Thử nghiệm tự nhiên

Thử nghiệm tự nhiên là một nghiên cứu khai thác sự biến đổi tự nhiên hoặc do bên ngoài áp đặt trong phơi nhiễm — chẳng hạn như thay đổi chính sách, ranh giới địa lý hoặc một sự kiện khác nằm ngoài tầm kiểm soát của nhà nghiên cứu — phân chia mọi người thành các nhóm như thể họ được phân công ngẫu nhiên. Nó cho phép các nhà nghiên cứu tiếp cận logic của một thử nghiệm có kiểm soát đối với những câu hỏi mà việc cố ý phân công phơi nhiễm sẽ là phi đạo đức, không thực tế hoặc không thể thực hiện được.

Definition

Thử nghiệm tự nhiên là một nghiên cứu trong đó phơi nhiễm được xác định bởi một quá trình tự nhiên hoặc do bên ngoài áp đặt mà nhà nghiên cứu không kiểm soát, và được phân tích như thể phơi nhiễm đã được phân công, để ước tính ảnh hưởng của phơi nhiễm đó lên một kết quả.

Scope

Mục này bao gồm ý tưởng khai thác sự biến đổi ngoại sinh, các điều kiện mà theo đó sự biến đổi đó có thể hoạt động như sự ngẫu nhiên hóa, các phương pháp phân tích được sử dụng để ước tính các hiệu ứng, và các giả định cũng như các mối đe dọa đối với tính hợp lệ phân biệt một thử nghiệm tự nhiên với một thử nghiệm ngẫu nhiên thực sự. Nó coi thử nghiệm tự nhiên là một chủ đề phương pháp luận trong các thiết kế nghiên cứu dịch tễ học, không phải là hướng dẫn lâm sàng.

Key concepts

• Biến đổi ngoại sinh (bên ngoài) trong phơi nhiễm
• Phân công bán ngẫu nhiên
• So sánh phản thực
• Tính hợp lý của giả định 'như thể ngẫu nhiên'
• Nhiễu từ phơi nhiễm không ngẫu nhiên
• Can thiệp cấp độ dân số và đánh giá chính sách

Mechanisms

Một thử nghiệm tự nhiên dựa vào một nguồn biến đổi trong phơi nhiễm phát sinh bên ngoài nghiên cứu — một luật mới, một ranh giới hành chính, một thay đổi giá cả, một sự gián đoạn trong nguồn cung — và điều quan trọng là, không liên quan đến kết quả ngoại trừ thông qua chính phơi nhiễm. Khi điều kiện 'như thể ngẫu nhiên' này được đáp ứng, việc so sánh các nhóm bị ảnh hưởng và không bị ảnh hưởng sẽ xấp xỉ sự tương phản phản thực mà một thử nghiệm ngẫu nhiên sẽ cung cấp, do đó hiệu ứng của phơi nhiễm có thể được ước tính mặc dù không có sự phân công cố ý. Nhiệm vụ phương pháp luận trung tâm là lập luận và thăm dò xem liệu sự biến đổi đó có thực sự độc lập với các yếu tố gây nhiễu hay không; bởi vì sự phân công không nằm trong tầm kiểm soát của nhà nghiên cứu, nhiễu còn lại là mối đe dọa chính, và độ tin cậy của bất kỳ thử nghiệm tự nhiên nào đều dựa vào mức độ thuyết phục mà giả định 'như thể ngẫu nhiên' có thể được bảo vệ. Các nghiên cứu như vậy là quan sát trong thực hiện nhưng mang tính thử nghiệm trong logic, chiếm vị trí giữa các thiết kế quan sát và các thử nghiệm thực sự.

Clinical relevance

Các thử nghiệm tự nhiên là một nguồn bằng chứng quan trọng về các tác động sức khỏe của các chính sách và can thiệp cấp độ dân số mà không thể ngẫu nhiên hóa, và việc giải thích chúng là một phần của việc đánh giá bằng chứng trong y tế công cộng. Mục này mô tả cách thức bằng chứng như vậy được tạo ra và đánh giá; nó là một tài liệu tham khảo về thiết kế chứ không phải là cơ sở cho các quyết định chẩn đoán hoặc điều trị cá nhân.

Epidemiology

Các thử nghiệm tự nhiên có giá trị nhất để đánh giá các can thiệp cấp độ dân số và chính sách — thuế, quy định, thay đổi môi trường, triển khai chương trình — nơi việc ngẫu nhiên hóa là không thể nhưng tồn tại một biến đổi ngoại sinh đáng tin cậy. Điểm mạnh của chúng là sự phù hợp với các điều kiện thực tế và khả năng nghiên cứu các câu hỏi không thể trả lời được bằng cách khác; điểm yếu của chúng là giả định 'như thể ngẫu nhiên' có thể thất bại, do đó độ chắc chắn của các ước tính của chúng thường thấp hơn so với một thử nghiệm ngẫu nhiên có thể so sánh được.

Evidence & guidelines

Hướng dẫn phương pháp luận, bao gồm hướng dẫn của Hội đồng Nghiên cứu Y khoa về việc sử dụng các thử nghiệm tự nhiên để đánh giá các can thiệp sức khỏe dân số, nêu rõ khi nào phương pháp này phù hợp và cách tăng cường suy luận nhân quả. Trong các hệ thống phân cấp bằng chứng, các thử nghiệm tự nhiên được coi là bán thử nghiệm: mạnh hơn các so sánh quan sát thông thường khi sự phân công thực sự là ngoại sinh, nhưng nói chung thấp hơn các thử nghiệm ngẫu nhiên vì sự phân công không nằm trong tầm kiểm soát của nhà nghiên cứu.

History

Ý tưởng này đã có từ rất lâu trước khi có tên gọi chính thức: cuộc điều tra của John Snow về dịch tả London năm 1854, so sánh tỷ lệ tử vong giữa các hộ gia đình được cung cấp nước bởi các công ty lấy nước từ các nguồn bị ô nhiễm và sạch hơn, thường được trích dẫn là một thử nghiệm tự nhiên ban đầu vì nguồn cung cấp nước đã phân chia các hộ gia đình theo cách mà Snow không kiểm soát. Phương pháp này sau đó được chính thức hóa trong dịch tễ học và khoa học xã hội, và các hướng dẫn như khuôn khổ của Hội đồng Nghiên cứu Y khoa đã nêu rõ cách các thử nghiệm tự nhiên có thể được sử dụng để đánh giá các can thiệp sức khỏe dân số.

Debates

Làm thế nào để biện minh cho giả định 'như thể ngẫu nhiên'?

Một thử nghiệm tự nhiên chỉ đáng tin cậy khi tuyên bố rằng phơi nhiễm được phân công độc lập với các nguyên nhân khác của kết quả; bởi vì điều này không thể được đảm bảo như trong một thử nghiệm ngẫu nhiên, việc bảo vệ giả định bằng thiết kế và bằng chứng hỗ trợ là nhiệm vụ trung tâm và gây tranh cãi.

Key figures

• John Snow
• Peter Craig

Seminal works

• snow-1855
• craig-2012

Frequently asked questions

Thử nghiệm tự nhiên khác với thử nghiệm đối chứng ngẫu nhiên như thế nào?

Trong một thử nghiệm ngẫu nhiên, nhà nghiên cứu phân công phơi nhiễm một cách ngẫu nhiên; trong một thử nghiệm tự nhiên, phơi nhiễm được xác định bởi một sự kiện hoặc quá trình bên ngoài mà nhà nghiên cứu không kiểm soát. Thử nghiệm tự nhiên chỉ xấp xỉ sự ngẫu nhiên hóa, và tính hợp lệ của nó phụ thuộc vào việc sự phân công bên ngoài đó có thực sự độc lập với các nguyên nhân khác của kết quả hay không.

Tại sao nghiên cứu dịch tả của John Snow được mô tả là một thử nghiệm tự nhiên?

Các hộ gia đình ở một phần của London nhận nước từ các công ty khác nhau lấy từ các nguồn bị ô nhiễm nhiều hơn hoặc ít hơn, phân chia họ theo phơi nhiễm theo cách mà Snow không sắp xếp. Việc so sánh tỷ lệ tử vong do dịch tả giữa các nhóm 'như thể được phân công' này đã cho phép ông ước tính ảnh hưởng của nguồn nước, đây là logic của một thử nghiệm tự nhiên.