Ekologický omyl vrací úder | Journal of Epidemiology & Community Health

Když jsem poprvé začal studovat epidemiologii, byly ekologické studie stručně diskutovány jako levná, ale nespolehlivá metoda studia rizikových faktorů onemocnění na individuální úrovni. Například místo toho, abyste vynaložili čas a náklady na vytvoření kohortové studie nebo studie případů a kontrol o příjmu tuků a rakovině prsu, mohli jste jednoduše použít národní údaje o stravě a výskytu rakoviny a s minimem času a nákladů prokázat silnou mezinárodní korelaci mezi příjmem tuků a rakovinou prsu. Tento přístup byl zcela oprávněně považován za nedostatečný a nespolehlivý kvůli mnoha dalším formám zkreslení, které se mohou v takových studiích vyskytnout ve srovnání se studiemi jednotlivců v rámci populace. Zejména může dojít k „ekologickému omylu“, kdy faktory, které jsou spojeny s výskytem onemocnění na národní úrovni, nemusí být spojeny s onemocněním u jednotlivců.1 Například téměř každé onemocnění, které je spojeno s bohatstvím a westernizací, bylo v minulosti na národní úrovni spojeno s prodejem televizorů a v současnosti je pravděpodobně na národní úrovni spojeno s mírou používání internetu.

Také ekologické studie nebyly dobrou věcí a byly reliktem „předmoderní“ fáze epidemiologie předtím, než se v ní pevně usadilo metodologické paradigma založené na teorii randomizovaných kontrolovaných studií na jednotlivcích. Toto paradigma, které je při vhodném použití velmi silné, dalo vzniknout stále sofistikovanějším metodám plánování studií a analýzy dat. Zejména biostatistické metody, které byly vyvinuty pro randomizované studie zahrnující expozici na úrovni jednoho jedince, byly použity k přeformulování a zpřísnění dříve ad hoc epidemiologických metod plánování studií a analýzy dat.23 Kurzy epidemiologie se tak stále více omezovaly na probírání kohortových studií a studií případů a kontrol a metod analýzy dat, které odpovídají paradigmatu klinických studií, z něhož vycházejí. O filozofii vědy (s výjimkou některých velmi zjednodušených popperovských verzí) nebo o tom, jak se vytvářejí teorie a hypotézy, se obvykle diskutuje jen málo nebo vůbec. Studenti epidemiologie pak absolvují a odcházejí do „reálného světa“ testovat hypotézy, které lze těmito metodami zkoumat a na které lze získat finanční prostředky.

Nyní se studie na populační úrovni vracejí do hry, a to ze dvou důležitých důvodů.

Za prvé se stále více uznává, že i při studiu rizikových faktorů na individuální úrovni hrají studie na populační úrovni zásadní roli při definování nejdůležitějších problémů veřejného zdraví, které je třeba řešit, a při vytváření hypotéz o jejich možných příčinách. Mnoho důležitých rizikových faktorů onemocnění na individuální úrovni se v rámci populace jednoduše neliší natolik, aby bylo možné identifikovat nebo studovat jejich účinky.4 Ještě důležitější je, že takové studie jsou klíčovou součástí nepřetržitého cyklu vytváření a testování teorií a hypotéz.5 Historicky byla klíčovou oblastí, v níž epidemiologové dokázali „přidat hodnotu“, právě tato populační orientace, ačkoli na tuto lekci mnozí moderní epidemiologové zapomněli. Například mnoho nedávných objevů o příčinách vzniku rakoviny (včetně dietních faktorů a rakoviny tlustého střeva, hepatitidy B a rakoviny jater, aflatoxinů a rakoviny jater, lidského papiloma viru a rakoviny děložního čípku) má svůj přímý či nepřímý původ v systematických mezinárodních srovnáních výskytu rakoviny prováděných v 50. a 60. letech 20. století.6 Z nich vyplynuly hypotézy týkající se možných příčin mezinárodních vzorců, které byly podrobněji zkoumány v dalších studiích. V některých případech byly tyto hypotézy v souladu s tehdejšími biologickými poznatky, ale v jiných případech byly nové a zarážející a možná by nebyly navrženy ani dále zkoumány, kdyby nebyly provedeny analýzy na úrovni populace. V poslední době bylo vynaloženo obrovské množství finančních prostředků na studium „známých“ příčin astmatu v bohatých zemích (například znečištění ovzduší, expozice alergenům) a teprve nyní standardizované studie odhalují velké mezinárodní rozdíly v prevalenci astmatu, které nejsou vysvětlitelné těmito „zavedenými“ rizikovými faktory, jako je znečištění ovzduší,7 ale jsou více v souladu s nedávnými teoriemi o ochranné roli některých dětských infekcí v etiologii astmatu.8

Druhým důvodem, proč se ekologické studie vracejí, je skutečnost, že se stále více uznává, že některé rizikové faktory onemocnění skutečně působí na úrovni populace.9-11 V některých případech mohou přímo způsobovat onemocnění, ale možná častěji mohou způsobovat onemocnění jako modifikátory účinku nebo determinanty expozice rizikovým faktorům na individuální úrovni.12 Například být chudý v bohaté zemi nebo čtvrti může být horší než mít stejnou úroveň příjmu v chudé zemi nebo čtvrti, a to kvůli problémům sociálního vyloučení a nedostatečného přístupu ke službám a zdrojům.13 To může působit prostřednictvím relativně přímých mechanismů, ale může také zahrnovat aspekty individuálního životního stylu, které jsou částečně určeny sociálním kontextem. Například rozhodnutí pokračovat v získávání dočasné úlevy a potěšení prostřednictvím kouření tabáku může být pro někoho, kdo přežívá z týdne na týden v obtížných podmínkách, zcela racionální.

Nezohlednění významu populačního kontextu jako modifikátoru účinku a determinantu expozice na individuální úrovni by se dalo označit jako „individualistický omyl „14 , kdy jsou ignorovány hlavní populační determinanty zdraví a nepřiměřená pozornost je zaměřena na individuální charakteristiky. V této situaci lze sice platně odhadnout souvislosti mezi těmito individuálními charakteristikami a zdravím, ale jejich význam ve vztahu k jiným potenciálním intervencím a význam kontextu těchto intervencí může být ignorován. Například ve většině zemí světa bude jakákoli studie na individuální úrovni identifikovat určité individuální charakteristiky (včetně genetických faktorů), které se jeví jako nejdůležitější determinanty zdraví. Nedávné události ve východní Evropě však ukázaly, že tyto individuální charakteristiky působí v silném populačním kontextu, který může být mnohem silnějším determinantem onemocnění na úrovni populace.15 Ignorování tohoto kontextu a snaha studovat homogenní populace může vést k chybnému závěru, že individuální charakteristiky jsou hlavními determinantami onemocnění a jsou nejdůležitější pro intervenci, stejně jako studium populací s homogenním životním stylem může vést k chybnému závěru, že hlavními determinantami onemocnění jsou jiné faktory.4

Tyto úvahy vedly v posledních letech k oživení studií na populační úrovni a ke zvýšenému zájmu o statistické metody víceúrovňové analýzy. Ty mají značné přednosti, protože umožňují odhadnout účinky na úrovni populace (ekologické) a zároveň zahrnují i účinky na úrovni jednotlivce,16 čímž se vyhýbají jak ekologickému omylu, tak individualistickému omylu. Ačkoli se však hodně diskutuje o statistické analýze takových studií, poměrně málo se diskutuje o dalších metodologických otázkách spojených se studiem skutečných ekologických účinků. Článek Blakelyho a Woodwarda v tomto čísle časopisu je proto velmi aktuálním a cenným příspěvkem. Zejména upozorňují na své obavy, že „aplikace víceúrovňových statistických metod možná prudce předběhla teoretický rámec, v němž by bylo možné provádět smysluplné a robustní analýzy“, a že „jakmile výzkumníci překonají počáteční nadšení z aplikace ‚kouzla‘ víceúrovňových statistických metod na data, bude se stále více a nezbytněji věnovat teorii, designu studie a zdrojům chyb“. Stejně jako naučit se používat Mantelovu-Haenszelovu metodu nebo standardní logistickou regresi je jen malou částí učení se být epidemiologem, naučit se provádět víceúrovňovou logistickou regresi je jen malou částí učení se být víceúrovňovým epidemiologem. V obou případech jsou biostatistické metody pouze jednou částí souboru epidemiologických nástrojů, který zahrnuje metody vhodného designu studie, včetně zamezení, minimalizace nebo posouzení možných zkreslení. Ještě důležitější je, že v obou případech znalost vhodných metod designu studie a analýzy dat nenahrazuje znalost toho, jak vybrat nejvhodnější hypotézu ke studiu.

Jak se tedy mohou epidemiologové naučit myslet víceúrovňově? Jak mohou zajistit, aby byly pro studium vytvořeny ty nejlepší hypotézy a aby k jejich testování byla následně použita „vhodná technologie“ (ať už na individuální nebo populační úrovni)? Jak se mohou studenti epidemiologie naučit takové metody tak, aby je mohli vhodně používat, a ne aby nechali naučené metody definovat a omezovat otázky, které si následně kladou? Existují dva principy z klinické výuky a praxe, které mohou být v tomto ohledu obzvláště důležité.

Za prvé, na lékařských fakultách po celém světě se stále více uplatňuje problémový přístup k výuce klinické medicíny. Hodnota tohoto přístupu spočívá v tom, že teorie a metody jsou vyučovány v kontextu řešení reálných problémů. Tím jsou metody zasazeny do kontextu a pomáhají zajistit, aby byly vybrány vhodné metody odpovídající danému problému, a nikoli aby problém odpovídal metodám. Možná, že výuka epidemiologie založené na řešení problémů pomůže obnovit vazbu na veřejné zdraví a na reálný svět, v němž většina problémů veřejného zdraví zahrnuje různé úrovně příčin nemocí. Studium skutečných problémů veřejného zdraví v jejich historickém a sociálním kontextu nevylučuje výuku sofistikovaných metod designu studií a analýzy dat (ve skutečnosti ji vyžaduje), ale může pomoci zajistit, aby byly kladeny vhodné otázky a k jejich zodpovězení pak byla použita „vhodná technologie“.

Druhé, rozhodnutí o tom, co je „vhodná technologie“, by mělo být založeno na důkazech. To je méně zřejmé, než se zdá, protože mnoho epidemiologických metod není založeno na důkazech. Například současná vlna nadšení pro „molekulární epidemiologii“ vedla k širokému používání biomarkerů expozice, i když existuje jen velmi málo důkazů o jejich platnosti. Potřeba epidemiologie založené na důkazech se týká také obecné „výzkumné strategie“, kterou epidemiologové používají, i konkrétních výzkumných metod, které používají, protože existují dobré historické důkazy o hodnotě populačního přístupu.5

V některých případech používání těchto nových metod epidemiologii zkomplikuje. Na to poněkud hanlivě upozorňují Poole a Rothman17 , kteří zřejmě ztotožňují kritiky „moderní epidemiologie“ s těmi, kteří by dali přednost návratu k „jednodušším“ ad hoc metodám minulosti. Nejde však o to, že by používání sofistikovaných statistických metod bylo samo o sobě žádoucí nebo nežádoucí. Jde spíše o to, že bychom měli odpovídat na nejdůležitější vědecké otázky a otázky veřejného zdraví a k jejich zodpovězení bychom měli používat „vhodné technologie“. V některých případech populační přístup přinese hypotézy, které lze zkoumat pomocí jednoduchých kohortových studií nebo studií případů a kontrol a analyzovat je pomocí jednoduchých tabulek 2 × 2 nebo odpovídajících vícerozměrných metod Poissonovy nebo logistické regrese. V jiných případech mohou být zapotřebí zcela odlišné metody plánování studií a analýzy dat.11

V každém případě bude epidemiologie i nadále zahrnovat zdravou spolupráci mezi epidemiology a biostatistiky (stejně jako biology, sociálními vědci a dalšími), ale jsou to epidemiologové, kteří mají hlavní odpovědnost za identifikaci a rozvoj nejdůležitějších výzkumných otázek na úrovni populace, které pak mohou být zkoumány pomocí vhodných biostatistických metod. Článek Blakelyho a Woodwarda je v tomto ohledu důležitým příspěvkem, neboť nás upozorňuje na nebezpečí prostého přidání víceúrovňového modelování do našeho analytického souboru nástrojů a nastoluje důležité otázky rozvoje teorie, designu studie a hodnocení zkreslení, které je třeba zohlednit ve víceúrovňových studiích, stejně jako se v současnosti zohledňují (nebo by se měly zohledňovat) ve studiích na individuální úrovni.