Chap14. 연관성에서부터 인과성까지: 역학적 연구로부터의 추론 유도

질병 원인을 탐구하기 위한 접근

질병의 원인을 연구하기 위해 어떤 접근이 유용할 것인가?

• 실험실 환경(in vitro)은 인위적 체계로 온전한 전체 인체에 외삽시키 어려운 한계점 존재
• 특정 물질이 인간에게 질병을 일으키는지 결론짓기 위해 인간집단을 대상으로 관찰할 필요가 있음
• 윤리적으로 무작위 배정을 할 수 없으므로 비무작위적 관찰(non-randomized pbservation)에 의존

인간 집단 내에서의 원인을 탐구하기 위한 접근

• 역학: '계획되지 않은' 또는 '자연적' 실험으로 명명되어 온 내용을 글로 표현한 것

인간집단 대상 연구의 수행단계

-> 어떤 노출 또는 사건과 어떤 질병의 위험 간에 특정 연관성이 있는지를 결정하기 위해 그룹 특성에 대한 연구를 하는 생태학적 연구나 개인 특성에 대한 연구인 환자 대조군 연구 및 코호트 연구를 하고 다음으로 연관성이 있는 것으로 나타나는 경우, 관찰된 연관성이 인과적일 가능성을 결정

생태학적 연구

생태학적 연구는 과연 할 만한 가치가 있는가?

• 생태학적 오류: 특정 집단에 속한 개개인의 노출과 결과 자료없이 그룹의 자료만 확보한 생태학적 연구에서 흔히 발생하는 것으로, 개인의 특성을 고려하지 않은 채 특정 집단의 구성원들에 대한 특성을 규정
• 개인과 지역 간의 가능한 실제 생태학적 관계를 연구하기에는 미흡한 것으로 인식
• 집단 자료에 전적으로 의존하는 생태학적 연구의 제한점 때문에 환자-대조군 연구와 코호트 연구 같은 개인 특성가지 고려한 연구 시행 (각 대상자에 대한 노출과 질병 발생 정보를 모두 가짐)

 

연관성의 유형

진정한 연관성, 거짓 연관성

관찰된 연관성이 진정한 연관성인가? 또는 거짓(그럴듯한) 연관성인가?

진정한 연관성에 대한 해석

관찰된 연관성이 진정한 것이라면, 그것은 인과적인가?

연관성의 유형

연관성이 원인적 요인 때문인지 교란에 의한 것인지 구분하는 것은 임상과 공붕보건학적 관점에서 차이 있음

 

인과적 관계의 유형

• 직접적 인과성: 한 요인은 중간 매개 단계 없이 한 질병의 원인으로 작용
• 간접적 인과성: 한 요인은 중간 매개 단계들을 거쳐 한 질병의 원인으로 작용

필수적이며 충분한 관계

• 질병을 일으키기 위해서 한 요인은 필수적이며 충분
• 요인 없이 질병은 발생하지 않으며(요인 필수적), 그 요인이 존재하면 질병이 반드시 발생(요인 충분)
• 매우 드뭄

필수적이지만 충분하지는 않은 관계

• 각 요인은 필수적이지만, 그 자체로는 질병의 원인이 되기에 충분하지 않음
• 흔히 특정 시간적 순서에 따르는 다중 요인을 필요로 함
• 예) 암이 발생하기 위해서 개시인자(initiator)의 활동에 이은 또는 촉진자(promotor)의 활동이 반드시 있어야 하지만, 각각의 활동으로는 암은 발생되지 않음

충분하지만 필수적이지는 않은 관계

• 어떤 요인이 각각 질병을 일으킬 수 있으나 독단적으로 작용하는 다른 요인도 있을 수 있는 경우
• 충분한 관계의 기준이 단일 요인에는 거의 부합하지 않음

충분하지도 필수적이지도 않은 관계

• 한 요인이 그 자체만으로는 어떤 질병을 일으키기에 충분하지도 필수적이지도 않음
• 복잡한 유형으로 대부분의 만성질환에 적용

 

인과적 관계의 증거

인과성 규명을 위한 가정 (1840 Henle 제안, 1880년대 Koch 전파)

1. 그 병원체는 언제나 그 질병에서 검출된다.
2. 그 병원체는 다른 어떤 질병에서도 검출되지 않는다.
3. 그 병원체는 실험동물에서 그 질병에 걸린 동물로부터 분리되고, 수세대에 걸쳐 배양되며 그 질병을 일으킨다.
   + 비록 어떤 전염병이 동물에게 전파될 수 없다 하더라도 가정1과 가정2인 병원체의 '일정성'과 '배타성' 존재가 인과적 관계를 즐명한다.

 

연관성이 인과적인지를 판단하는 기준

1.시간적 선후관계

• 한 요인을 한 질병의 원인으로 믿으려면 그 요인에 대한 노출이 반드시 발병 전에 일어나야 한다.
• 전향성 코호트 연구에서 쉽게 설정 가능
• 발생 순서를 분명히 하는 것뿐만 아니라 간격의 길이도 중요

2.연관성의 강도

• 연관성의 강도는 비교위험도 또는 오즈비로 측정
• 연관성이 강할수록 관계가 인과적일 가능성이 큼

3.용량반응관계

• 노출량이 증가할수록 질병 위험 또한 증가
• 용량반응관계를 보이면 인과적 관계의 강력한 증거가 됨
• 한계치가 존재하는 경우, 한계치 이상에서 발병

4.결과의 반복성

• 관계가 인과적이라면 다른 연구와 다른 집단에서도 일정한 결과 관찰 가능

5.생물학적 개연성

• 생물학적 개연성: 최근의 생물학적 지식과의 일관성
• 역학적 관찰이 때로는 생물학적 지식보다 앞서담

6.다른 가능한 해석에 대한 고려

• 보고된 연과성의 인과성 여부 판단시 또다른 해설의 가능성과 제외시켜야 하는 해설의 범위와 한계 설정이 중요

7.노출 중단

• 어떤 요인이 한 질병의 원인이라면, 그 요인에 대한 노출 감소나 소멸은 질병 위험을 감소시킴
• 노출 중단 자료를 이용할 경우 인과적 연관성을 지지할 유력한 증거를 제공하기도 하지만, 그 병리적 기전이 처음부터 비가역적으로 시작되어 노출이 소멸된 시점에 이미 발병 여부가 결정된 경우도 있음

8.기존 지식과의 일관성

• 어떤 관계가 인과적이라면 그 결과들은 다른 자료와 일치
• 일관성의 결여가 가설을 완전히 배제할 수 없는 경우에도 현상이 어떻게 인과적 가설과 일치할 수 있는지를 설명해야 함

9. 그 연관성의 특이성

• 어떤 노출이 오로지 한 가지 질병과 연관됨
• 가이드라인 중 가장 약하고 제외 가능

 

인과적 추론을 위한 가이드라인의 수정

USPSTF가 이용하는 어떤 선별검사에 대한 일반적인 분석 틀

(1) 선별검사가 이환과 사망을 낮춘다는 직접적인 증거가 있는가?
(2) 표적 집단에서 그 질병의 유병률은?
(3) 선별검사로 표적 상태를 정확하게 가려낼 수 있는가?
(4) 치료를 함으로써 중간 결과의 발생을 감소시킬 수 있는가?
(5) 치료를 함으로써 임상적인 진단된 사람들의 건강 결과를 호전시킬 수 있는가?
(6) 중간 결과의 발생 감소가 이환과 사망 감소에 적절히 연관되는가?
(7) 그 선별검사의 부작용은 없는가?
(8) 치료에 따른 부작용은 없는가?

미국 예방서비스 위원회(USPSTF)에서 사용하는 총체적 증거의 질 등급 기준

• GOOD: 건강 결과들의 효과를 직접 평가할 수 있는 대표적 집단에 대한 잘 설계되고, 잘 수행된 연구들로부터의 일관된 결과들을 포함하는 증거
• FAIR: 건강 결과의 효과를 결정하기에는 충분하지만, 수, 질, 개별 연구의 일관성, 일상적인 수행에 대한 일반화, 간접적인 속성 등에 의해 그 강도가 제한적인 증거
• POOR: 수와 검정력의 제한, 연구 설계와 수행에성의 중요한 결점들, 증거 고리에서의 격자(gaps), 중요 건강 결과에 대한 정보 부족 등의 제한점 때문에 건강 결과의 혀ㅛ과 평가에 불충분한 증거

미국 예방서비스 위원회(USPSTF)의 권고 등급 기준

• 증거의 강도와 총 이득(이득-위해)의 크기에 따라 권고 등급 결정
  • A: 임상의가 해당 환자에게 서비스를 제공하도록 적극 권고. 이 서비스가 주요 건강 결과를 개선시키고 위해보다는 충분한 이득을 주는 것으로 결론내릴 수 있는 좋은 증거들이 있음
  • B: 임상의가 해당 환자에게 서비스를 제공하도록 권고. 이 서비스가 주요 건강 결과를 개선시키고 위해보다는 충분한 이득을 주는 것으로 결론내릴 수 있는 최소한의 바람직한 증거들이 있음
  • C: 통상적으로 제공하는 서비스에 대한 권고는 없음. 주요 건강 결과를 개선시키는 최소한의 바람직한 증거들이 있지만, 일반적인 권고로 정당화하기에는 이득과 위해의 균형이 너무 근접되어 있음
  • D: 무증상 환자에게는 통상적인 서비스로 제공하지 않드로고 권고. 이 서비스가 효과가 없거나, 이득보다는 위해가 큰 최소한의 증거들이 있음
  • I: 통상적인 서비스로 제공하기에는 증거 불충분. 효과가 없거나, 질이 나쁘거나, 상반된 의견이 있거나, 이득과 위해의 균형을 결정할 수 없음