巢式病例对照研究,到底是怎么设计的?

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提到流行病学,大家第一时间一定会想到四大经典的流行病学研究方法:横断面研究、随机对照试验、队列研究以及病例对照研究。近年来,随着流行病学的不断发展,在经典流行病学研究方法的基础上,又不断衍生出许多新的研究设计类型,它们克服了经典研究方法中的一些缺陷,大大丰富了流行病学的方法学内涵,在实际的科研过程中得到了越来越广泛的应用。

 

回归久违的方法学文章,小咖将通过几期的内容,和大家一起来学习一下这些新的研究设计方法,从而帮助大家更好的拓宽临床研究思路。本期内容我们就先从巢式病例对照研究说起。

 

巢式病例对照研究

 

巢式病例对照研究(Nested Case-Control study,NCC),又称队列内病例对照研究(case-controlstudy nested in a cohort),最早在1973年由美国流行病学家Mantel提出综合式病例对照研究设计,并于1982年将其正式命名为巢式病例对照研究。

 

巢式病例对照研究是将传统的病例对照研究和队列研究进行组合后形成的一种新的研究方法,即在一个事先确定好的队列进行随访观察的基础上,再应用病例对照研究的设计思路进行研究和分析。

 

巢式病例对照研究设计思路

 

1. 建立队列

 

在研究开始时,按照队列研究的方法进行设计,选择一定条件的人群作为研究队列,收集研究对象的基线资料,并留存生物学样本备用(如血清、组织等),然后开始进行随访。 

 

2. 确定病例和对照

 

随访结束后,将新发的病例全部挑选出来,作为病例组。然后按照1:1或1:n的比例,以病例进入队列的时间、疾病出现的时间以及年龄、性别等信息作为匹配条件进行匹配,再从同一队列中随机抽取未发生疾病的研究对象作为对照组。

 

3. 提取信息进行分析

 

当病例组和对照组确定后,提取他们的基线资料,并检测留存的生物学样本,最后按照病例对照研究的分析方法进行统计分析。

 

 

巢式病例对照研究类型

 

1. 前瞻性巢式病例对照研究

 

研究是从现在开始的,选择某一人群作为队列,此时研究的结局并没有出现,通过前瞻性随访一定时间,直到发生足够的病例数,将其作为病例组,再匹配相应的对照进行分析,时间顺序为从现在到未来。

 

2. 回顾性巢式病例对照研究

 

队列是在研究开始之前的某个时点就已经建立好了,研究者已经掌握了该队列人群的基线特点和随访信息,研究开始时已经发生了结局事件,此时将现在已发病的研究对象作为病例组,再匹配未发病的作为对照组,时间顺序是由过去到现在。

 

 

巢式病例对照研究 vs 传统病例对照研究

 

1. 病例和对照的产生方式有所不同

 

传统病例对照研究:病例往往来源于医院的现患病人,病例记录中的既往病人,或者是社区监测、抽查的人群。对照主要来源为同一医疗机构诊断的其他病例,或者社区人口中的健康人群等。

 

巢式病例对照研究:研究对象主要基于队列研究的队列人群,从已有人群中获取散在发生的病例作为病例组,并在剩余未发病的人群中抽取适量的对象作为对照。

 

2. 巢式病例对照研究中的病例和对照都是从同一个队列中选取出来的,人群同质性好,具有可比性,可以较好的控制选择偏倚。

 

3. 巢式病例对照研究中暴露资料的搜集在疾病发生之前,因果推断的时间顺序明确,可以有效控制观察偏倚和回忆偏倚。

 

巢式病例对照研究 vs 队列研究

 

1. 巢式病例对照研究无需对队列内所有成员进行生物标本的检测,因此比队列研究更节省经济成本,具有省时省力的特点。

 

2. 巢式病例对照研究可以用于罕见病的研究,例如常用于职业流行病学研究等。

 

3. 巢式病例对照研究在统计效率上比队列研究略有损失。

 

研究实例

 

近期国内疫苗安全事件闹得沸沸扬扬,小咖就给大家列举一篇JAMA期刊于2018年3月6日发表的与疫苗相关的一项巢式病例对照研究《Association Between Estimated Cumulative Vaccine Antigen ExposureThrough the First 23 Months of Life and Non–Vaccine Targeted Infections From 24Through 47 Months of Age》。

 

该研究探讨了儿童2岁以内接种疫苗后体内疫苗抗原暴露水平与2-4岁发生不受疫苗保护的感染性疾病之间的关联性,小咖主要向大家介绍一下这篇研究的试验设计。

 

1. 队列来源

 

这项巢式病例对照研究设计基于一个儿童队列,研究人群来源于疫苗安全数据链(Vaccine Safety Datalink,VSD)中的6个综合医疗保健机构,VSD由疾病预防控制中心(CDC)支助,通过应用电子健康档案数据库来进行疫苗安全性的流行病学研究。

 

VSD首次用于2003年1月1日至2013年12月31日出生的儿童,共579542名,从生出后6周开始,一直随访至出生后47个月。VSD收集的信息包括人口学信息,疫苗接种情况,患儿在门诊、急诊或住院的诊疗记录等。

 

2. 确定病例组

 

研究人员定义不受疫苗保护的感染性疾病包括:上呼吸道感染、下呼吸道感染、胃肠道感染及其他病毒、细菌性感染。根据这些疾病的ICD编码,如果队列中的儿童在出生后第24到47个月内第一次发生上述疾病,均可作为病例组的候选对象,符合这一基本条件的共有47061名儿童。

 

在这些候选对象中,研究人员采用分层随机抽样的方法,共抽取了385名儿童,通过专业人员来回顾其医疗档案记录,以确定抽取的病例符合入选标准,最终共有193名儿童确定作为病例组。

 

3. 确定对照组

 

研究人员以疾病诊断日期作为索引日期(index date),按照1:4的比例进行匹配,匹配条件为索引日期(±2周),性别,VSD地点,慢性疾病状态。从队列中随机抽取符合匹配条件的对照时,还要要求研究对象在索引日期内没有被诊断为任何受疫苗保护的疾病(Vaccine Preventable Disease,VPD),同时在索引日期前没有发生过任何不受疫苗保护的感染性疾病。最终共有751名儿童被确定作为对照组。

 

统计小贴士:什么是索引日期?索引日期相当于前瞻性队列研究的观察终点日期。对照组在索引日期之前没有发生结局,但在索引日期之后就不一定了。所以,会有不少研究者可能产生误解,对照组一定是没有发生事件的人。我们在研究时往往关注的是在索引日期之前暴露因素与结局事件的关联性,这也正是设置索引日期的意义。)

 

在确定了病例组和对照组后,研究人员主要采用条件Logistic回归的方法进行分析,想知道研究结果如何,就留给大家自己去看文献吧,相信在JAMA发表的文章一定不会让你失望的。

 

 

参考文献:

[1] JAMA. 2018 Mar6;319(9):906-913. doi: 10.1001/jama.2018.0708.

 

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