Die vorhergehenden Artikel dieses Kapitels haben die Notwendigkeit einer sorgfältigen Bewertung des Studiendesigns gezeigt, um glaubwürdige Schlussfolgerungen aus epidemiologischen Beobachtungen zu ziehen. Obwohl behauptet wurde, dass Schlussfolgerungen in der beobachtenden Epidemiologie aufgrund des nicht-experimentellen Charakters der Disziplin schwach sind, gibt es keine eingebaute Überlegenheit von randomisierten kontrollierten Studien oder anderen Arten von experimentellem Design gegenüber gut geplanter Beobachtung (Cornfield 1954). Um jedoch solide Schlussfolgerungen ziehen zu können, ist eine gründliche Analyse des Studiendesigns erforderlich, um potenzielle Quellen für Verzerrungen und Verwirrung zu identifizieren. Sowohl falsch positive als auch falsch negative Ergebnisse können von verschiedenen Arten von Bias stammen.
In diesem Artikel werden einige der Richtlinien diskutiert, die zur Bewertung der kausalen Natur epidemiologischer Beobachtungen vorgeschlagen wurden. Obwohl gute Wissenschaft eine Voraussetzung für ethisch korrekte epidemiologische Forschung ist, gibt es darüber hinaus weitere Fragen, die für ethische Bedenken relevant sind. Daher haben wir einige Diskussionen der Analyse ethischer Probleme gewidmet, die bei der Durchführung epidemiologischer Studien auftreten können.
Kausalitätsbewertung
Mehrere Autoren haben die Kausalitätsbewertung in der Epidemiologie diskutiert (Hill 1965; Buck 1975; Ahlbom 1984; Maclure 1985; Miettinen 1985; Rothman 1986; Weed 1986; Schlesselman 1987; Maclure 1988; Weed 1988; Karhausen 1995). Einer der Hauptdiskussionspunkte ist, ob die Epidemiologie dieselben Kriterien zur Ermittlung von Ursache-Wirkungs-Zusammenhängen verwendet oder verwenden sollte, wie sie in anderen Wissenschaften verwendet werden.
Ursachen sollten nicht mit Mechanismen verwechselt werden. Beispielsweise ist Asbest eine Ursache von Mesotheliom, wohingegen eine Onkogen-Mutation ein mutmaßlicher Mechanismus ist. Auf der Grundlage der vorhandenen Beweise ist es wahrscheinlich, dass (a) verschiedene äußere Expositionen in denselben mechanistischen Stadien wirken können und (b) es normalerweise keine feste und notwendige Abfolge mechanistischer Schritte bei der Entwicklung einer Krankheit gibt. Beispielsweise wird die Karzinogenese als eine Abfolge von stochastischen (wahrscheinlichkeitstheoretischen) Übergängen interpretiert, von der Genmutation über die Zellproliferation bis zur erneuten Genmutation, die schließlich zu Krebs führt. Darüber hinaus ist die Karzinogenese ein multifaktorieller Prozess – das heißt, verschiedene äußere Expositionen können sie beeinflussen und bei einer anfälligen Person ist keine davon notwendig. Dieses Modell lässt sich wahrscheinlich neben Krebs auch auf andere Krankheiten anwenden.
Eine solche multifaktorielle und probabilistische Natur der meisten Expositions-Krankheits-Beziehungen impliziert, dass es problematisch ist, die Rolle zu entwirren, die eine bestimmte Exposition spielt. Darüber hinaus hindert uns der beobachtende Charakter der Epidemiologie daran, Experimente durchzuführen, die ätiologische Zusammenhänge durch eine mutwillige Veränderung des Ablaufs der Ereignisse klären könnten. Die Beobachtung eines statistischen Zusammenhangs zwischen Exposition und Krankheit bedeutet nicht, dass der Zusammenhang kausal ist. Beispielsweise haben die meisten Epidemiologen den Zusammenhang zwischen der Exposition gegenüber Dieselabgasen und Blasenkrebs als kausal interpretiert, andere haben jedoch behauptet, dass Arbeiter, die Dieselabgasen ausgesetzt sind (hauptsächlich Lkw- und Taxifahrer), häufiger Zigarettenraucher sind als nicht exponierte Personen . Der beobachtete Zusammenhang würde dieser Behauptung zufolge also durch einen bekannten Risikofaktor wie das Rauchen „verwechselt“.
Angesichts der probabilistisch-multifaktoriellen Natur der meisten Expositions-Krankheits-Assoziationen haben Epidemiologen Richtlinien entwickelt, um Beziehungen zu erkennen, die wahrscheinlich kausal sind. Dies sind die ursprünglich von Sir Bradford Hill vorgeschlagenen Richtlinien für chronische Krankheiten (1965):
- Stärke des Vereins
- Dosis-Wirkungs-Effekt
- Mangel an zeitlicher Mehrdeutigkeit
- Konsistenz der Befunde
- biologische Plausibilität
- Kohärenz der Beweise
- Besonderheiten des Vereins.
Diese Kriterien sollten nur als allgemeine Richtlinien oder praktische Hilfsmittel betrachtet werden; Tatsächlich ist die wissenschaftliche Kausalbewertung ein iterativer Prozess, der sich um die Messung der Beziehung zwischen Exposition und Krankheit dreht. Die Hill-Kriterien werden jedoch häufig als prägnante und praktische Beschreibung kausaler Inferenzverfahren in der Epidemiologie verwendet.
Betrachten wir das Beispiel des Zusammenhangs zwischen Vinylchlorid-Exposition und Leber-Angiosarkom unter Anwendung der Hills-Kriterien.
Der übliche Ausdruck der Ergebnisse einer epidemiologischen Studie ist ein Maß für den Grad der Assoziation zwischen Exposition und Krankheit (erstes Kriterium von Hill). Ein relatives Risiko (RR) größer als eins bedeutet, dass ein statistischer Zusammenhang zwischen Exposition und Erkrankung besteht. Wenn zum Beispiel die Inzidenzrate von Leber-Angiosarkom normalerweise 1 zu 10 Millionen beträgt, aber 1 zu 100,000 unter denen, die Vinylchlorid ausgesetzt sind, dann ist die RR 100 (das heißt, Menschen, die mit Vinylchlorid arbeiten, haben eine 100-fach erhöhte Risiko für die Entwicklung eines Angiosarkoms im Vergleich zu Personen, die nicht mit Vinylchlorid arbeiten).
Ein kausaler Zusammenhang ist wahrscheinlicher, wenn das Risiko mit zunehmender Exposition zunimmt (Dosis-Wirkungs-Effekt, zweites Hill-Kriterium) und wenn der zeitliche Zusammenhang zwischen Exposition und Krankheit aus biologischen Gründen sinnvoll ist (die Exposition geht der Wirkung voraus und die Länge dieser „Induktions“-Periode ist mit einem biologischen Krankheitsmodell vereinbar; drittes Kriterium von Hill). Darüber hinaus ist ein Zusammenhang wahrscheinlicher, wenn ähnliche Ergebnisse von anderen erzielt werden, die in der Lage waren, die Ergebnisse unter anderen Umständen zu replizieren („Konsistenz“, viertes Kriterium von Hill).
Eine wissenschaftliche Analyse der Ergebnisse erfordert eine Bewertung der biologischen Plausibilität (fünftes Kriterium von Hill). Dies kann auf unterschiedliche Weise erreicht werden. Ein einfaches Kriterium ist beispielsweise, ob die vermeintliche „Ursache“ das Zielorgan erreichen kann (z. B. eingeatmete Substanzen, die die Lunge nicht erreichen, können nicht im Körper zirkulieren). Auch unterstützende Beweise aus Tierversuchen sind hilfreich: Die Beobachtung von Leber-Angiosarkomen bei Tieren, die mit Vinylchlorid behandelt wurden, verstärkt stark die beim Menschen beobachtete Assoziation.
Die innere Kohärenz der Beobachtungen (z. B. ist das RR bei beiden Geschlechtern ähnlich erhöht) ist ein wichtiges wissenschaftliches Kriterium (sechstes Kriterium von Hill). Kausalität ist wahrscheinlicher, wenn die Beziehung sehr spezifisch ist – das heißt, seltene Ursachen und/oder seltene Krankheiten oder einen bestimmten histologischen Typ/Untergruppe von Patienten (siebtes Hill-Kriterium) betrifft.
„Enumerative Induktion“ (die einfache Aufzählung von Assoziationsfällen zwischen Exposition und Krankheit) reicht nicht aus, um die induktiven Schritte des Kausalschlusses vollständig zu beschreiben. Das Ergebnis der enumerativen Induktion führt in der Regel zu einer komplexen und immer noch verwirrenden Beobachtung, weil verschiedene Kausalketten oder häufiger ein echter Kausalzusammenhang und andere irrelevante Expositionen miteinander verschränkt sind. Alternative Erklärungen müssen durch „eliminative Induktion“ eliminiert werden, was zeigt, dass eine Assoziation wahrscheinlich kausal ist, weil sie nicht mit anderen „verwechselt“ ist. Eine einfache Definition einer alternativen Erklärung ist „ein externer Faktor, dessen Effekt sich mit dem Effekt des Zinsrisikos vermischt und somit die Risikoschätzung für das Zinsrisiko verzerrt“ (Rothman 1986).
Die Rolle der Induktion ist die Erweiterung des Wissens, während die Rolle der Deduktion die „Wahrheitsübertragung“ ist (Giere 1979). Deduktives Denken hinterfragt das Studiendesign und identifiziert Zusammenhänge, die nicht empirisch, sondern nur logisch wahr sind. Solche Assoziationen sind keine Tatsachen, sondern logische Notwendigkeiten. Zum Beispiel ein Auswahlbias tritt auf, wenn die exponierte Gruppe unter kranken Menschen ausgewählt wird (wie wenn wir eine Kohortenstudie starten, in der wir eine Gruppe von Leber-Angiosarkom-Fällen als „exponiert“ gegenüber Vinylchlorid rekrutieren) oder wenn die nicht exponierte Gruppe unter gesunden Menschen ausgewählt wird. In beiden Fällen ist der gefundene Zusammenhang zwischen Exposition und Krankheit notwendigerweise (logisch), aber nicht empirisch wahr (Vineis 1991).
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Epidemiologie, auch wenn man ihren beobachtenden (nicht-experimentellen) Charakter berücksichtigt, keine inferenziellen Verfahren verwendet, die sich wesentlich von der Tradition anderer wissenschaftlicher Disziplinen unterscheiden (Hume 1978; Schaffner 1993).
Ethische Fragen in der epidemiologischen Forschung
Aufgrund der Feinheiten, die mit der Ableitung von Kausalitäten verbunden sind, müssen Epidemiologen bei der Interpretation ihrer Studien besondere Sorgfalt walten lassen. Tatsächlich ergeben sich daraus mehrere Bedenken ethischer Natur.
Ethische Fragen in der epidemiologischen Forschung sind Gegenstand intensiver Diskussionen geworden (Schulte 1989; Soskolne 1993; Beauchamp et al. 1991). Der Grund liegt auf der Hand: Epidemiologen, insbesondere Arbeits- und Umweltepidemiologen, untersuchen häufig Themen mit erheblichen wirtschaftlichen, sozialen und gesundheitspolitischen Implikationen. Sowohl negative als auch positive Ergebnisse bezüglich des Zusammenhangs zwischen bestimmten Chemikalienbelastungen und Krankheiten können das Leben von Tausenden von Menschen beeinträchtigen, wirtschaftliche Entscheidungen beeinflussen und daher politische Entscheidungen ernsthaft beeinflussen. Daher kann der Epidemiologe unter Druck geraten und von anderen versucht oder sogar ermutigt werden, die Interpretation der Ergebnisse seiner oder ihrer Untersuchungen – marginal oder wesentlich – zu ändern.
Unter den mehreren relevanten Themen, Transparenz der Datenerhebung, Kodierung, Computerisierung und Analyse ist von zentraler Bedeutung, um sich gegen Vorwürfe der Voreingenommenheit seitens des Forschers zu wehren. Ebenfalls von entscheidender Bedeutung und möglicherweise im Widerspruch zu einer solchen Transparenz ist das Recht der an der epidemiologischen Forschung beteiligten Personen, vor der Preisgabe personenbezogener Daten geschützt zu werden
(Vertraulichkeit Probleme).
Aus Sicht des Fehlverhaltens, das insbesondere im Zusammenhang mit Kausalschlüssen entstehen kann, sind Fragen, die von Ethik-Leitlinien beantwortet werden sollten:
- Wem gehören die Daten und wie lange müssen die Daten aufbewahrt werden?
- Was macht eine glaubwürdige Aufzeichnung der geleisteten Arbeit aus?
- Lassen öffentliche Zuwendungen im Budget die Kosten für eine angemessene Dokumentation, Archivierung und erneute Analyse von Daten zu?
- Gibt es eine Rolle für den Hauptforscher bei der erneuten Analyse seiner Daten durch Dritte?
- Gibt es Praxisstandards für die Datenspeicherung?
- Sollten Berufs- und Umweltepidemiologen ein normatives Klima schaffen, in dem eine fertige Datenprüfung oder -prüfung durchgeführt werden kann?
- Wie dienen gute Datenspeicherungspraktiken dazu, nicht nur Fehlverhalten, sondern auch Vorwürfen von Fehlverhalten vorzubeugen?
- Was ist arbeits- und umweltepidemiologisches Fehlverhalten in Bezug auf Datenmanagement, Ergebnisinterpretation und Interessenvertretung?
- Welche Rolle spielen Epidemiologen und/oder Berufsverbände bei der Entwicklung von Praxisstandards und Indikatoren/Ergebnissen für ihre Bewertung und bei der Beibringung von Fachwissen in irgendeiner Fürsprecherrolle?
- Welche Rolle spielt der Berufsverband/die Berufsorganisation beim Umgang mit ethischen und rechtlichen Bedenken? (Soskolne 1993)
Weitere zentrale Fragen beziehen sich im Falle der Arbeits- und Umweltepidemiologie auf die Einbeziehung der Beschäftigten in Vorphasen von Studien und auf die Veröffentlichung der Ergebnisse einer Studie an die eingeschriebenen und direkt betroffenen Probanden (Schulte 1989 ). Leider ist es nicht üblich, dass Arbeitnehmer, die an epidemiologischen Studien teilnehmen, an gemeinsamen Diskussionen über den Zweck der Studie, ihre Interpretation und die mögliche Verwendung der Ergebnisse beteiligt sind (was für den Arbeitnehmer sowohl vorteilhaft als auch nachteilig sein kann).
Teilweise Antworten auf diese Fragen liefern neuere Leitlinien (Beauchamp et al. 1991; CIOMS 1991). Allerdings sollten sich die Berufsverbände der Berufsepidemiologen in jedem Land an einer gründlichen Diskussion über ethische Fragen beteiligen und möglicherweise eine Reihe von ethischen Richtlinien verabschieden, die dem lokalen Kontext angemessen sind, während sie international anerkannte normative Praxisstandards anerkennen.