Критерии доказательства наличия причинно-следственных связей (причинных ассоциаций).

В природе действует единый закон всеобщей связи явлений, но при этом существуют два вида связей между причиной и следствием: функциональная и корреляционная.

Функциональная связь проявляется строгим соответствием между изменением причины и изменением следствия. Примером такой связи является зависимость площади круга от его радиуса.

Причинно – следственные связи фактора риска и болезни в большинстве случаев являются не функциональными, а, корреляционными.

Внутренняя достоверность (internal validity) - это статистическая характеристика каждого отдельного выборочного исследования – она определяет насколько точно изучено явление в пределах данной выборки. При этом высокая оценка внутренней достоверности, совсем не означает, что полученные данные обязательно соответствуют истине и могут быть распространены на всю популяцию.

Степень внутренней достоверности исследования измеряется результатами статистического сравнения величин в опытной и контрольной группе, в частности, значениями относительного и атрибутивного риска величиной отношения шансов и др., и, в конечном итоге, результатами оценки достоверности полученных результатов. Напомним, что достоверными считаются результаты, если ошибка достоверности р £ 0,05.

Значение внутренней достоверности может оказаться недостаточным (р>0,05) из-за влияния случайных и, особенно, систематических ошибок, чаще всего связанных с ошибками формирования основных и контрольных групп и особенно ошибками соответствующих измерений.

Вместе с тем следует учитывать, что высокая внутренняя достоверность (р<0,05), может быть получена и в исследованиях имеющих большое смещение, обусловленное в основном ошибками выборки

В таком случае, несмотря на то, что в пределах данной смещенной выборки, данные достоверны, они не будут соответствовать истинным параметрам изучаемого явления. Поскольку смещение, часто остается не выявленным, внутренняя достоверность исследований хотя и обязательный, но не надежный критерий истинности полученных данных. Даже при проведении широкомасштабных исследований, статистические методы помогают лишь установить и измерить связь между цифрами, которыми выражаются признаки предполагаемой причины и следствия. Именно установить, измерить, оценить, но не ответить на вопрос является ли выявленная и измеренная связь между фактором и заболеваемостью причинно-следственной или случайной ассоциацией. Ни положительные, ни отрицательные результаты статистической оценки предполагаемой связи явлений, не могут быть абсолютным доказательством наличия, или отсутствия причинно-следственных отношений между этими явлениями.

Непонимание этого положения служит источником многочисленных неправомерных выводов, основанных на убеждении абсолютной надежности и приоритете статистических методов в расшифровке причинно-следственных связей. Однако, как уже было отмечено, эти методы измеряют не связь явлений, а только величину статистической зависимости между сравниваемыми рядами цифр, и они не могут исправить логическую «глупость» исследователя связавшего явления в ошибочную причинно-следственную зависимость.

Например, можно получить высокую оценку связи между цифрами, отражающими частоту заболеваний острыми кишечными инфекциями и частоту использования зонтиков в разные месяцы года. Конечно, эта прямая причинно-следственная связь явно абсурдна, но этот пример достаточно демонстративен, чтобы показать, как важно помнить, что любым статистическим методам измерения связи абсолютно «все равно», что написано в «шапке» над сравниваемыми цифрами.

Прежде чем измерять предполагаемую связь, необходимо ее надежное логическое обоснование. Однако и в этом случае единственным критерием истинности логически и статистически обоснованных причин возникновения и распространения болезни являются результаты практики здравоохранения, использующей полученные знания для предотвращения возникновения и распространения болезней.

Внешняя достоверность (external validity), или обобщаемость – это внешняя характеристика исследования, определяющаявозможность экстраполяции данных исследования на всю популяцию.

К сожалению, внешняя достоверность данных, не имеет, в отличие от внутренней достоверности, статистических оценок. Считается, что в одном исследовании достичь высокой внешней достоверности невозможно, но чтобы ее увеличить, необходимо добиться максимальной внутренней достоверности и минимизировать систематические ошибки, особенно смещения обусловленные отбором. Дальнейшее повышение внешней достоверности выводов происходит за счет проведения других исследований, в других условиях и другими исследователями.

Таким образом, надежность эпидемиологических выводов о причинно следственной связи факторов риска и заболеваемости, а также выводов о потенциальной эффективности лечебных и профилактических средств и методов достигается лишь по результатам многих исследований. Однако и в этом случае, чтобы оценить надежность выводов, необходимо обобщить результаты различных исследований. В меньшей степени этот вывод относится к масштабным полевым испытаниям потенциальной эффективности вакцин.

Необязательность совпадения причинно-следственной и корреляционной зависимости «заставила» ученых разработать набор признаков, на основании которых можно было бы с достаточной уверенностью утверждать, является ли изучаемая связь явлений причинно-следственной, или случайной.

Первым такой набор принципов установления причинности предложил Б.Хилл (1965). Эти принципы, точнее критерии с небольшими изменениями и дополнениями публикуются в большинстве руководств по эпидемиологии.

Таблица 13. Критерии доказательства причинно-следственной связи

Необходимо подчеркнуть, что ни один отдельно взятый критерий не может надежно свидетельствовать о причинно-следственной связи фактора риска и вызываемых им эффектов (заболеваний, смертей и др.), что, прежде всего, связано с влиянием возможных систематических ошибок.

Последовательность во времени. Абсолютное правило, известное с древности, - причина обязательно предшествует следствию.

Задача эпидемиолога найти в цепи предшествующих событий, то, которое может являться причиной возникновения и распространения случаев болезни. В практической работе, например при расследовании вспышек болезней, такой поиск осуществить значительно проще, так как известны причины, возможные для данной болезни и необходимо найти одну из них. Например, расследуя вспышку брюшного тифа, основное внимание следует уделить поиску фактов свидетельствующих о водной или пищевой ее причине и не искать в прошлых событиях доказательств ее трансмиссивного характера, поскольку достоверно известно, что брюшной тиф не передается через кровососущих переносчиков.

В научной работе гораздо сложнее, поскольку приходится изучать различные варианты причинно-следственных связей; многие предшествующие события, кажущиеся причинами на самом деле лишь просто предшествующие явления.

Причина всегда предшествует следствию, но выявление такой последовательности событий всего лишь одно, хотя и обязательное доказательство причинно следственной связи явлений. Еще в давние времена философы предупреждали «не все то, что предшествует, является причиной».

Выраженность связи.Взависимостиот типа аналитического исследования выраженность причинно- следственной связи между фактором риска и возникновением болезни (причинной ассоциации) оценивается разному(см. раздел «основы статистической обработки результатов когортных исследований и исследований случай- контроль).

Зависимость эффекта от дозы(зависимость доза-эффект) Такая зависимость может быть выявлена, если частота заболеваний (смертей и других эффектов) находится в корреляционной связи с изменениями силы воздействия. Ярким примером является хорошо изученный факт увеличения риска смерти от рака легкого от числа выкуренных сигарет (рис. 9)

Рис. 9. Смертность от рака легкого мужчин в возрасте от 35 до 60 лет в зависимости от числа выкуренных сигарет (по данным разных авторов).

Такая динамика относительного риска является существенным доказательством этиологической роли изучаемого фактора.

Обратимость связи. Этот критерий называют также «доказательством от противного». Если устранение или ослабление воздействия предполагаемой причины приводит к снижению риска заболеть (умереть), то это расценивается как серьезный аргумент в доказательстве причинной роли изучаемого фактора.

Так, в одном из первых когортных исследований, проведенном в США, в 9 штатах в 1952- 1955 г.г., по выборке около 200000 мужчин, были выявлены достоверные различия относительного риска смертности от рака бронхов в зависимости от того, когда к началу исследования мужчины бросили курить (рис. 10).

Рис. 10. Смертность мужчин от рака бронхов в зависимости от числа лет, прошедших после отказа от курения.

Позитивные изменения образа жизни явились основной причиной снижения показателей смертности среди населения многих стран мира. Так, например, в Финляндии, где смертность от сердечно-сосудистых заболеваний была особенно высокой, удалось в основном за счет изменения характера питания, снижения числа курящих (почти в два раза) за 15 лет снизить общую смертность у мужчин в возрасте 30-69 лет на 30%.

Подтверждаемость (устойчивость эффекта, последовательность). Этими терминами обозначают одинаковые результаты изучения причинных ассоциаций несколькими исследованиями. Высокую доказательность получают выводы о причинной зависимости, полученные независимыми исследованиями, в разное время, с помощью разных методов, поскольку в таких случаях возможность одинаковых систематических ошибок сводится к минимуму.

Однако, отсутствие одинаковых результатов о причинной зависимости, особенно при небольшом числе наблюдений, не является поводом для того, чтобы «похоронить» результаты, полученные в этих исследованиях. Наоборот, отсутствие подобия выводов является стимулом для проведения дальнейшего изучения, предполагаемой причинной ассоциации.

Биологическое правдоподобие. Значимость выводов о наличии причинной ассоциации, усиливается, если они объясняются механизмом развития изучаемого явления, либо исходя из общепринятых в это время научных представлений, либо исходя из собственной гипотезы автора.

Далеко не всегда существующие научные представление о связи явлений являются истинными, и правыми оказываются исследователи, высказывающие противоположное мнение.

История эпидемиологических исследований как раз началась с исследования Д.Сноу причин эпидемий холеры в Лондоне, результаты которого опровергли общепринятое представление о причинах распространения холеры. Если доказательная база (по другим критериям) достаточно убедительна то «неправдоподобие» данных исследования, вероятнее всего связано с необъективностью принятого мнения о причинной связи.

Специфичность.О специфичности причины можно делать вывод лишь в том случае, если одна причина вызывает один эффект. Специфическим являются, например, инфекционные заболевания, вызываемые облигатными патогенными паразитами человека, генетические (хромосомные) болезни. Но, условно-патогенные микроорганизмы, могут вызывать гнойно-воспалительные процессы различной локализации. Например, этиология цистита, мастита, перикардита, пневмонии и еще более десятка болезней может быть связана с одним микробом – золотистым стафилококком. Еще более разнообразны факторы риска неинфекционных болезней. Таким образом, выявление специфичности, это веское доказательство причинно-следственной связи фактора риска и болезни, а отсутствие специфичности не опровергает выводов о причинной ассоциации.

Схема и организация исследования. В предыдущих разделах подробно описаны достоинства и недостатки различных аналитических исследований. По потенциальной возможности выявлять и доказывать причинную зависимость, исследования ранжируются (в порядке уменьшения доказательной силы) следующим образом:

· рандомизированное полевое испытание.

· рандомизированное клиническое испытание;

· сплошное когортное исследование;

· выборочное когортное исследование;

· случай- контроль;

· ретроспективный эпидемиологический анализ, экологическое исследование, одномоментное исследование.

При оценке публикуемых результатов исследований необходимо не только обращать внимание на используемый дизайн исследования, но и на возможные ошибки его проведения.

К сожалению, нет абсолютно надежных критериев, на основании которых можно было бы делать окончательное заключение о наличии причинно-следственной связи фактора риска и болезни. Только совокупность доказательств по различным критериям позволяет с достаточной долей достоверности делать соответствующие выводы.