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EPIDEMIOLOGIA Luca Arnoldo – DAME, Università degli Studi di Udine [email protected] Introduzione Igiene Prevenzione e Epidemiologia promozione Organizzazione della salute Introduzione Epidemiologia:  conoscenza dei fattori che incido...

EPIDEMIOLOGIA Luca Arnoldo – DAME, Università degli Studi di Udine [email protected] Introduzione Igiene Prevenzione e Epidemiologia promozione Organizzazione della salute Introduzione Epidemiologia:  conoscenza dei fattori che incidono sulla salute Promozione e prevenzione:  attuazione delle azioni atte a potenziare fattori di benessere o allontanare malattie Organizzazione:  programmare e organizzare servizi in funzione dei bisogni della popolazione Introduzione Epidemiologia:  epi = su  demos = popolo  logos = studio  Lo studio della distribuzione e dei determinanti delle situazioni o degli eventi collegati alla salute in una specifica popolazione, e l’applicazione di questo studio al controllo dei problemi di salute J. Last 1988 Introduzione  Frequenza: quanto e quando la malattia compare  Distribuzione: dove la malattia compare  Determinanti: fattori che influiscono sulla storia naturale della malattia  Salute malattia: si studiano sia i malati che i sani  Popolazioni: gruppi di individui Introduzione 400 a.C. Ippocrate: intuì che fattori ambientali e comportamentali potevano comportare impatti sulla salute 1662 d.C. John Graunt: nascita della epidemiologia come scienza. Indagine demografiche su nascite morti a Londra 1838 d.C. William Farr: registrazione delle cause di morta popolazione inglese analizzando le componenti socio-demografiche 1854 d.C. John Snow: studio del colera a Londra associando i casi alla distribuzione idrica 1948 d.C. Franingham heart study: rischio cardiovascolare 1950 d.C R. Doll e AB Hill: contribuirono a mettere in relazione fumo tabacco e neoplasia del polmone John Snow e il colera Colera a Londra 1848:  15.000 morti  non c’era conoscenza di come il colera si diffondesse  colpita soprattutto specifica zona di Londra  causava diarrea profusa  colpiti spesso interi nuclei familiari  non erano colpiti sanitari che assistevano i pazienti (vigeva la teoria dei miasmi attraverso la quale le malattia trasmissibili si diffondevano)  Snow notò che i quartieri colpiti erano serviti da due società di approvigionemento (Lamberth e Southwark & Vauxhall) idrico che prendeva acqua da zona del Tamigi vicina alla città John Snow e il colera Snow ipotizzò che:  il colera i diffondesse dai malati ai sani attraverso qualche mezzo (veleno)  il veleno potesse essere trasportato a distanza, non necessario il contatto  trasmissione attraverso l’assunzione e il passaggio per l’apparato digerente (manifestazione clinica la diarrea)  acqua potabile fossa la principale via di trasmissione Ma come spesso accadde non fu creduto John Snow e il colera 1849-1853  Non casi di colera. Una della due aziende (Lamberth) che approvvigionavano spostò il punto di prelievo a monte una no 1853  Colera riapparve in particolar modo ancora con più casi nei quartieri a sud del Tamigi: Decessi x 10,000 Distributore d’acqua Abitazioni servite Decessi per colera abitazioni Southwark & Vauxhall 40.046 1.263 315 Lamberth 26.107 98 37 Altre 256.423 1.422 59 John Snow e il colera Concentrazione dei casi legata alla presenza di pompa d’acqua servita dalla Southwark & Vauxhall Questa volta lo ascoltarono: Rimossa pompa e i casi decrebbero fino ad esaurirsi John Snow e il colera L’esperienza di Snow aveva portato alla riduzione del problema e alla individuazione di comportamenti da mettere in atto per limitare la diffusione della malattia ancor prima di conoscere l’agente eziologico Introduzione  Massachussets studio su 1.331 uomini di etnia caucasica tra i 40 e i 59 anni senza evidenza di patologia cardiovascolare suddivisi in tre gruppi sulla base dei livelli sierici di colesterlo e valutati dopo 6 anni per insorgenza di malattie cardiovascolari Colesterolo N. di Incidenza x Gruppo sierico mg/100 N. soggetti N. di casi persone/anni 1.000 mL 1 < 210 454 16 2676 6.0 2 210-244 455 29 2643 11.0 3 ≥245 422 51 2379 21.4 Introduzione Rischio relativo Gruppo 2 vs 1: = 1,8 Gruppo 3 vs 1: = 3,6 Epidemiologia  Osservazionale (il ricercatore si limita ad osservare)  Descrittiva  Analitica  Sperimentale (il ricercatore interviene attivamente) Epidemiologia Epidemiologia descrittiva  esamina la distribuzione dlel’evento in termini di:  persone affette  tempo durante il quale è insorge  luogo nel quale si verifica Epidemiologia analitica (o costruttiva)  ricerca l’esistenza di relazione tra:  evento sanitario studiato e  uno o più fattori che si ritiene possano esserne responsabili Epidemiologia sperimentale  Il ricercatore interviene direttamente:  controllando l’esposizione di una popolazione al fattore studiato  confrontando gli effetti con un gruppo di riferimento nle quale il fattore non viene introdotto Definizioni Frequenza:  Numero assoluto dei casi Rapporto (a/b):  esprime la relazione tra due quantità indipendenti tra loro; una frazione in cui il numeratore non è incluso nel denominatore come ad il es. rapporto uomini/donne  ODDS rapporto tra la probabilità di un evento (successo) e la probabilità del non evento (fallimento) Definizioni Proporzione (a/a+b):  rapporto in cui il numeratore è sempre incluso nel denominatore; indica una relazione quantitativa tra una parte ed il tutto.  Il risultato può assumere valori da 0 ad 1, se espresso in percentuale da 0% a 100%.  Non ha mai una relazione con il tempo Definizioni Tasso:  proporzione che introduce la variabile tempo quale caratteristica essenziale  indica il numero di eventi che si sviluppano in una popolazione specifica durante un determinato periodo di tempo  N. di eventi/popolazione a rischio nel tempo Tassi Tasso grezzo:  prende in considerazione tutti gli eventi in una popolazione Tasso specifico:  prende in considerazione gli eventi che interessano un particolare soggetto in relazione alle caratteristiche specifiche come genere, età o altra variabile Tassi Tasso standardizzato:  Sono tassi grezzi o specifici in cui la popolazione di riferimento viene standardizzata per poter meglio confrontare le popolazioni che possono essere soggetti a variabilità confondenti  Metodo diretto (la popolazione di riferimento fornisce abitanti per fasce età)  Si deve conoscere  Tassi specifici per età  Struttura della popolazione (numerosità)  consiste nel calcolo dei tassi attesi nella popolazione standard se quest’ultima avesse la stessa esperienza delle popolazioni in studio  Metodo indiretto (popolazione di riferimento fornisce i tassi):  Si deve conoscere  Tasso grezzo  Struttura della popolazione in studio  Tassi specifici della popolazione standard  Il metodo consiste nel calcolo delle frequenze attese nella popolazione in studio se questa avesse la stessa esperienza della popolazione standard Tassi Tassi Tassi Prevalenza e incidenza  Questi due incidi sono utilizzati per descrivere l’evento malattia nella popolazione come entità di presenza e frequenza di comparsa Prevalenza  La prevalenza è la proporzione della popolazione affetta dalla malattia in esame in uno specifico momento del tempo  Puntuale: considera l’evento studiato in un specifico momento  Periodale: considera l’evento studiato in un specifico periodo Prevalenza Fornisce:  fotografia della popolazione in un determinato periodo  non ci dà informazioni sull’insorgenza dei nuovi casi  dipende soprattutto dalla durata della patologia e dalla sua incidenza  Prevalenza Durata minore Durata maggiore Prolungamento vita Elevata letalità senza guarigione Diminuzione dei Aumento incidenza casi Immigrazione dei casi Immigrazione Emigrazione di Diminuita persone sane Aumentata persone sane Emigrazione casi da: Miglioramento da: Immigrazione di suscettibili guarigione Miglioramento diagnosi Prevalenza Incidenza Incidenza  considera il numero di nuovi eventi in una popolazione in un determinato periodo di tempo  mentre la prevalenza descrive la proporzione di individui di una popolazione affetti da una malattia in uno specifico momento, l'incidenza descrive la velocità di spostamento dallo stato di salute allo stato di malattia Incidenza Incidenza cumulativa  indica la probabilità contrarre la malattia in un definito intervallo di tempo  proporzione di individui inizialmente sani che si ammalano nel periodo di osservazione  popolazione in osservazione è quella priva di malattia  popolazione deve essere fissa Incidenza Densità di incidenza  se la popolazione non solo può perdere soggetti ma anche acquistarne durante il periodo di studio, allora stimare il rischio individuale può essere inutile  in questi casi è più appropriata una misura che descriva il cambiamento dello stato di salute della popolazione, complessivamente considerata (relativamente alla numerosità della popolazione e al periodo di osservazione)  la densità di Incidenza, quindi, misura la concentrazione di nuovi casi di malattia in uno spazio le cui dimensioni sono popolazione a rischio e tempo Incidenza  Incidenza e prevalenza Incidenza P = I x Durata Prevalenza Morti Guarigioni  Esempi 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 t1 t2 CI t1-2 = 2/8 P t1 = 2/10 P t2 = 3/10  Esempi 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 0 2 4 6 8 10  Esempio Caso Evento Esposizione 1 Sì 1 2 Sì 7 3 No 10 4 Già presente a T0 / 5 Sì 4 6 Sì 4 7 Sì 1 8 No 10 9 No 10 10 Sì 5 6/52 = 0,12 anno Per riassumere Incidenza Densità di Prevalenza cumulativa incidenza Tutti i casi presenti al Numeratore momento della rilevazione Nuovi casi insorti Nuovi casi insorti Somma dei periodi di tempo Denominatore Tutti i soggetti presenti Numero i soggetti suscettibili di esposizione al rischio Per ciascun esposto la Tempo Puntuale o periodale Durata del periodo permanenza a rischio Modalità di Trasversale Follow up Follow up misurazione Probabilità di avere la Velocità con cui insorgono i Significato malattia in quel momento Rischio di sviluppare malattia casi in un dato periodo Tasso può eccedere anche Dimensione Proporzione (0-1) Proporzione (0-1) l’unità Studi epidemiologici Tipologia Caratteristica Tipo Descrittivi (Popolazione - Ecologici correlazione) Trasversali Analitici (Prevalenza) Osservazionali Caso controllo (retrospettivo) (Analitici) Longitudinali Di coorte (prospettico) Trial clinici randomizzati Sperimentali Trial sul campo Trial di comunità Studi osservazionali Ecologico: analizza i dati aggregati sulla popolazione e sulla distribuzione dei fattori di rischio:  unità analizzata: popolazioni o gruppi di individui  dati generalmente già presenti Vantaggi Svantaggi Basso costo Dati individuali non disponibili Dati già disponibili Mancanza ipotesi specifiche Standardizzazione non sempre Semplice efficaci Standardizzazione Studi osservazionali Trasversali: misurano la prevalenza su un campione  mirato su obiettivi specifici  componente temporale non presente Vantaggi Svantaggi Non per malattie di breve Basso costo durata e poco frequenti Impossibilità di distinguere Rapido sequenzialità temporale Semplice Standardizzazione Studi osservazionali Longitudinali  Di coorte  Caso-controllo  Coorte Tempo Malattia Esposte Non malattia Popolazione Senza malattia Malattia Non esposte Non malattia Direzione dell’indagine Studi osservazionali Coorte  esposti al fattore di rischio vengono seguiti nel tempo per valutare gli effetti Vantaggi Svantaggi Uniformità delle osservazioni Costi Possibilità di utilizzare le misure di Necessità di follow-up associazione Sequenza temporale Alto campionamento Misure di associazione Le misure di associazione si applicano alla relazione esistente tra un fenomeno (esito clinico, malattia, morte) e l’esposizione ad un particolare fattore causale di malattia o a un trattamento La tabella 2 x 2 M+ M- Totale E+ a b a+b E- c d c+d a+c b+d Misure di associazione Rischio assoluto  Focalizzando l’attenzione sul fattore di rischio, il più semplice dato ricavabile è l’incidenza cumulativa della malattia tra gli esposti al fattore, ossia la proporzione di soggetti che durante il periodo di osservazione sviluppa la malattia  IE+ = 𝑎/(𝑎 + 𝑏) Misure di associazione Rischio relativo  Il rapporto tra incidenza negli esposti e incidenza nei non esposti allo stesso fattore di rischio  Rappresenta l’eccedenza di rischio degli esposti rispetto ai non esposti 𝑎/(𝑎+𝑏) 𝐼𝐸+  RR = = 𝑐/ (𝑐+𝑑) 𝐼𝐸− Misure di associazione Rischio Relativo  Costituisce una misura della forza dell’associazione tra fattore di rischio e malattia e dovrebbe risultare pari a 1 se il fattore non ha influenza nello sviluppo della malattia  Tanto più elevato quanto più l’esposizione è associata alla malattia  Se il RR ha un valore inferiore a 1, il fattore considerato esplica un’azione protettiva nei confronti dell’insorgenza della malattia Misure di associazione Rischi attribuibile  Quantità di rischio supplementare (eccesso di rischio) attribuibile al fattore di rischio considerato, ossia la quota di malati tra gli esposti che eviterebbero la malattia se fosse completamente rimosso il fattore di rischio.  È dato dalla differenza tra incidenza negli esposti (IE+) e incidenza nei non esposti (IE-)  RA = 𝐼𝐸+ − 𝐼𝐸− Misure di associazione Rischio attribuibile negli esposti (RAE)  Rappresenta la proporzione di malattia in una popolazione esposta che può essere evitata rimuovendo il fattore di rischio.  È dato dalla differenza tra incidenza negli esposti (IE+) e incidenza nei non esposti (IE-) diviso l’incidenza negli esposti (𝐼𝐸+ − 𝐼𝐸− )  RAE = 𝐼𝐸+ Misure di associazione Rischio attribuibile di popolazione (RAP)  Quota di casi rispetto all’intera popolazione che non si ammalerebbe se venisse rimosso il fattore di rischio considerato  È dato dal prodotto di RA e prevalenza del fattore di rischio nella popolazione (P)  Può essere espresso anche come differenza tra incidenza nella popolazione (Itot) e incidenza nella popolazione non a rischio (IE-)  RAP = 𝑅𝐴 ∗ 𝑃 = 𝐼𝑡𝑜𝑡 − 𝐼𝐸− Misure di associazione Frazione di rischio attribuibile di popolazione (FE)  Proporzione totale di malati nella popolazione dovuta al fattore di rischio.  Il rapporto tra RAP e incidenza totale nella popolazione (Itot)  Valuta la proporzione di malattia che viene attribuita a una certa esposizione e che potrebbe venire rimossa se l’esposizione venisse completamente evitata 𝑅𝐴𝑃 (𝐼𝑡𝑜𝑡 − 𝐼𝐸− )  FE = = 𝐼𝑡𝑜𝑡 𝐼𝑡𝑜𝑡  Esempio  1.000 persone  seguite per 5 anni  200 casi di malattia  ? Incidenza cumulativa 20% si è valutata la popolazione per un determinato fattore di rischio  140 M+ per 400 E+  ? Incidenza cumulativa 35%  60 M+ per 600 E-  ? Incidenza cumulativa 10% Esempio 𝐼𝐸+ RR 0,35 / 0,10 = 3,5 𝐼𝐸− RA 𝐼𝐸+ − 𝐼𝐸− 0,35 - 0,10 = 0,25 (𝐼𝐸+ − 𝐼𝐸− ) RAE 0,25 / 0,35 = 0,714 𝐼𝐸+ 𝐼𝑡𝑜𝑡 − 𝐼𝐸− 0,20 - 0,10 = 0,10 RAP 𝑅𝐴 ∗ 𝑃 0,25 * 0,40 = 0,10 (𝐼𝑡𝑜𝑡 − 𝐼𝐸− ) FE 0,10 / 0,20 = 0,5 𝐼𝑡𝑜𝑡 Caso controllo Tempo Esposti Casi: con malattia Non esposti Popolazione Esposti Controlli: senza malattia Non esposti Direzione dell’indagine Studi osservazionali Caso controllo:  selezione di casi e di controlli per valutare esposizione a fattori di rischio Vantaggi Svantaggi Valutabile associazione solo con odds Semplicità di esecuzione ratio Utile nell’identificare fattori causali o facilitanti Utile nelle condizioni rare ODDS ratio  Il Rischio Relativo può essere calcolato correttamente soltanto negli studi longitudinali (di coorte), dove si valuta nel tempo l’insorgenza della condizione morbosa  Dagli studi retrospettivi (caso-controllo), a differenza degli studi di coorte, non è possibile desumere stime dell’incidenza della malattia considerata dal momento che non sono note le dimensioni della popolazione degli esposti a rischio di ammalare né il numero complessivo dei casi comparsi in un dato arco di tempo  Il numero di soggetti presente nel gruppo di casi è una proporzione sconosciuta dell’insieme di tutti i casi e ugualmente sconosciuta è la proporzione di esposti reclutati nello studio ODDS ratio  Non disponendo delle misure di incidenza della malattia tra gli esposti e i non esposti non è possibile quindi nemmeno, mediante il loro rapporto, stimare il rischio relativo associato alla esposizione.  È possibile, però, da uno studio retrospettivo, calcolare una buona stima del rapporto tra le incidenze, conosciuta come odds ratio (OR)  Negli studi caso-controllo l’analisi non parte da esposti e non esposti bensì da malati e non malati (casi e controlli) per i quali si valuterà la presenza o meno dell'esposizione al fattore di rischio La tabella 2 x 2 M+ M- Totale E+ a b a+b E- c d c+d a+c b+d ODDS ratio 𝑎Τ𝑎+𝑏  Odds + = 𝑏 Τ𝑎+𝑏 𝑐 Τ𝑐+𝑑  Odds - = 𝑑 Τ𝑐+𝑑 𝑎Τ𝑏 𝑎∗𝑑  OR = = 𝑐 Τ𝑑 𝑏∗𝑐  OR > 1 la probabilità che si verifichi l’evento misurato tra gli esposti è superiore a quella dei non esposti  OR = 1 non vi è differenza tra esposti e non esposti  OR < 1 il fattore studiato risulta «protettivo» Studi sperimentali Sperimentazioni cliniche (trial clinici randomizzati):  Utilizzata per valutare l’applicazione di nuovi interventi  Soggetti arruolati vengono divisi in gruppi e quindi vengono valutati gli impatti Sperimentazioni sul campo:  Coinvolge individui sani potenzialmente a rischio che vengono sottoposti a trattamenti preventivi (es. vaccinazioni) Sperimentazioni su comunità:  Coinvolge comunità sane che sono sottoposte a interventi preventivi senza coinvolgimento diretto (es. fluorazione acque potabili) Studi sperimentali Popolazione in studio Trial clinico randomizzato Selezione in base a criteri di inclusione predefiniti Eleggibili Partecipanti Randomizzazione Gruppo Gruppo trattamento controllo Studi sperimentali  Studio in cieco:  Paziente non sa se prende farmaco o placebo  Sperimentatore lo sa  Studio in doppio cieco:  Paziente non sa se prende farmaco o placebo  Sperimentatore non sa se somministra placebo o farmaco  Studio in triplo cieco:  Paziente non sa se prende farmaco o placebo  Sperimentatore non sa se somministra placebo o farmaco  Chi analizza i dati non sa quale dei due gruppi ha il placebo o il farmaco Esercizio Studio (caso controllo) che riporta i seguenti risultati:  Casi di insorgenza carcinoma mammario: 422  Fattore di rischio (assunzione pillola): Esposti: 326 Non esposti: 96  Casi senza sviluppo di malattia: 527  Fattore di rischio (assunzione pillola): Esposti: 371 Non esposti: 156 Esercizio  Come posso valutare l’impatto del fattore di rischio? M+ M- E+ 326 371 OR: (326*156)/(371*96) = 1.42 E- 96 156 422 527