉试验来评估空气再循环的作用10和空气加湿11在症状和病态楼宇综合症的迹象因果关系办公室的建设环境。第一项研究试验,在机械通风的办公楼再循环空气导致通常被称为病态建筑综合症症状的假说10。在两个类似的办公楼(1号楼和2号楼)进行了盲法四期交叉试验,总气流为20 L·s-1每人,对比70%再循环的空气(危险期)与再循环的空气(控制周期)的0%。每个时期历时1工作周。在第一个星期,工人大厦1暴露于70%再循环空气,而在2楼的每个周末,空气再循环的建筑物被切换使用从70到0%或无空气再循环反之亦然。参与者在每天的日记中报告他们对症状的评分、他们对室内空气质量的看法和其他相关信息。对每个人在危害和控制期间的结果经验进行比较。在统计分析中,这些个体分组类似于图1⇑。谁在危险和控制周期(A)或在任一时间段(d)没有任何信息有助于没有症状报告的症状等量的受试者。基本推理是基于对谁期间的谁在控制期间(C)经历了更多的症状的受试者的数目除以危险周期(B)经历了更多的症状的受试者的数目。例如,有22名受试者(B)与多个鼻腔干燥期间比在控制周期的危险周期和15名受试者在控制期间更鼻腔干燥,而参与者的其余部分具有等量的(A)或无在危险和控制周期症状(d)。风险估计计算为15分之22= 1.47在95%的置信区间(CI)0.76-2.83。由于推理是基于在危险和控制周期的症状的个体内的比较,即担任他或她自己的控制每个人,没有必要进行调整混杂。目前笔者的研究小组进行了第二六个阶段交叉试验,以评估在办公环境中空气加湿是否减轻了病态建筑综合症的症状11。
病例对照研究
在病例对照研究中,关注的疾病的情况下,是从研究基地选择和控制从所产生的情况下,相同的研究基地选择。在a matched pair design, for each case a control is chosen who is similar according to selected matching factors, such as age, sex or other potential determinants of the studied disease (fig. 2⇑)。推断是基于每对中的情况下,和对照受试者之间的曝光的比较。同样,类似的曝光状态(存在或不存在)对不出力的推断信息。的效果的量度是基于对不一致曝光,其效果是通过将双数具有暴露的情况下(B)由具有暴露的对照(C)对的数量进行定量。在病例 - 对照设计适用于评估与短期和长期的诱导期的关系。
目前笔者的研究小组使用的病例对照研究,以评估支气管阻塞在挪威儿童风险的各种环境风险的影响12-16。的3,754新生儿在奥斯陆的队列被招募为研究对象。孩子们跟着,所有症状和支气管阻塞的迹象在第一2年生活的孩子被认定为案件。为年龄匹配的控制被选择用于每一种情况下。暴露评估,从同时在外壳和控制的家庭第一次接触在一周内进行。研究对象包括251病例对照对。在潮湿的问题和支气管阻塞的风险之间的关系的研究中,研究人员的培训与评估燥湿问题的家园。在12的情况下,控制对(A)两者的情况下,并且控制被发现暴露于潮湿和在160病例对照对(d)的情况和控制是未曝光。57对(B)的情况下而不是对照暴露并在22(C)对只有控制露出。因此,粗比值比为22分之57= 2.6(1.6-4.2 95%CI)。 Conditional logistic regression analysis was applied to adjust for potential confounders such as the child's sex, presence of siblings, day-care attendance, duration of breastfeeding, exposure to environmental tobacco smoke, and parental atopy. The adjustment had little influence on the risk estimate.
病例交叉研究
在病例交叉设计,研究对象是从选定的情况下,即那些谁经历过令人关注的事件,例如心肌梗死发作。到交叉试验类似,每个研究课题作为他/她自己的控制。与此相反的交叉试验,在病例交叉研究中,研究者不影响或控制目标的曝光。在病例 - 对照研究中,控制被选择为代表在该所产生的情况下,辐射源人口通常的暴露水平。
甲危险期是曝光状态或电平被定义为其中的时间段。它应该代表的人口,这是相关疾病的因果关系曝光的平均时间。危险期往往是不精确的,因为它包含在个体的诱导时间的变化,以及在曝光的定时的不确定性和发生疾病。环境空气的CO和急性MI之间的关系,暂定危险周期可从6-24小时心绞痛疼痛发作之前施加。
在空气污染研究中,暴露评估是基于固定的空气污染监测,双向控制周期,即before and after the event, offer an attractive option (fig. 4⇓)。控制周期的双向采样有助于调整在暴露水平季节性趋势。
![图4. -](http://www.qdcxjkg.com/content/erj/21/40_suppl/81s/F4.medium.gif)
在病例交叉研究的控制时间双向采样。
推断是基于对每个受试者在与结果的因果关系相关的时间段(通常称为危害期)和一个或多个控制期的暴露的比较。分析方法类似于交叉和配对病例对照研究。在基本推理中,对每个案例在危害期和控制期的暴露状态进行比较,只有不同暴露水平的受试者才有信息。效果的度量,称为比值比,是通过仅在危险期间暴露的受试者数除以控制期间暴露的受试者数来计算的,如图3所示⇑。介绍了用精确法和大样本法计算顺式的方法奥斯玛17。条件Logistic回归分析可以用来估计调整比值比。条件Logistic回归分析允许使用几个或不同数量的控制周期的建模。曝光可以定量使用电平,累积曝光,曝光时间,曝光简档或这些的有意义的组合来表征。
研究问题和因果假设
的情况下,交叉研究最适合用于研究具有以下特征1)单个曝光一个短时间间隔内变化的关系;2)发病突然,潜伏期短;和3)诱导期是短18,19。
为了说明这些问题,考虑一下暴露于CO和致命MI之间的关系。1)CO是由含碳燃料的不完全燃烧产生的:
汽车发动机是在城市地区CO的大型户外源,和CO的水平在给定的一天内和从一天到天根据实质性变化到交通密度20。2)MI导致死亡的演进通常是从经验为心绞痛与心肌肌肉,心肺功能衰竭而死亡的不可逆损伤心肌缺血的发作小时内。症状出现,操作上可以被视为疾病事件的发生。3)CO已知具有高容量以阻止血红素的氧受体并诱导心肌缺血,并且因此从曝光到的可能的疾病发作的开始诱导期短。诱导期的长短,而取决于曝光浓度,并在空气污染的环境中,这个问题是在环境中遇到的水平是否有增加致命性心肌梗死的风险的能力。这很可能是长期暴露于CO的低水平通过引起慢性缺氧,这可能有助于冠状动脉心脏疾病的发展增加心梗的风险,但这种关系不适合评估的情况下,交叉研究。总之,短期暴露于CO和致命性心肌梗死的风险之间的关系出现适合的情况下,交叉研究进行评估。
一个适合在个案交叉研究中检验的因果假设可以大致表述为:短期接触一氧化碳是否会导致心肌梗死?或者用随机的术语来说:这种暴露会增加心肌梗死的风险吗?米aclure和Mittelman19建议来表达因果关系的假设最好的办法是把重点放在暴露的情况下,用一个反事实的条件语句,这个关系是:一些暴露的MI会在那个时候发生了没有,如果他们没有被暴露在非常高的紧接在事件之前的环境空气CO。控制周期(一个或多个)表示曝光的通常水平,而该疾病过程开始之前的危险期表示感兴趣的曝光。根据因果关系的假设,个体之间在经历了MI在危险时期暴露应平均比在控制周期的暴露水平较高。
在空气污染流行病学的长处和局限性病例交叉设计
在病例交叉研究,案例作为自己的控制,因此设计消除了稳定的个体特征混淆。病例交叉设计允许使用的常规监测的空气污染信息,并在同一时间,从而能够研究个人而非天为观察单位。
有两个优点基于日常计数和空气污染水平研究相比。首先,个人特征,如年龄,性别,健康状况和行为因素信息,使其能够学习效果修改即以确定个体对空气污染的影响。其次,控制周期的双向选择允许用于季节性和长期趋势个别调整。这种方法的一个缺点是,与泊松回归时间序列分析相比低大约50%的功率,如图乙ateson和Schwartz21。
在空气污染流行病学病例交叉设计是适合用于研究各种对健康产生短期空气污染暴露与突然发作的效果,而需要为研究长期暴露影响其他类型的研究。
- 收到2002年4月12日。
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