ارتباط و علیت ( association & causation )

& Associationارتباط و علیت )Causation)

مطالعات توصيفي به مشخص شدن مشكل يك بيماري در •

جامعه كمك مي كنند و با ربط دادن بيماري به یک یا چند عامل

5 عوامل ميزبان، عامل بيماري زا و محيط(، به تنظيم )مثًال

فرضيات عليتي كمك مي كنند.

مطالعات تحليلي و تجربي، فرضيه اي را كه از مطالعات •

توصيفي به دست آمده است آزمون كرده و ارتباط بين عامل

فصل دوم کتاب پارک ج اول159تا149منبع: ص مورد نظر و بيماري تحت مطالعه را اثبات يا رد مي كنند.

& Associationارتباط و علیت )Causation)

تعريف ارتباط: همراهي قوي دو متغير )مثًال� •بیماری و عامل مورد نظر( به اندازه اي كه

نتوان آن را فقط به شانس نسبت داد. به عبارت ديگر وقتي مي گوئيم كه دو متغیر •

با هم در ارتباط هستند كه بيش از آنچه از شانس انتظار مي رود، با هم اتفاق بيفتند.

ا:• ام?ارتباط ضرورتا� رابطه عليتي را نشان نمي

دهد.

.اپيدميولوژيست ها عًالقه مند به مشخص كردن »علت« هستند

نشان دهنده »درجه« (:correlationهمبستگي )•ارتباط بين دو خصوصيت یا متغیر)از جنس کم]ی(

است. + تغيير مي كند. 1- تا 1ضريب همبستگي از •+ به اين معني است كه دو متغير 1ضريب همبستگي •

ارتباط خطي كامل )و مستقیم( دارند. - به معنای چیست؟1ضريب همبستگي • نکته: نمي توان همبستگي را براي توجيه عليت به •

كار برد همبستگي، علیت )خطر( را اندازه گيري نمي كند. •ممكن است گفته شود عليت همبستگي را نشان مي •

دهد، اما نمي توان گفت همبستگي عليت را نشان مي دهد.

»درجه« ارتباط بين دو خصوصيت یا •متغیر)از جنس کیفی( را با چه نشان می

دهند؟( از مطالعه مورد OR- با نسبت شانس )

( از مطالعه RRشاهدی یا با خطر نسبی )کوهورت

•RR یا OR:از صفر تا بینهایت تغيير مي كند بین صفر تا یک: ارتباط معکوس بین دو متغیر –

)بیماری و عامل مورد نظر یا مواجهه و پیامد( وجود دارد.

بیش از یک: ارتباط مستقیم بین دو متغیر –)بیماری و عامل مورد نظر یا مواجهه و پیامد(

وجود دارد.

ارتباط را مي توان تحت سه عنوان كلي گروه بندي كرد:

( Spurious associationالف- ارتباط كاذب )•

ب- ارتباط غير مستقيم•ج- ارتباط مستقيم )عليتي(:•

- ارتباط علیتی تک به تک- ارتباط چند عاملی

ارتباط كاذب

گاهي اوقات ارتباط به دست آمده بين يك •بيماري و عامل مورد نظر در یک مطالعه

ممكن است واقعي نباشد. مثال: مطالعه اي در انگلستان كه بر روي •

تولد در 11156 تولد در خانه و 5174بيمارستان صورت گرفته بود:

نشان داد ميزانهاي مرگ و مير پري ناتال در و در بيمارستان 4/5زايمان هاي خانگي

تولد بوده است.1000 در هر 8/27

در این مطالعه مرگ و مير پري ناتال در زايمانهاي بيمارستاني بیشتر مي •

باشد!

چنين نتايجي كاذب يا ساختگي است زيرا به طور معمول بيمارستان به خاطر •

وجود تجهيزات و متخصصان بيشتر، زناني را جذب مي كند كه در معرض خطر

باالتري قرار دارند در حالي كه در زايمانهاي خانگي چنين چيزي نيست.

بيشتر بودن ميزان مرگ و مير پري ناتال در بيمارستان فقط به همين دليل •

است و نه به اين علت كه مراقبتها در بيمارستان بدتر مي باشد.

عوامل ديگري نيز ممكن است دخيل باشند مثل متفاوت بودن سن، تعداد حاملگي –

ها، کیفیت مراقبت هاي دوران بارداري، شرايط درون منزل، سًالمت عمومي و ...

بين دو گروه تحت بررسي )زایمان در منزل و بیمارستان(

ارتباط کاذب به خاطر طراحی غلط مطالعه یا وجود تورش در مطالعه رخ می دهد

ارتباط غير مستقيمبسياري از ارتباطات كه در ابتدا عليتي محسوب مي •

شوند با مطالعات بعدي معلوم مي شود كه ارتباط غير مستقيم بوده اند.

يك ارتباط غير مستقيم، ارتباط آماري بين دو متغير •)عامل مورد نظر و بيماري یا همان مواجهه و پیامد(

وجود يك عامل ديگر ايجاد شده است كه به علت است.

ه باشد ته يا ناشناخت ممكن است شناخ سوماين عامل• مشترك است. عامل مورد نظر و بيماري نولي بي

اين فاكتور سوم )يعني همان عامل مشترك( به • Confoundingعنوان متغير »مخدوش كننده« )

Variableنيز شناخته مي شود )

از آنجائي كه اين عامل مخدوش کننده بين •عامل مورد نظر و بيماري مشترك است

ارتباط به دست آمده بين آن دو را به طور كامل يا تا حدودي توجیه مي کند.

چنين متغيرهاي مخدوش كننده اي )مثل •سن، جنس يا طبقه اجتماعي( به صورت

بالقوه يا بالفعل در همه مطالعات وداده ها وجود دارند و يك مانع سر سخت در برابر

ارزيابي ارتباطها مي باشد.

مثال ارتباط غیر مستقیم: ارتباط شکر و بيماري عروق

كرونر قلب•Yodkin وRoddy دريافتند در كساني كه

سكته قلبي كرده بودند مصرف شكر بيشتر از ديگران بوده است.

مطالعه آنها بر اساس اطًالعات به دست آمده •از طريق يك پرسش نامه دربارة عادات

غذائي گروه شاهد و مورد بود. آنها فرضيه جالبي را مطرح كردند مبني بر اينكه كساني كه مقدار زيادي قند مصرف مي كنند نسبت

به كساني كه مصرف كمتري دارند بسيار بيشتر دچار حمًالت قلبي مي شوند

بعد از آن مطالعاتي انجام شد تا ارتباط بين مصرف شكر و •ديگر متغيرها مثل كشيدن سيگار، كه ممكن بود يكي از علل بيماري هاي عروق كرونر قلب باشد، آزمون شود.

•Bennt و ديگران نشان دادند كه سيگاري قهار بودن باافزايش نوشيدن روزانه نوشيدني هاي داغ و افزايش مقدار

مصرف شكر ارتباط دارد. استنتاج آن ها اين بود كه اين كشيدن سيگار و نه مصرف •

قند است كه با بيماريهاي عروق كرونر قلب همراه است. در مطالعه آنان هيچ مدركي دال بر روند رو به افزايش •

بيماري عروق كرونر قلب به علت مصرف زياد شكر يافت نشد.

5 مطالعات تجربي بر روي حيوانات ثابت كرد كه • نهايتامصرف زياد شکر باعث بيماري تصلب شرائين در حيوانات

نمي شود.

مثال دیگر ارتباط غیر مستقیم: ارتباط ارتفاع از سطح دریا و

گواتر

گواتر بیشتر در ارتفاعات دیده می شود:•عامل اصلی، ارتفاع نیست بلکه کمبود ید •

است که البته هم با ارتفاع مرتبط است و هم عامل گواتر است:

کمبود ید عامل مشترک بین ارتفاع و گواتر •است

گاهي اوقات دانسته ها در مورد ارتباط غير مستقيم •مي تواند در جهت كاهش خطر بيماري كمك كند.

قبل از كشف باكتري ويبريوكلرا، ارتباط بین بیماری •وبا و محل آبگیری از رودخانه دیده شده بود.

حذف بعضي منابع آب رساني خاص به كاهش چشم •گير موارد جديد بيماري منجر شد، چنين ارتباطهای غير مستقيمي، بايد دنبال شود چرا كه احتمال دارد

كليدهاي سبب شناسي بيماري را پيدا كنند.

ارتباط مستقيم )علیتی( ارتباط عليتي تك به تك:• از نظر عليتي با هم مرتبط دانسته (A, Bوقتي دو متغير )•

مي شوند، كه تغيير در يكي موجب تغيير در ديگري شود. اگر اين اتفاق نيفتد ارتباط، عليتي نخواهد بود.چنين چيزي •

به عنوان ارتباط عليتي »تك به تك« خوانده مي شود. وجود داشته باشد، A بر اساس اين مدل وقتي عامل •

نتيجه مي شود و بر عكس، وقتي بيماري وجود Bبيماري داشته باشد، عامل مسبب آن نيز بايد وجود داشته باشد.

سرخك يكي از آن بيماريهائي است كه چنين ارتباطي در •آن وجود دارد

مفهوم ارتباط عليتي تك به تك باال، اساس فرضيه كخ •بود. طرفداران نظرية ميكروبي بيماريها اصرار داشتند

- ضروري براي ايجاد بيماري 2- الزم و 1كه علت بايد باشد تا بتوان آن را به عنوان عامل بيماري محسوب

كرد.به عبارت ديگر، هر جا بيماري رخ دهد، عامل يا علت •

آن بايد حضور داشته باشد. اگر چه فرضيه كخ از نظر تئوري درست به نظر مي •

رسد مفهوم »الزم و كافي بودن« با بسياري از بيماريها، جور در نمی آید.

5 در مورد سل، باسيل سل ممکن است در برخی • مثًالبيماران قابل يافت شدن نباشد، اما اين موضوع اين حقيقت را نفي نمي كند كه باسيل سل علت بيماري

سل مي باشد.

ارتباط عليتي تك به تك:

5 صدق نمی • كافي بودن« علت نيز در همه موارد لزوما

کند. در بيماري سل عًالوه بر باسيل سل، مستعد بودن

ميزبان نيز براي ايجاد بيماري الزم است.

یک عامل می تواند چندین پیامد ایجاد کند:•

استرپتوکوک

یک پیامد می تواند در اثر چندین عامل باشد:•

ارتباط عليتي تك به تك:

فارنژیتمخملکبادسرخ

سیگارآزبست

سرطان ریه

به طور خًالصه ارتباط عليتي تك به تك اگر چه برای سبب •

شناسي مناسب به نظر مي رسد، اما نمي تواند برای تمام

بیماریها و وقایع مرتبط با سًالمت، کارائی داشته باشد.

ارتباط مستقيم )علیتی( ارتباط چند عاملی:•برخی بيماريها يا شرايط غير واگيري مثل •

بيماري عروق كرونر قلب به چند عامل سیگاربستگي دارند.

پرفشاری خونچربی خون

استرس

بیماری عروق کرونر

عوامل عليتي متعدد به صورت تجمعي سبب •بروز بيماري مي شوند. اين مدل، مدل درستي

براي اكثر بيماريهاست. ممكن است هر كدام از اين عوامل مختف به •

صورت مستقل عمل كنند، اما وقتي شخصي با دو عامل يا بيشتر مواجه مي شود ممكن است

( به وجود آيد:synergisticاثر تقويت كننده اي ) سیگار •

سرطان ریهآزبستوز •

سرطان ریه

سیگار + آزبستوز سرطان •ریه

Analytical Epidemiology

Evaluates whether or not there exists an association between the exposure and the outcome of interest, and estimate the size

of such association (if it exists).

Associations Vs. Causation

• Epidemiological research is aimed to uncovering the causes of disease.

• Epidemiology is studying the association between a potential component cause (risk factor) and a specific disease.

• How do we go about determining whether a given association is causal?

1. Strength of the association2. Consistency3. Specificity4. Temporality5. Biological gradient6. Plausibility7. Coherence8. Experiment9. Analogy

Causal "guidelines" suggested by Sir AB Hill (1965)

Sir Austin Bradford Hill(1897-1991)

برای Bradford Hillمعيارهاي قضاوت در مورد عليتی بودن ارتباط آماری به دست آمده

بین دو متغیر )عامل و بیماری یا مواجهه و پیامد(

Association در یک causalityمعیارهای فوق برای تأیید به دست آمده بین دو متغیر )بیماری و relationshipیا

عامل( به کار می روند.

براي قضاوت يا ارزيابي رابطه از نظر عليتي، •همه معيارهاي باال بايد استفاده شوند

و هيچ يك از آنها به تنهائي كافي نيستند و هيچ •كدام به تنهايي شرط الزم براي استنباط وجود

رابطه عليتي از رابطه هاي آماري نيستند. اما هر يك از آنها بر مقدار شواهد مي افزايند •

و همه با هم، در بيان احتمال عليتي بودن رابطه سهيم هستند.

Causation slide # 25

1 .Strength of the association

• The larger the association, the more likely the exposure is causing the disease.

Example: Relative risk of lung cancer in smokers vs. non-smokers = 9; Relative risk of lung cancer in heavy vs. non-smokers = 20


1 .Strength of the association (cont’d)

• Strong associations are more likely to be causal because they are unlikely to be due entirely to bias and confounding.

• Weak associations may be causal but it is harder to rule out bias and confounding.


2. Consistency

• The association is observed repeatedly in different persons, places, times, and circumstances.

• Replicating the association in different samples, with different study designs, and different investigators gives evidence of causation.

(Consistency) پايداري ارتباط

وقتي است که ارتباط دو متغیر )عامل-بیماری( در •مطالعات مختلف و با روشهاي مختلف )مورد شاهد-

کوهورت-...( به طورمشابه به دست آید.نتايج حاصل از فقط يك مطالعه به ندرت براي اثبات •

ارتباط »عليتي« كفايت مي كند. اگر پايداري وجود نداشته باشد، وجود عليت زیر سؤال •

مي رود. مطالعه مختلف، ارتباط بین سیگار و سرطان ریه را 59•

نشان داده اند.


2 .Consistency (cont’d)

Example: Smoking has been associated with lung cancer in at least 29 retrospective and 7 prospective studies.

Note: Sometimes there are good reasons why study results differ. For example, one study may have looked at low level exposures while another looked at high level exposures.


3 .Specificity

• A single exposure should cause a single disease.

• This is a hold-over from the concepts of causation that were developed for infectious diseases. There are many exceptions to this.


3. Specificity (cont’d)

Example: Smoking is associated with lung cancer as well as many other diseases. In addition, lung cancer results from smoking as well as other exposures.

• When present, specificity does provide evidence of causality, but its absence does not preclude causation.

اختصاصي بودن ارتباط

مفهوم اختصاصي بودن، بيان كننده يك ارتباط »تك به •تك« بين عامل بيماري زا و پيامد مي باشد.

بيشتر بحثهاي مربوط به سيگار كشيدن و در گذشته •سرطان ريه حول محور اختصاصي نبودن ارتباط دور مي

زد. يعني سيگار كشيدن نه تنها سبب سرطان ريه مي شود •

بلكه بيماريهاي مختلف ديگري را از جمله بيماري عروق كرونر قلب، برونشيت، آمفيزم، سرطان دهانه رحم و

غيره سبب مي شود. همين موضوع، براي سالها به عنوان بحثي بر عليه رابطه عليتي سيگار و سرطان ريه، مطرح

. بود

درست است كه سيگار كشيدن با بسياري از بيماريها در • ارتباطارتباط است و همين موضوع بازتاب اختصاصي نبودن

است، اما اين بحث نمي تواند چندان قوي باشد كه عليت را د:رد كن

چرا كه اثبات اختصاصي بودن، نه تنها در بيماريهاي مزمن •:زیرا بسيار مشكل است. نیز حادیبيماري ها برخی بلكه در

ايجاد كند.ی. يك علت يا عامل، مي تواند بيش از يك بيمار1 •. بيشتر بيماريها به علت عوامل متعددي ايجاد مي شوند 2 •

كه براي آنها نمي توان ارتباط تك به تك را نشان داد.ارتباط سیگار و سرطان ریه:بودن ناختصاصي توجیه •

مجموعه اي از مواد مضر مثل نيكوتين، منوكسيد كربن، سیگار دود– كه مي توانند به صورت افزاينده و ... می باشدبنزپيرن، مواد ذره اي

(additive( يا تقويت كننده )synergistic):عمل كنند این اجزاء مختلف دود سیگار مسئول بروز بیماریهای مختلف –

)سرطان ریه، آمفیزم و ... ( هستند.عوامل ديگري غير از سيگار كشيدن هستند كه خطر سرطان ريه را باال مي –

برد مثل مواجهات شغلي با كروماتها، آزبستوز، نيكل، اورانيوم و مواجهه با آلودگي هوا.

خًالصه آنكه اختصاصي بودن ارتباط، عليتی بودن آن را تأیید مي كند .ولي نبود آن، عليت را رد نمي كند

Specificity of Outcome

Specificity of Exposure


4 .Temporality

• The causal factor must precede the disease in time.

• This is the only one of Hill's criteria that everyone agrees with.

• Temporality

– Exposure must precede outcome

Exposure Outcome Time

The only criteria that is inarguable

تقدم زمانی رابطه (Temporality)

آیا عامل مورد نظر قبل از بیماری وجود داشته است؟•در یک رابطه علیتی باید عامل )مواجهه( از نظر زمانی تقدم •

بر شروع بیماری )پیامد( داشته باشدتا بتواند زمان الزم برای دوره کمون یا پنهانی ییماری را •

توجیه کند.تقدم زمانی ضرورت اساسی مفهوم علیت است.•در برخی بیماریهای حاد مثل اسهالهای ناشی از غذا یا آب •

آلوده، کشف تقدم زمانی راحت است.ولی در بسیاری از بیماریهای مزمن به علت آغاز پنهانی و •

عدم آگاهی درباره جزئیات دوره کمون به دشواری می توان سلسله زمانی بین بیماری و عامل مورد نظر را به دست

آورد.تقدم زمانی در کدام نوع از مطالعات تحلیلی مشاهده ای •

قابل بررسی است؟آیا در مطالعات مورد شاهد و مطالعات مقطعی نیز تقدم •

زمانی به دست می آیند؟


4 .Temporality (cont’d)

• Prospective studies do a good job establishing the correct temporal relationship between an exposure and a disease.

Example: A prospective cohort study of smokers and non-smokers starts with the two groups when they are healthy and follows them to determine the occurrence of subsequent lung cancer.

Time-order )temporality, directionality(

Time order


5 .Biological Gradient

• A “dose-response” relationship between exposure and disease. Persons who have increasingly higher exposure levels have increasingly higher risks of disease.

Example: Lung cancer death rates rise with the number of cigarettes smoked.

• Some exposures might not have a "dose-response" effect but rather a "threshold effect" below which these are no adverse outcomes.

Bradford Hill Criteria

• Biologic Gradient– Dose response relationship between exposure and outcome

6.8) 4.3-10.7(40 +per day

4.4) 2.8-6.9(20-40 per day

2.6) 1.7-4.0(1-20 per day

1.1) 0.7-1.6(Ex-smoker

1.0None

Lung CancerSmoking Status

Some true causal associations show a single jump )threshold( rather than a monotonic trend ) e.g DES and cervical carcinoma(

Dose-response relationship )I(

Dose-response relationship )II(


6/7 .Plausibility / Coherence

• Biological or social model exists to explain the association. Association does not conflict with current knowledge of natural history and biology of disease.

Example: Cigarettes contain many carcinogenic substances.

منطقي بودن از نظر زيست (Plausibilityشناختي )

اگر وجود ارتباط، از نظر زيست شناختي معتبر شناخته شود يعني ارتباط •

موجود با دانش فعلي ما از پاسخ سلولها، اعضاء، بافت ها و سيستم هاي

بدن به محرك، توافق داشته باشد، رابطه عليتي تأييد مي گردد.

ارتباط بين غذا و سرطان روده كوچك یا بزرگ منطقی است•

اما ارتباط بين غذا و سرطان پوست هيچ منطق زيست شناختي ندارد و •

اين موضوع را بيان مي كند كه قوت ارتباط به تنهائي عليت را نشان نمي

دهد.

غفلت از اين معیار ممكن است موجبات بروز اشتباه در نتیجه گبری از •

مطالعات همبستگي شود.

البته نبايد این معيار را با تعصب به كار برد. يعني به صرف منطقي نبودن •

از نظر زيست شناختي نبايد فورا� علیتی بودن ارتباط يك عامل و پيامد

حاصل از آن را رد كرد، چرا كه ممكن است اين موضوع فقط به علت

محدوديت دانش فعلي بشر باشد


6/7 .Plausibility / Coherence

• Many epidemiologic studies have identified cause-effect relationships before biological mechanisms were identified. For example, the carcinogenic substances in cigarette smoke were discovered after the initial epidemiologic studies linking smoking to cancer.

(Coherenceپيوستگي ارتباط )

پيوستگي ارتباط بین دو متغیر )عامل-بیماری( با •حقايق شناخته شده اي كه مرتبط با موضوع هستند.

براي مثال شواهد تاريخي افزايش مصرف تنباكو به •شكل سيگار و افزايش سرطان ريه پيوستگي دارند.

اختًالف ميزانهاي مرگ ناشي از سرطان ريه در •مردان و زنان نيز، با فزايش اخير مصرف سيگار در زنان پيوستگي دارد. ميزان مرگ در ابتدا در مردان 5 با سرعت باال رفت و در حال حاضر، در زنان، نسبتا

بيشتري در حال افزايش است

Biological Coherence )I(

Biological Coherence )II(


8 .Experiment

• Investigator-initiated intervention that modifies the exposure through prevention, treatment, or removal should result in less disease.

Example: Smoking cessation programs result in lower lung cancer rates.

• Provides strong evidence for causation, but most epidemiologic studies are observational.


9 .Analogy

• Has a similar relationship been observed with another exposure and/ or disease?

Example: Effects of Thalidomide and Rubella on the fetus provide analogy for effects of similar substances on the fetus.

معیار زیر 3 معیار برادفورد هیل، 9امروزه از •حذف شده اند:

–Analogy–Coherence–Specificity

سؤال تحقیقی:•دالیل حذف معیارهای فوق چه بوده است؟ )با ذکر –

رفرنس(

Rt hepatic duct

Lt hepatic duct

Common hepatic ductLarge gall stone

Cystic duct CBD

Liver of the Nature

منبع:

ميتوانيد براي مرور مطالب به نشاني الكترونيك زير مراجعه

.فرمائيدwww.kaums.ac.ir دانشكده

پزشكي

گروههای آموزشی

گروه پزشکی اسًالیدهای اجتماعی

آموزشیاپیدمیولوژی

بالینی

ارتباط و علیت ( association & causation )

Documents