БИОМЕДИЦИНСКИЙ ЖУРНАЛ МЕДЛАЙН.РУ
Содержание журнала

Архив

Редакция
Учредители

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки
Институт теоретической и экспериментальной биофизики
Российской академии наук


ООО "ИЦ КОМКОН"

Адрес редакции и реквизиты

199406, Санкт-Петербург, ул.Гаванская, д. 49, корп.2

ISSN 1999-6314


Том: 4
Статья: 119
Страницы: 188-284
Опубликована в журнале: Март 2003 г.


Основы токсикологии
С. А. Куценко
Санкт-Петербург, 2002 г.


РАЗДЕЛ 3. ТОКСИКОМЕТРИЯ



ГЛАВА 3.2.

Эпидемиологические методы исследования в токсикологии



В ряде случаев, очевидно, что причина того или иного заболевания - действие химического вещества. Например, отек легких после действия хлора или фосгена, развитие судорожного синдрома вследствие воздействия фосфорорганического вещества, угнетение кроветворения как итог контакта с ипритом и т.д. Однако нередко трудно доказать наличие причинно-следственной связи между действием токсиканта и развитием конкретной патологии у человека. Огромное число симптомов и синдромов заболеваний неспецифично, и их возникновение возможно в результате пример инфекционных, факторов. Это является причиной неопределенности суждений как в случае выявления заболеваний (связаны ли они с воздействием токсикантов?), так и в случае оценки возможных последствий воздействия токсикантов (выявляются ли неблагоприятные для здоровья эффекты?). Затруднения часто возникают также, когда недуг развивается в результате длительного действия вещества в малых дозах, а проявлению патологического процесса предшествует длительный скрытый период (канцерогенез). Задачи подобного свойства усложняются еще и тем, что реакция людей на токсикант в определенной дозе колеблется в очень широких пределах: от практически не диагностируемых субклинических эффектов, до отчетливо выраженных заболеваний.

доказательства значения химического вещества, как этиологического фактора, в токсикологии используют ряд методических приемов:

- экспериментальное изучение зависимости "структура-активность";

- полномасштабные исследования на лабораторных животных токсичности, механизма действия, особенностей повреждения отдельных органов и систем, канцерогенной, мутагенной, тератогенной активности;

- краткосрочные скрининговые исследования для уточнения отдельных сторон токсического действия;

- глубокий анализ случаев острых и хронических интоксикаций в условиях клиники;

- компьютерное моделирование;

- эпидемиологические исследования популяций людей, подвергающихся действию токсикантов.

Ни один из указанных приемов не лишен недостатков. Поэтому конечное решение вырабатывается с учетом данных, получаемых всеми методами. В последние годы, как весьма продуктивный, зарекомендовал себя метод эпидемиологических исследований.

Эпидемиологические исследования в токсикологии основываются на выявлении различий в состоянии здоровья отдельных людей и популяций, находящихся в условиях воздействия химических соединений, в сравнении с контрольными группами. Подобные исследования строятся на наблюдениях над естественно складывающимися событиями. Поэтому основное различие между экспериментом и эпидемиологическим анализом состоит в том, каким образом формируется база анализируемых данных. В ходе экспериментального исследования сам экспериментатор активно создает группу объектов будущего анализа, воздействуя на организм оцениваемым фактором в требуемых условиях. В ходе эпидемиологических исследований воздействие изучаемого фактора никак не регулируется исследователем. Под его контролем находятся только этапы выбора из генеральной совокупности репрезентативных групп обследуемых и подбор адекватных методов анализа полученной информации.

По указанной причине эпидемиологический анализ позволяет сформировать гипотезы, выявить важные тенденции, но не даёт исчерпывающих доказательств наличия причинно-следственных связей между воздействием и наблюдаемым эффектом, и в этом его ограниченность. Тем не менее в медицинской науке этот метод играет все возрастающую роль. По всей видимости, при изучении влияния факторов среды на здоровье людей, эпидемиологический анализ может оказаться единственно полезным методом, поскольку эксперимент на людях не возможен. Но в этой связи совершенно недопустимы скоропалительные выводы по итогам исследований, а ответственность исследователей перед обществом весьма велика.

Принципиально возможны два типа ошибок в ходе эпидемиологических исследований. Ошибка первого типа: ложно позитивный результат - декларация наличия причинно-следственной связи между оцениваемым фактором и эффектом там, где её реально нет; ошибка второго типа: ложно отрицательный результат - декларация отсутствия связи при её реальном наличии.

Любое эпидемиологическое исследование включает следующие этапы:

- уяснения задачи предстоящей работы;

- выбор замысла исследования;

- сбор фактического материала;

- выбор математического аппарата анализа баз данных;

- обработка данных;

- анализ полученных результатов;

- формулировка выводов и предложений.

1. Основные категории и типы эпидемиологических исследований

Можно выделить три категории эпидемиологических исследований:

- описательные;

- аналитические (этиологические);

- интервенционные.

Описательные исследования представляют собой регистрацию распространенности того или иного заболевания или эффекта среди обследуемой популяции. Величина показателя исследуется в зависимости от возраста, пола, расовой и социальной принадлежности, характера профессиональной деятельности, привычек и т.д. В ходе этой работы формулируются новые гипотезы об особенностях действия токсикантов, идентифицируются новые факторы риска для здоровья человека.

Аналитические исследования направлены на определение причинно-следственных связей между неким воздействием ("вредностью") и нарушениями здоровья, анализ ответных реакций организма и популяции на комбинированные воздействия. Задачи могут быть решены лишь при соблюдении определенных правил: верный учет временной составляющей (сначала воздействие, затем эффект), тщательный контроль сопутствующих воздействий, максимально возможное устранение косвенных влияний, соответствие получаемых результатов теориям, описывающим действие рассматриваемых факторов на биологический объект.

Интервенционные исследования также преследуют цель установления причинно-следственных связей, однако в данном случае исследователь оценивает результаты своего активного вмешательства в изучаемое явление (последствия оздоровительных мероприятий, эффективность системы контроля качества среды и т.д.).

Эпидемиологические исследования в токсикологии проводятся в рамках текущего наблюдения, санитарно-эпидемиологического надзора, целевого программного исследования.

Текущим наблюдением называется систематическая оценка одного или нескольких параметров окружающей среды либо показателей здоровья. Такой вид работы выполняют, в частности, учреждения гидрометеорологической службы, онкологические диспансеры, другие организации, получающие информацию о качестве окружающей среды, заболеваемости населения.

Санитарно-эпидемиологический надзор предполагает постоянное сопоставление данных текущего наблюдения за качеством окружающей среды и текущего наблюдения за здоровьем. На основании данных такого комбинированного наблюдения могут выдвигаться гипотезы о причинной связи между параметрами окружающей среды и состоянием здоровья.

Целевое программное исследование - это частное или всеобъемлющее эпидемиологическое исследование, относящееся к одной из описанных выше категорий, направленное на решение конкретной задачи, как правило, по оценке влияния некоего фактора на здоровье определенной группы лиц.

По способу организации схемы выполнения также можно выделить несколько основных типов эпидемиологических исследований:

- регистрации серии событий;

- исследование типа "случай-контроль" - связанный с экспозицией риск вычисляется путем сравнения группы заболевших ("случаев") и группы здоровых лиц ("контролей") по показателю экспонированности их токсикантом;

- когортное исследование - оценивается риск заболевания среди экспонированных токсикантом лиц в сравнении с контрольной группой;

- корреляционные исследования - выявляются пространственные, временные, профессиональные, алиментарные или другие связи заболеваемости (распространенности) и экспозиции токсикантом.

По временной направленности плана изучения связи заболеваний и воздействий можно выделить:

- ретроспективные исследования - осуществляются по результатам регистрации заболеваний и экспонированности лиц за какой-то отрезок времени в прошлом;

- "поперечные" исследования на основе оценки текущей распространенности заболевания (или заболеваемости) и воздействия фактора;

- проспективные исследования, предусматривающие определенный план регистрации заболеваний и экспозиции людей в будущем в течение заданного периода времени с последующим анализом данных.

Любое эпидемиологическое исследование только выигрывает, если ему сопутствует (или предшествует) классический токсикологический эксперимент на лабораторных животных. Часто именно экспериментальные исследования, в которых обнаруживается тот или иной неблагоприятный эффект от действия токсиканта, побуждают к проведению эпидемиологического анализа. Однако возможна и противоположная ситуация.

2. Основные показатели, привлекаемые для организации эпидемиологических исследований

2.1 Классификация показателей

Можно выделить четыре группы показателей, используемых в эпидемиологическом исследовании:

- показатели состояния обследуемой популяции (группы);

- характеристики исследуемого фактора (строение токсиканта, концентрация в окружающей среде или биосредах, продолжительность воздействия, колебания интенсивности воздействия во времени и т.д.);

- показатели, характеризующие другие факторы, модулирующие действие основного (вредные привычки: курение, прием лекарств, отношение к алкоголю и т.д., производственные условия, характер работы, место жительства и т.д.);

- "запутывающие" факторы (социальная принадлежность, пол, возраст, раса и др.). Влияние "запутывающих" факторов можно исключить, путем составления программы исследования, в которой предусмотрено равномерное распределение этих факторов в сравниваемых группах, использования соответствующих статистических методик. Важно представлять, что "запутывающий" фактор в одном исследовании может являться основным в другом.

Получаемые и анализируемые данные, в зависимости от условий, могут представляться: а) в альтернативной (категорийной) форме (типа "да - нет"); б) в виде шкалы непрерывных количественных показателей (концентрация токсиканта в среде, величина артериального давления у обследуемых); в) в форме порядковых показателей (уровень воздействия: - отсутствует - низкий - средний - высокий).

2.1.1. Показатели состояния обследуемой популяции

Основными исходными данными для эпидемиологического исследования являются заболеваемость и распространенность анализируемого эффекта (токсического процесса).

Заболеваемость в популяции является показателем риска развития заболевания. Она определяется числом новых случаев заболеваний (появление эффекта) в популяции, выявленных в течение определенного периода времени. Например - число случаев смерти (смертность) от новообразований на 1000 человек, занятых определенным видом деятельности, в возрасте от 45 до 54 лет за год (плотность случаев смертности). Иногда эту величину называют скоростью охвата популяции.

Распространенность анализируемого эффекта характеризует долю лиц с интересующим исследователя признаком (заболеванием) в определенной группе или выборочной совокупности лиц без учета того, когда признак (заболевание) у них появился. Например - количество лиц с сердечно-сосудистыми заболеваниями среди рабочих фабрики. Распространенность эффекта определяется не только заболеваемостью, но и продолжительностью болезни. Этот показатель ничего не говорит исследователю о потенциальном значении исследуемого фактора, как причины заболевания, до тех пор, пока не будут представлены данные о распространённости заболевания в аналогичной группе лиц, отличающихся тем, что на них изучаемый фактор не действовал (или не действует в момент исследования). Допустив известное упрощение (постоянство скорости развития заболевания в популяции; выживание заболевшего в течение длительного времени), можно постулировать, что распространенность эффекта прямо пропорциональна заболеваемости.

В эпидемиологических исследованиях часто используют производные характеристики заболеваемости и распространенности, позволяющие сравнивать получаемые результаты. Это относительный риск (коэффициент риска), атрибутивный риск, стандартизованная заболеваемость.

Относительный риск (ОР) - это отношение распространенности эффекта в группе лиц, контактировавших с "вредным" фактором, к распространенности в группе, не имевших такого контакта:

ОР = (БП/П)/(БНП/НП)

БП - число случаев заболевания среди подвергающихся воздействию фактора;

П - общее число обследованных лиц подвергающихся воздействию;

БНП - число случаев заболевания среди неподвергающихся воздействию фактора;

НП - общее число обследованных лиц неподвергающихся воздействию.



Величины (БП/П) и (БНП/НП) называют абсолютным риском заболевания. Поскольку показатели абсолютного риска в разных обследуемых группах чрезвычайно изменчивы, для верификации получаемых результатов необходимо иметь статистические характеристики их достоверности. Часто она осуществляется с помощью критерия hi2 для четырехпольной таблицы с одной степенью свободы:

hi2 = (|ad-bc|-N/2)2 N/[(a+b)(c+d)(a+c)(b+d)],

где a и b - соответственно число заболевших и не заболевших в изучаемой группе, c и d - то же в контрольной группе, N - сумма a+b+c+d.

Если hi2 превышает критическое значение на выбранном уровне значимости (hi20,05 = 3,84; hi20,01 = 6,63), то ОР признается значимым. При малых N (меньше 30 - 70), для оценки значимости различий, можно использовать иные методы оценки. В тех случаях, когда в силу естественного разброса данных доверительные интервалы велики, а величина относительного риска приближается к 1, сделать определенный вывод об усилении (уменьшении) риска для здоровья действующего фактора по результатам обследования не представляется возможным.

Атрибутивный риск (АР). Эту характеристику полезно использовать, когда выявляемый эффект (заболевание) может быть следствием действия не только изучаемого, но и иных факторов. В этом случае определяются: абсолютный риск заболевания в группе лиц, контактировавших с комплексом факторов, в том числе и изучаемым (РФ); абсолютный риск заболевания в группе лиц, контактировавших с аналогичным комплексом факторов, за исключением изучаемого (РО). Атрибутивный риск (АР) рассчитывают по формуле:

АР = (РФ - РО)/РФ

или, используя величину относительного риска:

АР = (ОР - 1)/ОР

где ОР = РФО. Эта величина показывает, какая часть от общего числа заболеваний в обследуемой группе, обусловлена действием изучаемого фактора.

Стандартизованная заболеваемость (СЗ). Для сравнения результатов различных эпидемиологических исследований необходимо использовать упорядоченные величины. Исходные характеристики, получаемые в ходе обследований, могут быть использованы для сравнений лишь в том случае, если параметры сравниваемых групп, в которых оценивалось воздействие фактора, идентичны. Общим методом, с помощью которого характеристики одной или более групп сравнения упорядочиваются в форму статистических величин, является стандартизация.

СЗ равна числу случаев заболевания, выявленных в обследуемой группе лиц, контактировавших с "вредным" фактором, отнесенному к числу заболеваний, прогнозируемому в группе, с учетом числа обследуемых. Число прогнозируемых случаев заболевания рассчитывается исходя из уровня заболеваемости в контрольной группе населения. Это прогнозируемое число, таким образом, является чисто гипотетической величиной. Так, выявленное при обследовании число случаев смерти от рака мочевыделительных органов, среди 1413 рабочих, контактировавших со стекловолокном (период наблюдения 19 лет) равно 5. Прогнозируемое число случаев (с учетом частоты заболевания в контрольной группе и числа лиц обследованной группы) равно 2,4. Таким образом, стандартизованный показатель смертности в группе работающих со стекловолокном от рака мочевыделительных органов составил 2,077.

3. Замысел эпидемиологического исследования

3.1. Метод регистрации серии событий

Это самый простой, но и наименее эффективный тип эпидемиологического анализа. Он состоит в простой констатации (документально оформленной официальными службами контроля) факта появления в популяции заболевания вслед за воздействием некоего вредного фактора. Этот метод может оказаться полезным лишь в тех случаях, когда изучаемый фактор вызывает эффект, с очень высокой скоростью охвата популяции, либо когда оцениваемый эффект чрезвычайно редко встречается в контрольной популяции, или, наконец, когда хорошо известен механизм действия изучаемого фактора и появление эффекта в обследуемой популяции является ожидаемым событием. Например, центр контроля заболеваемости США смог предупредить врачей Нью-Йорка о появлении среди горожан синдрома приобретенного иммунодефицита, поскольку в городе были зарегистрированы случаи заболеваний, вызванных Pneumocystis carinii, ранее здесь вообще не встречавшиеся.

В тех случаях, когда наблюдаемый эффект является следствием действия нескольких факторов, выводы, построенные только на результатах исследования данным методом, могут быть ошибочными. Поэтому в большинстве случаев констатация факта появления в популяции некоего эффекта используется лишь как повод для формирования гипотезы, которая в дальнейшем проверяется другими методами эпидемиологического анализа.

3.2. Исследование типа "случай-контроль" (болезнь - контроль).

Исследования типа "случай-контроль" позволяют сравнительно надежно определять относительный риск, обусловленный действием вредного фактора. Они применимы при учете как остро протекающих, так и хронических токсических процессов с длительным латентным периодом.

В процессе исследования случайным образом формируются репрезентативные группы лиц, из числа имеющих (случай) и не имеющих (контроль) определенное (интересующее исследователя) заболевание. После этого в каждой из групп выявляют лиц, подвергавшихся (или подвергающихся в момент исследования) воздействию определенного химического агента.

При наличии реальной связи заболевания с действием вредного фактора среди группы "случаев" доля экспонированных лиц (например, принадлежащих к определенной профессиональной группе, или работавших с токсикантом, или питавшихся загрязненной пищей) оказывается выше, чем в контроле, что и оценивается количественно. Для этого по результатам обследования составляется таблица данных (таблица 1) и производятся необходимые вычисления.

Таблица 1. Вариант таблицы представления результатов исследования типа "случай-контроль"



Этиологический фактор (воздействие фактора)



Численность лиц в группах исследования



Всего



В группе лиц с заболеванием ("случаи")



В группе лиц без заболевания ("контроль")



Имеется



A



b



a+b



Отсутствует



c



d



c+d



Всего



a+c



b+d



N = a+b+c+d




Как указывалось ранее, величина относительного риска определяется отношением распространенности заболевания (токсического процесса) в экспонированной фактором группе лиц к распространенности среди не подвергавшихся воздействию. В случае представления результатов по форме предложенной на таблице величина относительного риска определяется по формуле:

ОР = a d / b c




где a,b,c,d - показатели, полученные в результате исследования по методу "случай-контроль" (Таблица 1.1). Если ОР > 1, то можно сделать заключение о наличии положительной корреляции между интересующим этиологическим фактором и конкретным заболеванием (эффектом).

В качестве примера можно привести данные одного из первых эпидемиологических исследований, посвященных оценке зависимости между развитием рака мочевого пузыря и курением сигарет (таблица 2).

Таблица 2. Распределение по признаку курения сигарет пациентами в группах: а) больных раком мочевого пузыря и б) не имеющих заболевания



Этиологический признак



Больные раком мочевого пузыря



Контрольные пациенты



Всего



Курящие сигареты



192



156



348



Некурящие



129



181



310



Всего



321



337



658




Величина относительного риска возникновения рака мочевого пузыря в связи с курением сигарет составляет:

ОР = (192·181)/(129·156) = 1,73

Тот факт, что ОР > 1, свидетельствует о наличии положительной корреляции между фактом развития рака мочевого пузыря и курением.

Проверка статистической значимости вывода осуществляется с помощью критерия hi2 (см. выше). Расчет показывает, что в условиях исследования hi2 = 11,5. Таким образом, найденное значение относительного риска достоверно с вероятностью более 99%, а это означает, что курение является одной из причин рака мочевого пузыря.

Важнейшим этапом исследования типа "случай-контроль" является подбор контрольных и опытных групп. Его проводят таким образом, чтобы максимально учесть действие дополнительных факторов и избежать влияния на результат "запутывающих" факторов. Исследование является, как правило, ретроспективным, причем, по определению, в группу обследованных попадают лишь те, у кого к моменту начала изучения уже развилась диагностируемая форма патологии. В этой связи метод не применим для оценки влияния существующих в реальном масштабе времени факторов окружающей среды на здоровье. Уязвимым местом исследования является процедура сбора информации о характере воздействия изучаемого фактора. Источники такой информации далеко не всегда являются вполне надежными (профессиональные карты, больничные листы и другие подобные документы). Нередко для выявления факта воздействия агента на обследуемого используют метод опроса, что, несомненно, снижает достоверность получаемых результатов. Другим недостатком метода является высокая вероятность недоучета дополнительных факторов, значимых для формирования оцениваемой патологии.

3.3. Метод когортных исследований

Когортное исследование основывается на результатах обследования группы лиц (когорты), находящихся (находившихся) в условиях воздействия некоего фактора, с целью установления частоты случаев развития у них ожидаемой патологии. Таким образом, этот метод применяется с целью выявления последствий для здоровья воздействия фактора, в отношении которого сформирована конкретная гипотеза (например: у лиц, контактирующих с бензолом в производственных условиях возможно развитие заболеваний крови). С целью решения задачи формируются когорты из числа лиц, не контактирующих и контактирующих с фактором (бензолом) в различных условиях, с последующей оценкой эффекта (наличие заболеваний крови). Когортные исследования могут быть как ретроспективными, так и проспективными. И в том и другом случаях в различных когортах определяют количество или уже имеющихся к моменту исследования, или вновь появляющихся, случаев заболевания (состояний) и затем сравнивают их друг с другом.

При формировании когорт важно учитывать, что многие виды патологии имеют длительный скрытый период, поэтому продолжительность проспективного исследования должна быть большой. Так, проспективное когортное исследование для изучения действия диоксина, как причины развития новообразований различной локализации требует наблюдения в течение 20 - 40 лет. Исследования существенно затрудняются мобильностью обследуемых, их переходом с одной работы на другую, изменением места жительства и т.д.

Исходя из сказанного, для решения неотложных задач по установлению причинно-следственных связей между действующим фактором и патологией рекомендуется ретроспективное обследование (конечно, если это возможно). При этом, с целью получения более достоверной информации, из групп анализа исключаются лица, контакт которых с фактором имел место относительно недавно. Проспективные исследования больше подходят для анализа скоротечных последствий острых воздействий.

В известном смысле метод когортных исследований является обратным методу исследований типа "случай-контроль" (таблица 3).

Таблица 3. Различия в подходе к формированию групп в исследованиях типа "случай-контроль" и когортных исследованиях








Исследование типа "случай-контроль" начинается с формирования групп:



Лица с

заболеванием



Лица без заболевания



Когортное исследование начинается с формирования групп:






Лица, не подвергшиеся воздействию



a



b



Лица, подвергшиеся воздействию



c



d




Если заболевание у лиц, подвергшихся воздействию фактора, встречается значимо чаще, чем у лиц контрольной группы, это свидетельствует о наличии причинно-следственной связи между заболеванием и воздействием.

В соответствии с замыслом исследования количественная оценка риска воздействия фактора определяется по формуле:

ОР = [c/(c+d)] / [a/(a+b)]

где a,b,c,d - символы, соответствующие представленным в таблице. Если ОР достоверно больше 1, причинная обусловленность заболевания изучаемым фактором признается доказанной. Оценка достоверности получаемых результатов осуществляется с помощью критерия hi2. Количество лиц, подлежащих обследованию, является решающим фактором, определяющим качество работы, достоверность получаемых результатов. Поэтому размеры когорт должны быть определены исследователем до начала работы, исходя из представлений о распространенности изучаемой патологии в контрольной группе.

Методом когорт можно исследовать множественные изменения в состоянии здоровья, наступающие в результате действия фактора. Например в когорте лиц, контактировавших с этиленоксидом, может быть одновременно изучена частота случаев новообразований, заболеваний органов дыхания, кожи, нарушений репродуктивных функций и т.д.

Когортные исследования позволяют оценить как абсолютный, так и относительный риск, связанный с воздействием изучаемого фактора. Эффективность исследования зависит от частоты проявления эффекта в популяции. Если ожидаемый эффект проявляется единичными случаями на тысячу обследуемых в течение нескольких лет, то исследование превращается в трудно выполнимое.

Ретроспективные исследования во многом опираются на имеющиеся свидетельства воздействия изучаемого фактора и поэтому они должны быть по возможности максимально объективными. Следует обязательно учитывать влияние запутывающих факторов (пол, возраст, расовая и социальная принадлежность, особенности работы, продолжительность трудовой деятельности и т.д.).

Количественная характеристика воздействия вредного фактора на обследуемых является важнейшим элементом кагортного исследования. Поэтому достоверность результатов зависит от надежности и объективности химико-токсикологического мониторинга среды (состояния рабочего места). Иногда дополнительная заболеваемость (распространенность) в больших когортах может и не выявляться, если исследователи полагали, что все лица подверглись реальному воздействию, в то время как лишь часть обследуемых имела биологически значимый контакт с токсикантом.

Для обеспечения сравнимости получаемых результатов при проведении когортных исследований изучаемые патологические состояния следует кодировать в соответствии с принятой международной классификацией болезней. Рекомендуемым показателем выраженности эффекта является стандартизованная заболеваемость (см. выше). В корректно проводимом исследовании стандартизованная заболеваемость в контрольной группе близка к 1,0.

В ходе когортных исследований возможно получение парадоксальных результатов, когда заболеваемость в исследуемой группе ниже, чем в группе сравнения. Это свидетельствует о неправильном формировании контрольной группы.

3.4. Метод "поперечного среза"

Этот метод исследования иногда называют одномоментным, обзорным или выборочным. Он состоит в одновременной регистрации силы воздействия "вредного" фактора и оценке распространенности некоего изменения в состоянии здоровья среди группы лиц, случайным образом выбранных из обследуемой популяции (или всей популяции) и популяции сравнения. Метод может оказаться полезным при изучении причин хронических заболеваний, часто встречающихся в той или иной популяции. Он позволяет установить связь между действием фактора и увеличением частоты случаев заболевания (в сравнении с контролем), однако временные, причинно-следственные связи, а также тенденция развития процесса в данном случае не определяются.

Преимуществом метода является быстрая и полная характеристика возникшей проблемы.

Ограничения метода обусловлены тем, что далеко не всегда регистрируемая патология является следствием действия фактора, определяющегося в момент исследования (болезнь развилась ранее в результате действия другого фактора).

Для обработки результатов может быть привлечена методология когортного анализа или метода "случай-контроль".

В качестве примера приведем результаты расследования случая хронического отравления мышьяком, содержавшимся в питьевой воде, жителей двух деревень Западной Бенгалии. Хронические отравления мышьяком характеризуются гиперкератозом, гиперпигментацией, гепатомегалией и неврологическими нарушениями. В далеко зашедших случаях развиваются рак кожи и гангрена конечностей ("черная стопа"). Некоторые из этих симптомов и были выявлены у жителей. Необходимо было решить, в какой степени симптоматика обусловлена действием As обнаруженного в воде некоторых водоносных скважин.

В процессе исследование провели:

- опрос жителей деревень (вопросы о здоровье, источнике воды, пище, работе);

- клиническое обследование жителей;

- лабораторный анализ проб воды, добытой из разных скважин.

Результаты исследования приведены в таблице 4.

Таблица 4. Результаты поперечного исследования в двух деревнях



Деревня



№ скважины



Концентр. Мышьяка мг/л



Пьют из данной скважины



Гиперпигментация кожи у (чел)



Гепатомегалиея у (чел)



Концентрация мышьяка > 0,05 мг/л



N 1



1



2,0



48



46



46



-"-



2



0,2



8



6



6



-"-



3



0,275



7



6



6



N 2



4



0,2



4



4



4



Всего













67



62



62



Концентрация мышьяка < 0,05 мг/л



N 1



5



0



11



0



0



-"-



6



0,035



8



0



0



-"-



7



0



26



0



3



-"-



8



0,037



16



0



1



N 2



9



0,022



7



0








-"-



10



0



12



0



0



-"-



11



0,031



16



0



1



Всего













96



0



6




Как следует из представленных данных, для лиц, использующих воду из источников с содержанием мышьяка менее 0,05 мг/л, распространенность гипрепигментации и гепатомегалии соответственно составляют 0 - 6 %.

Для источников с концентрацией более 0,05 мг/л распространенность патологии равна 62/67=0,93 (93%) (по источникам 1-4, соответственно, 96%, 75%, 86%, 100%).

Различие между сравниваемыми группами высоко значимо (р<0,001), что указывает на обусловленность симптоматики приемом мышьяка.

Анализ этих же результатов методом "случай-контроль" предполагает формирование таблицы иного вида. Ниже представлена четырехпольная таблица распределения лиц с гепатомегалией ("случай") и без данного признака ("контроль") по градациям концентрации мышьяка в воде (Таблица 5. Анализ результатов поперечного исследования по группам больных и здоровых (подход "случай-контроль").

Таблица 5. Анализ результатов поперечного исследования по группам больных и здоровых (подход "случай-контроль")



Этиологический фактор



Обследованные с гепатомегалией



Обследованные без гепатомегалии



Концентрация мышьяка в воде > 0,05 мг/л



62



5



Концентрация мышьяка в воде <0,05 мг/л



6



90




Относительный риск развития гепатомегалии ОР = (62х90)/(6х5) = 186. Значимость различий очень высокая, р < 0,001. Если в определение случая включить также гиперпигментацию, то ОР стремиться к бесконечности, а значимость различий будет еще выше.

Выводы, полученные с использованием методологии "когортного анализа", совпадают со сделанными выше.

3.5. Другие методы

Кластерные исследования оценивают частоту ожидаемых эффектов в группах лиц, подвергшихся (подвергающихся) воздействию вредного фактора, неформально объединенных каким-либо кластеробразующим показателем: временным, пространственным, семейным (национальным) родством, близостью механизмов развития патологии и т.д. Для анализа результатов прибегают к помощи специального математического аппарата.

Экотоксикологические исследования предполагают анализ функционального состояния не отдельных лиц, а целых групп населения, находящихся в условиях предполагаемого воздействия со стороны экополлютантов. Не редко подобные обследования носят геополитический характер (государство, страна, континент), а в качестве оцениваемого эффекта рассматриваются такие показатели, как рождаемость, смертность, заболеваемость и т.д. Поскольку на результаты подобных исследований влияет огромное количество факторов, их следует рассматривать как основание для формирования гипотез, подлежащих в дальнейшем более глубокому изучению в ином масштабе.

4. Интерпретация результатов (принципы формирования выводов)

В ходе эпидемиологических исследований редко удается выявить абсолютную связь между интересующим фактором и изучаемой патологией. В этой связи разработана концепция "паутины" причин, согласно которой в реальных условиях целый ряд факторов, взаимодействуя между собой, вносит вклад в развитие тех или иных нарушений здоровья. Хотя концепция разработана для объяснения возникновения и распространения среди населения заболеваний, обусловленных длительным действием факторов, многие из её следствия применимы и для острых воздействий.

В настоящее время в токсикологии признано, что степень научной обоснованности вывода о наличии причинно-следственных связей между действием "вредного" фактора и нарушением здоровья определяется:

- достоверностью и выраженностью математических характеристик силы связи между явлениями, полученных в ходе исследования;

- специфичностью выявленной связи;

- воспроизводимостью результатов, получаемых в разных исследованиях;

- временной последовательностью событий (сначала действие, затем эффект);

- биологической возможностью связи между фактом действия вещества и развитием конкретной формы токсического процесса;

- дозовой зависимостью оцениваемого эффекта.

Сила связи. Связь между действием исследуемого фактора и развитием патологии колеблется в широких пределах от очень сильной до слабой. Чем сильнее связь между событиями, тем вероятнее, что оцениваемый фактор действительно является этиологическим. Характеристиками силы связи являются: относительный риск, коэффициент корреляции, результаты регрессионного анализа и т.д. Последние две характеристики количественны по своей природе. В эпидемиологических исследованиях силу связи лучше выражать в величинах относительного риска (см. выше). Определение относительного риска позволяет рассчитать и другие характеристики, в частности, атрибутивный риск (см. выше). Сила связи зависит от ряда факторов. Важнейший из них - число лиц, охваченных обследованием. При обследовании больших групп вероятность получения достоверной информации в целом выше, более надёжными являются характеристики силы связи.

На силу связи влияют особенности действия изучаемого фактора. В ряде случаев характеристика воздействия полностью определяет объективность получаемых результатов. Неправильная характеристика воздействия, недоучет множественного характера действующих факторов на популяцию приводят к появлению ошибок в определении силы изучаемой связи. В ряде случаев особую значимость приобретает корректность характеристики сроков воздействия токсиканта. Так, при изучении последствий контакта с предполагаемыми тератогенами, эмбриотоксикантами очень важно представлять в каком периоде развития плода произошло воздействие, т.к. чувствительность эмбриона к подобным химическим веществам существенно изменяется во времени. Однако далеко не всегда характеристики воздействия могут быть получены в полном объеме.

В этом случае один из методов подтверждения связи между действием токсиканта и развитием патологии состоит в устранении его действия, с последующим изучением характеристик распространенности патологии и заболеваемости и сравнением данных с предсказанными путем расчета атрибутивного риска. Подобные исследования продолжительны и потому требуют тщательного контроля сопутствующих факторов.

Грамотное определение силы связи важно, поскольку в этом случае уменьшается вероятность того, что полученные результаты являются следствием субъективизма и методических погрешностей. Субъективизм, проявляемый на этапах формирования групп, компоновки базы данных, анализа результатов, может иметь такое же влияние на содержание выводов, как и исследуемый фактор.

Специфичность связи. Специфичность связи характеризует отношение между действующим фактором и развивающимся эффектом. Наиболее простая форма: отношение "один к одному". Регистрация такого типа связи означает, что конкретному типу воздействия соответствует появление вполне конкретного эффекта, или действие агента всегда сопровождается развитием определенного токсического процесса. Как правило, в природе такая связь встречается крайне редко. Чаще токсикант специфически вызывает ту или иную форму патологии, но она проявляется и при действии иных факторов на организм. Более того, каждый из известных токсикантов может вызывать целый ряд эффектов (симптомокомплексы) и распознавание его действия связано с необходимостью выявления всех (большинства) этих эффектов. Например, хроническое действие мышьяка сопровождается развитием периферической нейропатии. Однако нейропатии могут быть следствием воздействия и других токсикантов (органических растворителей, ТОКФ и т.д.). С другой стороны, мышьяк помимо нейропатий вызывает и другие эффекты (поражение кожи, почек, печени, легких, системы крови, новообразования).

Важным моментом, определяющим специфичность связи, является правильная диагностика заболеваний, формирующихся в результате действия токсикантов.

Постоянство и воспроизводимость связи. Вероятность истинности суждения о значении изучаемого фактора, как этиологического фактора данного патологического состояния возрастает, если результаты, полученные в ходе выполнения независимых исследований на различных объектах и популяциях, совпадают.

Биологическая возможность связи. Предположение о наличии связи между действием ксенобиотика и развитием патологии формируется в ходе эксперимента, либо наблюдений в условиях клиники за лицами, перенесшими острые и хронические интоксикации. Весьма ценно, если установлен механизм, посредством которого изучаемый фактор может вызывать оцениваемый биологический эффект. Такие данные получают в ходе систематических экспериментальных исследований на лабораторных животных, других биологических объектах. Однако, оценивая результаты, необходимо иметь в виду, что невозможность вызвать в эксперименте на животных патологическое состояние, наблюдаемое у человека, тем не менее не исключает возможность того, что изучаемый токсикант все-таки может стать причиной заболевания людей.

Временная последовательность событий. Порой у исследователя нет четких свидетельств о времени воздействия фактора на обследуемую популяцию, а длительный скрытый период патологического состояния еще более затрудняет его определение. В этих условиях возникает возможность вмешательства дополнительных факторов в процесс формирования патологии. Поэтому необходимо всячески стремиться к получению объективной информации о сроках действия изучаемого фактора.

Установление дозо-зависимых связей между фактором и эффектом чрезвычайно важная, но практически не выполнимая в рамках эпидемиологических исследований, задача. Подобные связи изучаются в ходе лабораторных исследований. Однако естественная изменчивость человеческой популяции и известная неточность эпидемиологических исследований чрезвычайно затрудняют получение этой характеристики применительно к человеку.



  << Содержание


 

ЧЧЕТИ