Sectie 7: Analytische Epidemiologie

Zoals eerder opgemerkt, kan de beschrijvende epidemiologie patronen vaststellen onder gevallen en in populaties naar tijd, plaats en persoon. Op basis van deze waarnemingen ontwikkelen epidemiologen hypothesen over de oorzaken van deze patronen en over de factoren die het ziekterisico vergroten. Met andere woorden, epidemiologen kunnen de beschrijvende epidemiologie gebruiken om hypothesen te genereren, maar slechts zelden om die hypothesen te toetsen. Daarvoor moeten epidemiologen een beroep doen op analytische epidemiologie.

Het belangrijkste kenmerk van analytische epidemiologie is een vergelijkingsgroep. Neem een grote uitbraak van hepatitis A die in 2003 plaatsvond in Pennsylvania.(38) Onderzoekers ontdekten dat bijna alle patiënten met de ziektegevallen in een bepaald restaurant hadden gegeten in de 2-6 weken (d.w.z. de typische incubatietijd voor hepatitis A) voordat de ziekte begon. Hoewel de onderzoekers hun hypotheses konden beperken tot het restaurant en zij de voedselbereiders en serveersters als bron konden uitsluiten, wisten zij niet welk specifiek voedsel besmet kon zijn. De onderzoekers vroegen de casepatiënten welk voedsel zij in het restaurant hadden gegeten, maar dat gaf alleen aan welk voedsel populair was. Daarom hebben de onderzoekers ook een vergelijkings- of controlegroep ondervraagd – een groep personen die in dezelfde periode in het restaurant hadden gegeten maar niet ziek waren geworden. Van de 133 items op het menu van het restaurant was het opvallendste verschil tussen de casus- en controlegroep het aandeel dat salsa at (94% van de casus-patiënten at, vergeleken met 39% van de controlegroep). Nader onderzoek van de ingrediënten van de salsa wees uit dat groene uien de bron van de infectie waren. Kort daarna gaf de Food and Drug Administration een advies aan het publiek over groene uien en het risico van hepatitis A. Deze actie was een directe reactie op de overtuigende resultaten van de analytische epidemiologie, die de blootstellingsgeschiedenis van de casepatiënten vergeleek met die van een geschikte vergelijkingsgroep.

Het identificeren van factoren die met ziekte in verband worden gebracht, helpt gezondheidsfunctionarissen om hun preventie- en bestrijdingsactiviteiten op de volksgezondheid af te stemmen. Het vormt ook een leidraad voor aanvullend onderzoek naar de oorzaken van ziekten.

Daarom houdt de analytische epidemiologie zich bezig met het zoeken naar oorzaken en gevolgen, of het waarom en het hoe. Epidemiologen gebruiken analytische epidemiologie om het verband tussen blootstellingen en uitkomsten te kwantificeren en om hypothesen over causale verbanden te toetsen. Er is wel gezegd dat epidemiologie op zichzelf nooit kan bewijzen dat een bepaalde blootstelling een bepaald resultaat heeft veroorzaakt. Vaak levert epidemiologie echter voldoende bewijs op om passende controle- en preventiemaatregelen te nemen.

Epidemiologische studies vallen in twee categorieën uiteen: experimentele en observationele.

Experimentele studies

In een experimentele studie bepaalt de onderzoeker via een gecontroleerd proces de blootstelling voor elk individu (klinische trial) of gemeenschap (community trial), en volgt vervolgens de individuen of gemeenschappen in de loop van de tijd om de effecten van de blootstelling op te sporen. Bij een klinische proef met een nieuw vaccin kan de onderzoeker bijvoorbeeld een aantal deelnemers willekeurig het nieuwe vaccin geven, terwijl anderen een placebo krijgen toegediend. De onderzoeker volgt vervolgens alle deelnemers, observeert wie de ziekte krijgt die het nieuwe vaccin moet voorkomen, en vergelijkt de twee groepen (nieuw vaccin versus placebo) om te zien of de vaccingroep minder ziektegevallen heeft. Evenzo hebben onderzoekers in een proef ter voorkoming van diabetes bij personen met een hoog risico de deelnemers willekeurig ingedeeld in een van de volgende drie groepen: placebo, een geneesmiddel tegen diabetes of een leefstijlinterventie. Aan het eind van de follow-up-periode vonden de onderzoekers de laagste incidentie van diabetes in de leefstijlinterventiegroep, de op een na laagste in de anti-diabetesmedicijngroep, en de hoogste in de placebogroep.(39)

Observationele studies

In een observationele studie observeert de epidemioloog eenvoudigweg de blootstelling en de ziektestatus van elke studiedeelnemer. De studies van John Snow naar cholera in Londen waren observationele studies. De twee meest voorkomende typen observationele studies zijn cohortstudies en case-controlstudies; een derde type is cross-sectionele studies.

Cohortstudie. Een cohortstudie is qua concept vergelijkbaar met een experimentele studie. In een cohortstudie registreert de epidemioloog of elke deelnemer aan de studie al dan niet is blootgesteld, en volgt hij vervolgens de deelnemers om te zien of zij de ziekte van belang ontwikkelen. Er zij op gewezen dat dit verschilt van een experimenteel onderzoek omdat bij een cohortstudie de onderzoeker de blootstellingsstatus van de deelnemers observeert in plaats van deze te bepalen. Na verloop van tijd vergelijkt de onderzoeker het ziektecijfer in de blootgestelde groep met het ziektecijfer in de niet-blootgestelde groep. De niet-blootgestelde groep dient als vergelijkingsgroep en geeft een schatting van de basislijn of de verwachte hoeveelheid ziektegevallen in de gemeenschap. Als het ziektecijfer in de blootgestelde groep wezenlijk verschilt van dat in de niet-blootgestelde groep, wordt gezegd dat de blootstelling verband houdt met ziekte.

De duur van de follow-up varieert aanzienlijk. In een poging snel te reageren op een volksgezondheidsprobleem zoals een uitbraak, voeren volksgezondheidsdiensten doorgaans relatief korte studies uit. Onderzoeks- en academische organisaties daarentegen voeren eerder studies uit naar kanker, hart- en vaatziekten en andere chronische ziekten, die jaren en zelfs decennia kunnen duren. De Framingham-studie is een bekende cohortstudie die sinds het begin van de jaren vijftig meer dan 5.000 inwoners van Framingham, Massachusetts, heeft gevolgd om de percentages en risicofactoren voor hartziekten vast te stellen.(7) De Nurses Health Study en de Nurses Health Study II zijn cohortstudies die respectievelijk in 1976 en 1989 zijn opgezet en die elk meer dan 100.000 verpleegsters hebben gevolgd en nuttige informatie hebben opgeleverd over orale voorbehoedsmiddelen, voeding en risicofactoren in verband met de levensstijl.(40) Deze studies worden soms follow-up- of prospectieve cohortstudies genoemd, omdat de deelnemers bij het begin van de studie worden ingeschreven en vervolgens in de loop van de tijd prospectief worden gevolgd om het vóórkomen van de uitkomsten van belang vast te stellen.

Een alternatief type cohortstudie is een retrospectieve cohortstudie. Bij dit type studie hebben zowel de blootstelling als de uitkomsten zich reeds voorgedaan. Net als bij een prospectieve cohortstudie berekent en vergelijkt de onderzoeker de ziektepercentages in de blootgestelde en niet-blootgestelde groepen. Retrospectieve cohortstudies worden vaak gebruikt bij onderzoek naar ziekte bij groepen gemakkelijk te identificeren mensen, zoals werknemers van een bepaalde fabriek of bezoekers van een bruiloft. Zo werd een retrospectief cohortonderzoek gebruikt om de infectiebron van cyclosporiasis vast te stellen, een parasitaire ziekte die in 2004 een uitbraak veroorzaakte onder leden van een woonvoorziening in Pennsylvania.(41) Het onderzoek wees uit dat de consumptie van peultjes de oorzaak was van de cyclosporiasis-uitbraak.

Case-controlonderzoek. In een case-control studie beginnen onderzoekers met het inschrijven van een groep mensen met een ziekte (bij CDC worden dergelijke personen case-patiënten genoemd in plaats van gevallen, omdat case verwijst naar het optreden van de ziekte, niet naar een persoon). Als vergelijkingsgroep neemt de onderzoeker vervolgens een groep mensen zonder ziekte (controles) op. De onderzoekers vergelijken dan de vroegere blootstellingen tussen de twee groepen. De controlegroep geeft een schatting van de basislijn of de verwachte hoeveelheid blootstelling in die populatie. Als de hoeveelheid blootstelling in de groep met het geval aanzienlijk hoger is dan de hoeveelheid die men op grond van de controlegroep zou verwachten, dan wordt gezegd dat de ziekte in verband wordt gebracht met die blootstelling. De hierboven beschreven studie naar hepatitis A als gevolg van groene uien is een voorbeeld van een case-controlstudie. Bij een case-control-studie gaat het erom een geschikte controlegroep te vinden, die in de meeste opzichten vergelijkbaar is met de case-groep, zodat een redelijke schatting van de basislijn of de verwachte blootstelling kan worden gemaakt.

Cross-sectionele studie. Bij dit derde type observationele studie wordt een steekproef van personen uit een populatie onderzocht en worden hun blootstellingen en gezondheidsuitkomsten gelijktijdig gemeten. Bij het transversale onderzoek wordt meestal de aanwezigheid (prevalentie) van het gezondheidsresultaat op dat moment beoordeeld, zonder rekening te houden met de duur. In een transversaal onderzoek naar diabetes bijvoorbeeld, kunnen sommige diabetespatiënten al vele jaren met hun diabetes leven, terwijl anderen pas onlangs zijn gediagnosticeerd.

Uit analytisch oogpunt is een transversaal onderzoek zwakker dan een cohort- of een case-controlonderzoek, omdat een transversaal onderzoek gewoonlijk risicofactoren voor het optreden van de ziekte (incidentie) niet kan ontkoppelen van risicofactoren voor het overleven met de ziekte. (Incidentie en prevalentie worden meer in detail besproken in Les 3.) Anderzijds is een transversaal onderzoek een perfect instrument voor beschrijvende epidemiologische doeleinden. Dwarsdoorsnede-onderzoeken worden routinematig gebruikt om de prevalentie in een gemeenschap van gezondheidsgedrag (prevalentie van roken), gezondheidstoestanden (prevalentie van vaccinatie tegen mazelen), en gezondheidsuitkomsten, met name chronische aandoeningen (hypertensie, diabetes) te documenteren.

Samenvattend is het doel van een analytisch onderzoek in de epidemiologie het identificeren en kwantificeren van de relatie tussen een blootstelling en een gezondheidsuitkomst. Het kenmerk van een dergelijk onderzoek is de aanwezigheid van ten minste twee groepen, waarvan er een als vergelijkingsgroep fungeert. Bij een experimentele studie bepaalt de onderzoeker de blootstelling van de proefpersonen; bij een observationele studie worden de proefpersonen blootgesteld onder meer natuurlijke omstandigheden. In een observationeel cohortonderzoek worden de proefpersonen ingeschreven of gegroepeerd op basis van hun blootstelling en vervolgens gevolgd om het optreden van ziekten te documenteren. Uit de verschillen in ziektecijfers tussen de blootgestelde en niet-blootgestelde groepen kunnen de onderzoekers concluderen dat er een verband bestaat tussen blootstelling en ziekte. In een observationele case-controlstudie worden de proefpersonen ingeschreven op basis van het feit of zij de ziekte al dan niet hebben, en vervolgens ondervraagd of getest om hun vroegere blootstelling te bepalen. Uit de verschillen in blootstelling tussen de casus- en controlegroep kan worden geconcludeerd dat er een verband is tussen de blootstelling en de ziekte. Cross-sectionele studies meten tegelijkertijd de blootstelling en de ziektestatus, en zijn beter geschikt voor beschrijvende epidemiologie dan voor causaliteit.