IL DISEGNO DEGLI STUDI EPIDEMIOLOGICI - GLI STUDI DESCRITTIVI Igiene, Epidemiologia e Sanità Pubblica Dip. Medicina Sperimentale ed Applicata Università degli Studi di Brescia Anno accademico 2007-2008

UTILIZZI DELL’EPIDEMIOLOGIA

CLASSIFICAZIONE DEGLI STUDI EPIDEMIOLOGICI DESCRITTIVI TRASVERSALI CASO-CONTROLLO A COORTE STUDI OSSERVAZIONALI SPERIMENTAZIONI CLINICHE SPERIMENTAZIONI SU COMUNITA’ SPERIMENTAZIONI SUL CAMPO STUDI SPERIMENTALI

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 Inizio esposizione Inizio malattia 1 Inizio malattia 2 Inizio esposizione 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: 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

MORTALITA’ % PER TUMORE IN ITALIA NEL 1994 Polmone 29.3 Mammella 18.9 Colon-retto 13.7 Colon-retto 10.5 Stomaco 7.9 Stomaco 8.1 Polmone 7.9 Prostata 6.5 Pancreas 5.3 Fegato 4.9 Utero 5.0 Vescica 4.6 Ovaio 4.8 Pancreas 4.1 Cattedra di Igiene - Università degli Studi di Brescia

Quintili stimatore Kernel La distribuzione spaziale della mortalità tumorale in Lombardia - Maschi

Quintili stimatore Kernel La distribuzione spaziale della mortalità tumorale in Lombardia - Femmine

Fig. 8

Fig. 9

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

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

Incidenza del carcinoma colo-rettale - Maschi

Incidenza del carcinoma colo-rettale - Femmine

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 Valutazione dell’incidenza nella popolazione migrata e/o nelle generazioni successive rispetto a quella nella popolazione residente Adeguamento dell’incidenza a quella del paese ospitante Incidenza uguale a quella del paese d’origine Forte influenza dell’ambiente di vita Forte influenza della componente genetica

Il rischio di cancro nei migranti: lo studio sui Giapponesi nelle Hawaii (Kolonel, 2004)

La frequenza del tumore del colon nei migranti: lo 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 2000 Inizio IPV: 1958 Inizio OPV: 1964 Casi notificati x 100 000 abitanti Obbligo OPV: 1966

MORTALITÀ PER TUTTI I TUMORI IN ITALIA NEGLI ANNI 1955-94 (ISTAT) Tasso per 100.000 Anni Cattedra di Igiene - Università degli Studi di Brescia

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: Ecologico (le associazioni a livello di gruppo non corrispondono a quelle riscontrabili a livello individuale) Confondimento

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 giornaliero e l’incidenza di cancro colorettale in diversi paesi del mondo (Armstrong e Doll 1975)

CORRELAZIONE TRA FUMO DI SIGARETTA E CANCRO AL POLMONE - Maschi e femmine Inghilterra e Galles - 1900-1980 M F 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 Malate Persone con una determinata esposizione Popolazione Non malate Malate Persone senza una determinata esposizione Non malate

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) t1 t2 t3 t4 Prevalenza di patologia al tempo t4 : 3/8 = 37,5%

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 divisioni chirurgiche Anno Prevalenza globale divisioni mediche divisioni chirurgiche 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% 29.4%