Kohorten- und Fall-Kontroll-Studien bei der Untersuchung von Ausbrüchen

Sobald die deskriptive Epidemiologie eine Hypothese über die Ursache eines Ausbruchs generiert hat, wird diese Hypothese mit einer analytischen Studie getestet. Bei Ausbrüchen sind die beiden gängigsten Designs die retrospektive Kohortenstudie, die verwendet wird, wenn die gefährdete Population gut definiert und zählbar ist, und die Fall-Kontroll-Studie, die verwendet wird, wenn dies nicht der Fall ist. Beide vergleichen die Exposition zwischen Personen, die erkrankten, und solchen, die nicht erkrankten, um das wahrscheinliche Vehikel oder die Quelle zu identifizieren.

Definition

Bei der Ausbruchsuntersuchung vergleicht eine retrospektive Kohortenstudie die Erkrankungsraten über Expositionsgruppen innerhalb einer definierten gefährdeten Population, während eine Fall-Kontroll-Studie die frühere Exposition zwischen erkrankten (Fällen) und gesunden (Kontrollen) Personen vergleicht, die aus derselben Population stammen, wobei beide darauf abzielen, die Exposition zu identifizieren, die am stärksten mit der Krankheit assoziiert ist.

Scope

Dieses Thema erläutert, wie die standardmäßigen analytischen Designs an die Geschwindigkeit und die Einschränkungen einer Felduntersuchung angepasst werden: die Wahl zwischen einem Kohorten- und einem Fall-Kontroll-Ansatz, die Berechnung von Erkrankungsraten und relativen Risiken oder Odds Ratios sowie die Interpretation der resultierenden Assoziationen zur Identifizierung einer Quelle. Es behandelt diese als methodische Werkzeuge innerhalb der Ausbruchsuntersuchung und setzt Vertrautheit mit den allgemeinen Designs voraus, die an anderer Stelle behandelt werden; es handelt sich nicht um eine statistische Anleitung oder operative Richtlinien.

Core questions

• Ist die gefährdete Population definiert und zählbar, was ein Kohorten-Design begünstigt, oder nicht, was ein Fall-Kontroll-Design begünstigt?
• Welche Exposition ist am stärksten mit dem Auftreten eines Falles assoziiert?
• Welches ist das geeignete Assoziationsmaß, ein relatives Risiko oder ein Odds Ratio, für das gewählte Design?
• Könnten Störfaktoren, Selektions- oder Erinnerungsprobleme die beobachtete Assoziation erklären?

Key concepts

• Retrospektive Kohortenstudie
• Fall-Kontroll-Studie
• Definierte gefährdete Population
• Erkrankungsrate
• Relatives Risiko und Odds Ratio
• Kontrollselektion aus der Quellpopulation
• Erinnerungs- und Selektionsverzerrung bei Ausbrüchen

Mechanisms

Wenn die gefährdete Population zählbar ist, zum Beispiel alle, die an einer Hochzeit teilgenommen haben, erfasst eine retrospektive Kohortenstudie, wer jedem Gegenstand ausgesetzt war, und berechnet Erkrankungsraten und relative Risiken, wobei die Exposition mit einer hohen Erkrankungsrate unter den Exponierten und einem starken relativen Risiko identifiziert wird. Wenn die Population offen oder unbekannt ist, vergleicht eine Fall-Kontroll-Studie stattdessen die Expositionsgeschichten von erkrankten Personen mit denen von gesunden Kontrollen, die aus derselben Quellpopulation entnommen wurden, und schätzt Odds Ratios. Beide Designs hängen von einer klaren Falldefinition, einer sorgfältigen Expositionserfassung und der Berücksichtigung von Störfaktoren sowie von Verzerrungen ab, insbesondere von Erinnerungs- und Selektionsverzerrungen, die Beobachtungsstudien mit sich bringen.

Clinical relevance

Die Assoziationen, die diese Studien ergeben, leiten die Kontrollmaßnahmen eines Ausbruchs, wie den Rückruf eines kontaminierten Produkts oder die Schließung einer Expositionsquelle. Für Gesundheitsfachkräfte hilft das Verständnis des Designs bei der Interpretation, warum ein bestimmtes Vehikel involviert war und wie stark diese Evidenz ist. Dieser Eintrag beschreibt, wie Ausbruchshypothesen getestet werden, und ist keine Anleitung zur Behandlung eines Einzelfalls.

Epidemiology

Retrospektive Kohortenstudien sind typisch für Punktquellenereignisse mit einer definierten Gäste- oder Teilnehmerliste, wie z. B. lebensmittelbedingte Ausbrüche, während Fall-Kontroll-Studien dominieren, wenn Fälle aus einer verstreuten oder undefinierten Population stammen. Beim SARS-Ausbruch in Hongkong 2003 half ein detaillierter Vergleich exponierter und nicht exponierter Gruppen innerhalb eines betroffenen Krankenhauses und Wohnkomplexes, zu charakterisieren, wer gefährdet war und wie die Übertragung erfolgte, was die analytische Vergleichbarkeit in einem Notfall veranschaulicht.

History

Die Fall-Kontroll- und Kohorten-Designs wurden Mitte des 20. Jahrhunderts in der Epidemiologie chronischer Krankheiten konsolidiert, aber ihre schnelle retrospektive Anwendung auf akute Ausbrüche wurde zu einem festen Bestandteil der Feldepidemiologie, als Ausbildungsprogramme wie der Epidemic Intelligence Service die Methode verbreiteten. Handbücher der Feldepidemiologie kodifizierten die Wahl zwischen Kohorten- und Fall-Kontroll-Ansätzen danach, ob die gefährdete Population enumeriert werden kann.

Debates

Kohorten- oder Fall-Kontroll-Design bei einer Felduntersuchung?

Wenn die gefährdete Population klein und vollständig zählbar ist, wird eine retrospektive Kohortenstudie bevorzugt, da sie direkt Erkrankungsraten und relative Risiken liefert; wenn sie groß oder undefiniert ist, ist eine Fall-Kontroll-Studie praktischer, und die richtige Wahl unter Zeitdruck ist eine wiederkehrende methodische Entscheidung.

Key figures

• Michael Gregg
• Kenneth Rothman
• Sander Greenland

Seminal works

• gregg-2008
• cdc-fetp-2012

Frequently asked questions

Wann wird bei einem Ausbruch eine retrospektive Kohortenstudie anstelle einer Fall-Kontroll-Studie verwendet?

Eine retrospektive Kohortenstudie wird verwendet, wenn die gesamte gefährdete Population aufgelistet und kontaktiert werden kann, wie z. B. Teilnehmer einer einzelnen Veranstaltung, so dass Erkrankungsraten und relative Risiken berechnet werden können; eine Fall-Kontroll-Studie wird verwendet, wenn die gefährdete Population groß oder undefiniert ist und nicht vollständig enumeriert werden kann.

Warum wird das Odds Ratio in Fall-Kontroll-Studien bei Ausbrüchen verwendet?

Da eine Fall-Kontroll-Studie auf der Krankheit und nicht auf der Exposition basiert, kann sie Erkrankungsraten nicht direkt schätzen; daher ist das Odds Ratio das Maß, das sie berechnen kann, wobei es das relative Risiko annähert, wenn das Ergebnis selten ist.