Когортные исследования: методология и применение.

Введение

Форма продольного исследования

Когортное исследование – это специфическая форма продольного исследования, в которой отбирается когорта (группа людей, объединенных общей определяющей характеристикой, как правило, переживших одно и то же событие в определенный период времени, например, рождение или окончание учебного заведения), и проводятся поперечные срезы через определенные промежутки времени. Это тип панельного исследования, в котором участники панели имеют общую характеристику. Когортные исследования являются одним из основополагающих методов эпидемиологии, используемых в исследованиях в области медицины, фармации, сестринского дела, психологии, социальных наук и в любой области, требующей получения достоверных ответов, основанных на доказательствах (статистике). Например, в медицине, в то время как клинические испытания используются прежде всего для оценки безопасности новых фармацевтических препаратов перед их одобрением к продаже, эпидемиологический анализ влияния факторов риска на заболеваемость часто применяется для выявления причин заболеваний и для предоставления предварительного обоснования правдоподобности защитных факторов (лечения).

Сравнение с контролируемыми испытаниями

Кохортные исследования отличаются от клинических испытаний тем, что участникам когорты не проводится никакого вмешательства, лечения или воздействия, и не формируется контрольная группа. Скорее, когортные исследования посвящены в основном изучению жизненных путей отдельных групп населения и людей, составляющих эти группы. Факторы воздействия или защиты определяются как уже существующие характеристики участников. Контроль в исследовании обеспечивается путем включения других общих характеристик когорты в статистический анализ. Показатели воздействия/лечения и контрольные переменные измеряются на исходном уровне. Затем участники наблюдаются в течение времени для оценки частоты возникновения заболевания или интересующего исхода. Регрессионный анализ позволяет оценить, в какой степени фактор воздействия или лечения способствует возникновению заболевания, учитывая другие потенциально влияющие переменные. Двойные слепые рандомизированные контролируемые исследования (РКИ) обычно считаются более надежной методологией в иерархии доказательств при оценке эффективности лечения, поскольку они обеспечивают максимальный контроль над другими переменными, которые могут повлиять на результат, а процессы рандомизации и маскировки снижают вероятность предвзятости при разработке исследования. Это минимизирует вероятность влияния на результаты смешивающих факторов, особенно неизвестных. Однако обоснованные гипотезы, основанные на предыдущих исследованиях и имеющихся знаниях, используются для выбора переменных, включаемых в регрессионную модель для когортных исследований, а статистические методы могут быть использованы для выявления и учета потенциальных смешивающих факторов на основе этих переменных. Предвзятость также может быть уменьшена в когортном исследовании при отборе участников в когорту. Важно также отметить, что РКИ могут быть неприменимы в некоторых случаях, например, когда интересующий исход – негативное воздействие на здоровье, а предполагаемое воздействие является фактором риска этого исхода. Этические нормы и моральные принципы не позволяют использовать факторы риска в РКИ. Естественное или случайное воздействие этих факторов риска (например, время, проведенное на солнце) или самопроизвольное воздействие (например, курение) можно измерить, не подвергая участников воздействию факторов риска, не связанных с их образом жизни, привычками и выбором.

Cohort studies differ from clinical trials in that no intervention, treatment, or exposure is administered to participants in a cohort design; and no control group is defined. Rather, cohort studies are largely about the life histories of segments of populations and the individual people who constitute these segments. Exposures or protective factors are identified as preexisting characteristics of participants. The study is controlled by including other common characteristics of the cohort in the statistical analysis. Both exposure/treatment and control variables are measured at baseline. Participants are then followed over time to observe the incidence rate of the disease or outcome in question. Regression analysis can then be used to evaluate the extent to which the exposure or treatment variable contributes to the incidence of the disease, while accounting for other variables that may be at play. Double blind randomized controlled trials (RCTs) are generally considered superior methodology in the hierarchy of evidence in treatment, because they allow for the most control over other variables that could affect the outcome, and the randomization and blinding processes reduce bias in the study design. This minimizes the chance that results will be influenced by confounding variables, particularly ones that are unknown. However, educated hypotheses based on prior research and background knowledge are used to select variables to be included in the regression model for cohort studies, and statistical methods can be used to identify and account for potential confounders from these variables. Bias can also be mitigated in a cohort study when selecting participants for the cohort. It is also important to note that RCTs may not be suitable in all cases; such as when the outcome is a negative health effect and the exposure is hypothesized to be a risk factor for the outcome. Ethical standards, and morality, would prevent the use of risk factors in RCTs. The natural or incidental exposure to these risk factors (e. g. time spent in the sun), or self administered exposure (e. g. smoking), can be measured without subjecting participants to risk factors outside of their individual lifestyles, habits, and choices.

Типы

Кохортные исследования могут быть ретроспективными (оглядывающимися назад во времени и использующими существующие данные, такие как медицинские записи или базы данных страховых случаев) или проспективными (требующими сбора новых данных). Ретроспективные когортные исследования ограничивают возможности исследователей по снижению искажений и систематических ошибок, поскольку собранная информация ограничена уже имеющимися данными. Однако этот дизайн имеет свои преимущества: ретроспективные исследования значительно дешевле и быстрее, так как данные уже собраны и сохранены. Когорта – это группа людей, объединенных общим признаком или опытом в течение определенного периода времени (например, все еще живые, подвергшиеся воздействию лекарственного препарата, вакцины или загрязняющего вещества, или прошедшие определенную медицинскую процедуру). Таким образом, группа людей, родившихся в определенный день или период, например, в 1948 году, формирует когорту рождения. Сравнительной группой может быть генеральная совокупность, из которой сформирована когорта, или другая когорта лиц, предположительно подвергшихся минимальному или отсутствующему воздействию исследуемого вещества, но в остальном схожих. Альтернативно, можно сравнивать подгруппы внутри самой когорты.

Применение

В медицине когортное исследование часто проводится для получения доказательств, чтобы попытаться опровергнуть существование предполагаемой связи между причиной и следствием; неспособность опровергнуть гипотезу часто усиливает уверенность в ней. Решающее значение имеет то, что когорта идентифицируется до появления изучаемого заболевания. Исследовательские группы в течение определенного времени наблюдают за группой людей, не имеющих заболевания, и отслеживают, у кого оно развивается (новый уровень заболеваемости). Следовательно, когорту нельзя определить как группу людей, уже страдающих заболеванием. Проспективные (продольные) когортные исследования, изучающие связь между фактором воздействия и заболеванием, значительно способствуют изучению причинно-следственных связей, хотя для установления истинной причинности обычно требуется дополнительное подтверждение в ходе дальнейших экспериментальных исследований. Преимущество данных проспективных когортных исследований заключается в том, что они могут помочь определить факторы риска развития нового заболевания, поскольку это продольное наблюдение за индивидуумом во времени и сбор данных через регулярные интервалы, что снижает вероятность ошибок памяти. Однако когортные исследования дорогостоящи, чувствительны к выбыванию участников и требуют длительного периода наблюдения для получения полезных данных. Тем не менее, результаты, полученные в ходе долгосрочных когортных исследований, значительно превосходят по качеству результаты, полученные в ходе ретроспективных или поперечных исследований. Проспективные когортные исследования считаются наиболее надежными в наблюдательной эпидемиологии. Они позволяют изучать широкий спектр связей между факторами воздействия и заболеваниями. Некоторые когортные исследования отслеживают группы детей с момента их рождения, регистрируя широкий спектр информации (факторы воздействия) о них. Ценность когортного исследования зависит от способности исследователей поддерживать связь со всеми членами когорты. Некоторые исследования продолжаются десятилетиями. В когортном исследовании исследуемая популяция состоит из лиц, находящихся в группе риска развития конкретного заболевания или нарушения здоровья.

Примеры

Примером эпидемиологического вопроса, на который можно ответить с помощью когортного исследования, является то, связано ли воздействие X (например, курение) с исходом Y (например, рак легких). Например, в 1951 году было начато Британское исследование врачей, в котором использовалась когорта, включающая как курильщиков (группа, подвергшаяся воздействию), так и некурящих (группа, не подвергшаяся воздействию). Исследование продолжалось до 2001 года. К 1956 году исследование предоставило убедительные доказательства связи между курением и заболеваемостью раком легких. В когортном исследовании группы сопоставляются по множеству других переменных, таких как экономический статус и общее состояние здоровья, чтобы изолировать оцениваемую переменную – независимую переменную (в данном случае курение) – как причину зависимой переменной (в данном случае рак легких). В этом примере статистически значимое увеличение заболеваемости раком легких в группе курильщиков по сравнению с некурящей группой служит доказательством в пользу гипотезы. Однако редкие исходы, такие как рак легких, обычно не изучаются в когортных исследованиях, а скорее в исследованиях типа «случай-контроль». Когортная преемственность может объяснить большинство изменений в литературе, искусстве, интеллектуальной сфере, политических взглядах и фонологии. Краткосрочные исследования часто используются в медицинских исследованиях в качестве формы клинического испытания или средства проверки конкретной клинически значимой гипотезы. Такие исследования обычно включают наблюдение за двумя группами пациентов в течение определенного периода времени и сравнение конечных точек или результатов между этими группами. Рандомизированные контролируемые исследования (РКИ) являются превосходной методологией в иерархии доказательств, поскольку они ограничивают потенциальную предвзятость путем случайного распределения одной группы пациентов к вмешательству, а другой – к отсутствию вмешательства (или плацебо). Это минимизирует вероятность различий в частоте вмешивающихся переменных между двумя группами. Тем не менее, проведение РКИ для ответа на клинический вопрос иногда непрактично или неэтично. Например, если у нас уже есть достаточные доказательства того, что курение вызывает рак легких, убеждение группы некурящих начать курить для проверки этой гипотезы обычно считается неэтичным. Два примера когортных исследований, продолжающихся более 50 лет, – это исследование сердечно-сосудистой системы Фреймингема и Национальное исследование развития ребенка (NCDS), наиболее широко изученное из британских когортных исследований рождения. Основные результаты NCDS и подробный профиль исследования опубликованы в журнале International Journal of Epidemiology. Дандинское лонгитюдное исследование, начатое в 1975 году, изучает тысячу человек, родившихся в Дандине, Новая Зеландия, в 1972–1973 годах. Регулярно проводятся интервью с участниками, а 45-я фаза началась в 2017 году. Крупнейшим когортным исследованием среди женщин является исследование здоровья медсестер. Начатое в 1976 году, оно отслеживает более 120 000 медсестер и анализируется для изучения различных состояний и исходов. Крупнейшим когортным исследованием в Африке является исследование «От рождения до двадцати лет», начатое в 1990 году и отслеживающее когорту из более чем 3000 детей, родившихся в течение нескольких недель после освобождения Нельсона Манделы из тюрьмы. Другими известными примерами являются исследование Гранта, отслеживающее ряд выпускников Гарварда с ок. 1950–1977 гг., исследование Уайтхолла, отслеживающее 10 308 британских государственных служащих, и исследование сердечных заболеваний в Кэрфилли, которое с 1979 года изучает репрезентативную выборку из 2512 мужчин из валлийского города Кэрфилли. Исследование ASPREE XT разработано для определения долгосрочных эффектов в среднем четырех-пяти лет ежедневного приема низкой дозы аспирина, с учетом показателей, включая смертность от рака. По состоянию на сентябрь 2018 года в исследовании ASPREE XT в Австралии участвовало 16 703 человека. Предложено, что существующее исследование ASPREE XT может стать платформой для будущего многопоколенческого исследования.

An example of an epidemiological question that can be answered using a cohort study is whether exposure to X (say, smoking) associates with outcome Y (say, lung cancer). For example, in 1951, the British Doctors Study was started. Using a cohort which included both smokers (the exposed group) and non smokers (the unexposed group). The study continued through 2001. By 1956, the study provided convincing proof of the association between smoking and the incidence of lung cancer. In a cohort study, the groups are matched in terms of many other variables such as economic status and other health status so that the variable being assessed, the independent variable (in this case, smoking) can be isolated as the cause of the dependent variable (in this case, lung cancer). In this example, a statistically significant increase in the incidence of lung cancer in the smoking group as compared to the non smoking group is evidence in favor of the hypothesis. However, rare outcomes, such as lung cancer, are generally not studied with the use of a cohort study, but are rather studied with the use of a case control study. Cohort Succession can explain most change in literature, art, intellectualism, political opinions, and phonology. Shorter term studies are commonly used in medical research as a form of clinical trial, or means to test a particular hypothesis of clinical importance. Such studies typically follow two groups of patients for a period of time and compare an endpoint or outcome measure between the two groups. Randomized controlled trials, or RCTs, are a superior methodology in the hierarchy of evidence, because they limit the potential for bias by randomly assigning one patient pool to an intervention and another patient pool to non intervention (or placebo). This minimizes the chance that the incidence of confounding variables will differ between the two groups. Nevertheless, it is sometimes not practical or ethical to perform RCTs to answer a clinical question. To take our example, if we already had reasonable evidence that smoking causes lung cancer then persuading a pool of non smokers to take up smoking in order to test this hypothesis would generally be considered quite unethical. Two examples of cohort studies that have been going on for more than 50 years are the Framingham Heart Study and the National Child Development Study (NCDS), the most widely researched of the British birth cohort studies. Key findings of NCDS and a detailed profile of the study appear in the International Journal of Epidemiology. The Dunedin Longitudinal Study, started in 1975, has been studying the thousand people born in Dunedin, New Zealand, in 1972–1973. The subjects are interviewed regularly, with Phase 45 starting in 2017. The largest cohort study in women is the Nurses' Health Study. Started in 1976, it is tracking over 120,000 nurses and has been analyzed for many different conditions and outcomes. The largest cohort study in Africa is the Birth to Twenty Study, which began in 1990 and tracks a cohort of over 3,000 children born in the weeks following Nelson Mandela's release from prison. Other famous examples are the Grant Study tracking a number of Harvard graduates from ca. 1950.77, the Whitehall Study tracking 10,308 British civil servants, and the Caerphilly Heart Disease Study, which since 1979 has studied a representative sample of 2,512 men, drawn from the Welsh town of Caerphilly. The ASPREE XT study is designed to determine whether there are long lasting effects of an average of four–five years of treatment with daily low dose aspirin, with outcome measures including cancer mortality. As of September 2018, there were 16,703 ASPREE XT participants in Australia. It has been proposed that the existing ASPREE XT study could provide a platform for a future multigenerational research study.

Вариации

На диаграмме указана начальная точка и направление когортных и контрольных исследований. В контрольных исследованиях анализ начинается с задокументированных случаев заболевания, и проводятся исследования для выявления возможных причин его возникновения. В когортных исследованиях оценка начинается с предполагаемой причины заболевания, после чего наблюдают за развитием заболевания в связи с гипотетическим фактором риска.

Современные и исторические когорты

Текущее когортное исследование представляет собой истинно проспективное исследование, в котором данные об экспозиции собираются до возникновения изучаемого события, например, заболевания. Примером текущего когортного исследования является исследование Оксфордской ассоциации планирования семьи в Великобритании, целью которого было предоставить сбалансированную оценку благоприятных и неблагоприятных эффектов различных методов контрацепции. Это исследование предоставило большой объем информации об эффективности и безопасности методов контрацепции, в частности оральных контрацептивов (ОК), диафрагм и внутриматочных спиралей (ВМС). В историческом когортном исследовании данные об экспозиции и возникновении заболевания, рождаемости, политических взглядах или любой другой категориальной переменной собираются уже после того, как события произошли, а участники исследования (подвергшиеся и не подвергшиеся воздействию изучаемого фактора) формируются на основе существующих записей или реестров здравоохранения. "Проспективная когорта" определяет группы до начала исследования, в то время как исторические исследования, которые иногда называют "ретроспективными когортами", определяют группировку после сбора данных. Примеры ретроспективных когорт – это исследования долгосрочной смертности после операции бариатрической хирургии и когортные исследования рождений в Лотиане. Хотя исторические исследования иногда называют ретроспективными, это неточное определение, поскольку методологические принципы исторических когортных и проспективных исследований одинаковы. Вложенные контрольные случаи имеют преимущество в виде уменьшения числа участников, которым требуется детальное последующее наблюдение или диагностическое тестирование для оценки исхода или статуса экспозиции. Однако это также снижает мощность исследования по сравнению с более крупной когортой, из которой формируется исследуемая популяция.

Опрос домохозяйств

Панельные обследования – еще один важный подтип продольных исследований. Они отличаются от когортных исследований тем, что начинаются с репрезентативных выборок поперечного сечения, а не с когорт, определенных каким-либо событием. Панели домохозяйств формируют репрезентативные выборки домохозяйств и проводят их обследование, отслеживая всех членов домохозяйств обычно ежегодно. Примеры включают в себя Американское исследование динамики доходов (с 1968 года), Немецкую социально-экономическую панель (с 1984 года), Британское исследование домохозяйств (с 1991 года) и (с 2009 года) его преемника – программу «Понимание общества»: Британское продольное исследование домохозяйств, исследование динамики домохозяйств, доходов и занятости в Австралии (с 2001 года) и Панель домохозяйств Европейского сообщества (1994–2001 годы).

Кохортный анализ в бизнесе

Для примера в бизнес-аналитике обратитесь к когортному анализу.