Time, Place, and Person Epidemiological elements of time, place, and person frequently formulated as DESCRIPTIVE EPIDEMIOLOGY Αντικείµενα Ηεπίδραση του χρόνου, τόπου και του ατόµου στις επιδηµιολογικές µελέτες & τον έλεγχο της νόσου στον πληθυσµό Ο ρόλος του χρόνου, τόπου και του ατόµου στην αιτιολογία, την βαρύτητα και την διασπορά των νόσων στην κοινότητα Ποια η σχέση του χρόνου & τόπου στην διασπορά των νοσηµάτων ενώ διερευνάται η θεµελιώδης ερευνητική ερώτηση ΠΟΥ & ΠΟΤΕ Ποια η σχέση των βασικών χαρακτηριστικών του ατόµου όπως: ηλικία, φύλο, φυλή, θρησκεία, µορφωτικό επίπεδο, επάγγελµα µε την νόσο και την διασπορά της που απαντά στην θεµελιώδη ερευνητική ερώτηση ΠΟΙΟΣ Εισαγωγή Where Where When When Descriptive Epidemiology Who Who Analytical Epidemiology 1
ΧΡΟΝΟΣ Ποια η σχέση του χρόνου µε τη νόσο? Έννοια του επιδηµιολογικού χρόνου Ώρες (δηλητηριάσεις, ατυχήµατα) Ηµέρες (χρόνος επώασης, αποθεραπεία) Μήνες (διάρκεια νόσου, θεραπεία) Χρόνια (επιβίωση, υποτροπή) Temporal : Περιγράφει παράγοντες χρόνου σχετικούς µε την επιδηµιολογική έρευνα Χρόνος Cases 16 14 12 1 8 6 4 2 19 2 21 22 23 24 25 26 27 28 29 3 31 1 2 3 4 5 ΑΥΓΟΥΣΤΟΣ ΣΕΠΤΕΜΒΡΙΟΣ Time factor in the cholera epidemic in Broad Street-Golden Square area of London in the 18s, showing the epidemic curve of the outbreak (John Snow: Snow on Cholera 1936, Harvard) 6 7 8 9 1 11 12 13 14 15 16 17 18 19 2 Age-adjusted cancer death rates, USA Rate per 1 5 males 8 7 6 5 4 3 2 1 Lung Stomach Colon & Rectum Prostate Pancreas Leukemia Liver 193 194 195 196 197 198 199 2 2
Επιδηµιολογία: Χρονικοί παράγοντες Μακροχρόνια χρονική τάση (Long-term or secular time) Βραχυχρόνιες τάσεις (Short-term) Κυκλικές χρονικές τάσεις (Cyclic trends) Εποχιακές τάσεις (Seasonal trends) Time trends: Secular (Long-Term trends) Επιδηµιολογικά φαινόµενα µε διάρκεια>1 έτος Παράδειγµα: Κάπνισµα και καρκίνος πνεύµονα σε άνδρες και γυναίκες Secular cycles Ηπατίτις Α (κύκλος 7 χρόνων) Ιλαρά (κύκλος 2 χρόνων) Κάπνισµα: Καρκίνος και Χρονία Αποφρακτική Πνευµονοπάθεια (ΧΑΠ ) Μακροχρόνιες χρονικές διακυµάνσεις (Secular Trends) θνησιµότητος νοσηµάτων συνδεοµένων µε το κάπνισµα 3
Percent Change in Age-Adjusted Adjusted Death Rates, U.S., 1965-1998 1998 Proportion of 1965 Rate 3. Coronary Stroke 2.5 Heart Disease Other CVD COPD All Other Causes 2. 1.5 1..5 59% 64% 35% +163% 7% 1965-1998 1965-1998 1965-1998 1965-1998 1965-1998 Secular trend of cigar consumption 14 U.S. Cigar Consumption 195-1995 12 1 Billions cigars 8 6 4 2 195 1955 196 1965 197 1975 198 1985 199 1995 Year Age-adjusted cancer death rates, USA Rate per 1 5 males 8 7 6 5 4 3 2 1 Lung Stomach Colon & Rectum Prostate Pancreas Leukemia Liver 193 194 195 196 197 198 199 2 4
Smoking Lung cancer: Secular Time trends 8 7 Lung Cancer 6 Rate per 1 5 males 5 4 3 2 1 193 194 195 196 197 198 199 2 U.S. Cigar Consumption 195-1995 14 12 1 Billions cigars 8 6 4 2 195 1955 196 1965 197 1975 198 1985 199 1995 Year Short-Term Trends ιαστήµατα χρόνου διάρκειας ωρών, ηµερών, εβδοµάδων ή µηνών Παραδείγµατα: Χρόνοι επώασης λοιµωδών νοσηµάτων Έκθεση σε αλλεργιογόνα και άσθµα Έκθεση σε επεισόδια ατµοσφαιρικής ρύπανσης και αύξηση θνησιµότητος Επιδηµία χολέρας (John Snow) Χρόνος Cases 16 14 12 1 8 6 4 2 19 2 21 22 23 24 25 26 27 28 29 3 31 1 2 3 4 5 ΑΥΓΟΥΣΤΟΣ ΣΕΠΤΕΜΒΡΙΟΣ Time factor in the cholera epidemic in Broad Street-Golden Square area of London in the 18s, showing the epidemic curve of the outbreak (John Snow: Snow on Cholera 1936, Harvard) 6 7 8 9 1 11 12 13 14 15 16 17 18 19 2 5
Diurnal variations of O 3 and NO 2 (Athens 18-9-1986-σταθµός Πατησίων) 4 Tzanakis and Bechrakis 1988 Concentration (µg/m3) 3 2 1 O 3 NO 2 6. 12. 18. 24. Diurnal variations of O 3 and NO 2 (Athens 18-9-1986) 2 Marousi station O 3 NO 2 Concentration (µg/m 3 ) 15 1 5 Time 6. 12. 18. 24. Tzanakis 1988 Max hourly values of O 3 and NO 2 (Heraklion Summer 1992) 6 O 3 NO 2 Concentration (µg/m 3 ) 5 4 3 2 1 Threshold Study period (16 days) 6
Short-Term trends: Escherichia coli epidemic (Tarrant County Texas) Number 16 14 12 1 8 6 4 2 Start of the camp NonBloody Diarrhea End of the camp Bloody Diarrhea 8 9 1 11 12 13 14 15 16 17 18 19 2 21 Date Κυκλικές χρονικές διακυµάνσεις (Cyclic Trends) Η συχνότητα επιδηµιολογικών φαινοµένων (π.χ. λοιµώδη νοσήµατα) µε βραχυχρόνιες ή µακροχρόνιες χρονικές διακυµάνσεις λαµβάνουν κυκλικώς αυξοµειώσεις Αίτια: Σχολική χρονιά, µεταναστευτικά κύµατα, διάρκεια κ φυσική πορεία νοσηµάτων, πόλεµοι Cyclic trends: Chicken-pox outbreaks 3 Cases per 1 5 population 25 2 15 1 5 1984 1985 1986 1987 1988 1989 199 Παράδειγµα κυκλικών επιδηµικών διακυµάνσεων ανεµοβλογιάς σε µια περίοδο 8 ετών. CDC 199, Weekly report, Vol 39, No 53, October 4. 7
Seasonal Trends and Variations Σταθερή επανεµφάνιση νόσου ή νοσηρής κατάστασης (π.χ. αύξηση συχνότητας) ανά τακτά εποχικά χρονικά διαστήµατα Η εποχική κατανοµή της νόσου ή φαινοµένων σχετιζοµένων µε τη νόσο είναι άκρως ενδιαφέρουσα επειδή: υνατόν να υποδηλώνει αιτιολογικές συσχετίσεις Μπορεί να επεξηγεί φαινόµενα διασποράς των νοσηµάτων Βοηθά σε προληπτικές δράσεις Seasonal variations: WINTER AIR POLLUTION Caused by mixture of pollutants from: road vehicles fuels used to provide electricity and heating in offices, factories and homes Formed by: Pollutants building up at ground level in urban areas. The 'lid' of cold air above the warm air traps the pollutants When: On cold, calm days, often after a clear, cloudless night and an early-morning frost or mist close to the ground Where does it occur: In urban areas Seasonal Variations: SUMMER AIR POLLUTION Caused by mixture of pollutants from: road vehicles fuels used to provide electricity and heating in offices, factories and homes vapours from petrol and certain industrial premises Formed by: Action of sunlight on these pollutants forms low-level ozone close to the ground When: On hot sunny days Where does it occur: In urban areas -nitrogen dioxide and particles In rural and suburban areas - mainly ozone and particles 8
Time Clustering/Time-place cluster/disease cluster Η αθροιστική χρονικώς συσσώρευση περιπτώσεων νόσου ή γεγονότων συνδεοµένων µε τη νόσο Η χρονική συρροή αυτή των παραγόντων σχετιζοµένων µε τη νόσο συχνά παρουσιάζει ενδιαφέρουσες τοπογραφικές/γεωγραφικές κατανοµές Εφαρµογή time-clustering analysis Γραφική αναπαράσταση: Άξονας x: Time or/and Place Άξονας y: Περιπτώσεις Cases 15 1 Total number of Gillain-Bare Cases confirmed : 132 Onset May-June 1977 Onset July 1976-April 1977 5 2 15 1 5 5 1 15 2 25 3 Weeks before Weeks after VACCINATION 2.3 million people Time factors and the time clustering of the outbreak in Michigan of Guillain-Bare syndrome by cases July 1976-June 1977 (Guillain-Bare syndrome and its relationship to Swine Influenza Vaccination in Michigan, 1976-1977. Am J of Epidemiology 1984:119;6:88-889) Γεωγραφική κατανοµή νόσου Χρήσιµη απεικόνιση κατανοµής της νόσου και της συρροής (clusters) των περιπτώσεων στον γεωγραφικό χάρτη Ειδικώς χρήσιµη στην περίπτωση επιδηµιών και της διασποράς της κατά γεωγραφικό διαµέρισµα Παράγοντες που λαµβάνονται υπόψη: Γεωγραφική θέση της κάθε περίπτωσης Η συρροή των περιπτώσεων Η αρχική θέση έναρξη της επιδηµίας (πηγή) Χρονικοί παράγοντες που σχετίζονται µε την έναρξη της νόσου Η σηµασία: Των εθνικών συνόρων Των φυσικών ορίων (ποτάµια, οροσειρές) 9
Premature deaths from tobacco use worldwide Cancer Mortality in various regions LESS Developed Developed Deaths from tobacco use worldwide 1
Κατανοµές νοσηµάτων κατά χώρα Νοσήµατα είναι πιο συχνά σε συγκεκριµένες χώρες/γεωγ. διαµερίσµατα: Ιαπωνία: Στεφανιαία νόσος, Καρκίνου στοµάχου υτικό Τέξας: Στεφανιαίας νόσου (σκληρότητα νερού?) Νεβάδα: Καρκίνος πνεύµονα (κάπνισµα) Γιούτα: Καρκίνος πνεύµονα (Μορµόνοι) Σύνορα ΗΠΑ-Μεξικού: Λύσσας (αδέσποτα σκυλιά από το Μεξικό που περνούν τα σύνορα) Ευρώπη: Θνησιµότητα Γεωγραφία-Νόσος: Σχετικοί παράγοντες Αυξηµένη συχνότης του νοσήµατος παρατηρείται σε όλες τις εθνότητες που κατοικούν στην περιοχή? Αυξηµένη συχνότης του νοσήµατος δεν παρατηρείται σε όµοιες οµάδες που διαµένουν την ίδια περιοχή? Υγιή άτοµα που εισέρχονται στην περιοχή προσβάλλονται στην ίδια συχνότητα µε τον γηγενή πληθυσµό? Επί ζωονόσων άλλο ζωικοί οργανισµοί (εκτός των ανθρώπων) προσβάλλονται οµοίως? 11
Αη example of time-place clustering of the outbreak ίη Michigan of Guillain-Barre Syndrome by cases ίη July, 1976-June, 1977.(Source: Breman, J.G., d Hayner, H.S.,) "Guillain-Barre Syndrome and Its Relationship to Swine Influenza accination ίη Michigan, 1976-1977," American Journal of Epidemio/ogy, νοι. 119,. 6, 1984, ρρ. 88-889) Figure 9.14 (page 291) Άλλοι παράγοντες Τοπογραφία, κλίµα, οικολογικοί λόγοι (ελονοσία) Φυσικοί παράγοντες (σκληρότης ποσίµου νερού & καρκίνος πνεύµονα) Κοινωνικοί και πολιτισµικοί παράγοντες Α spot map of the highest occurrences of lung and bronchial cancer the United States (the 48 continental states). The disease clustering effect is also) served. (Source: National Center for Health Statistics, Centers for Disease Control Id Prevention, Public Health Service, U.S. Department of Health, Education and welfare, 1982) 12
USA: Syphilis & AIDS Syphilis 199 AIDS Dot Maps in Disease Investigation USA: Rubella per 1 population 13
Example of map and dot map use ίη the epidemiological investigation of a shigellosis outbreak οη river raft trips down the Grand Canyon οη the Colorado River. (Source: Merson, Μ.Η., et al. "An Outbreak of Shigella sonnei gastroenteritis οη Colorado River Raft Trips," American Journal of Epidemiology, νοι. 1,Νο. 3, 1974, ρρ. 186-195) "Legionnaires' Disease Example of a spot map showing cases, building and wind direction as used ίη an epidemiological study of Legionnaires' disease in Burlington, Vermont. (Source: Klauke, D.N., et ai. "Legionnaires' Disease: The Epidemiology of Two Out- of breaks ίπ Burlington, Vermont, 198:" Am Journal of Epidemiology, νοι. 119 Clustering in time and place When and Where 14
Past and future Annual deaths due to tobacco estimated worldwide 195 23 projected 7 projected 1.3 3 projected 2.1 2.1.3.2 Industrialised countries (million deaths) Developed countries Person - Demographics Ηλικία Φύλο Φυλή Εθνικότητα Οικογενειακή κατάσταση Επάγγελµα Εκπαίδευση Life style 15
Ηλικία Το ιδιοσυγκρασιακό χαρακτηριστικό µε την µεγαλύτερη επίδραση στην επιδηµιολογία Οι συχνότητες νοσηµάτων - Προτυποποίηση ως προς την ηλικία: Age-specific rates Age-adjusted rates Age-related occurrence of the disease Ηλικία: είκτης ανάπτυξης του οργανισµού (γενετικά νοσήµατα/κατάγµατα οστεοπόρωσης) Age-dependence of the disease Παιδικές λοιµώξεις Age-related disease risk Αθροιστική επίδραση των παραγόντων κινδύνου µε την ηλικία Χρόνια νοσήµατα Atherosclerosis & Ischemic heart disease: Age-related risk factors ιαβήτης Υπέρταση Stress Κάπνισµα Παχυσαρκία Χοληστερόλη Έλλειψη άσκησης Γενετική προδιάθεση 1 2 3 4 5 6 7 8 9 AGE (YEARS) Cancer Mortality in various regions LESS Developed Developed 16
Cardiovascular disease USA: Prevalence by age and sex 8 ΑΝ ΡΕΣ ΓΥΝΑΙΚΕΣ 6 4 2 2-24 25-34 35-44 45-54 55-64 65-74 75+ Population pyramids USA 19: Age cohort groupings & sex Males 85+ 8-84 75-79 7-74 65-69 6-64 55-59 5-54 45-49 4-44 35-39 3-34 25-29 2-24 15-19 1-14 5-9 -4 Females 6 5 4 3 2 1 1 2 4 3 5 6 Percent of Total Population Population pyramids USA 197: Age cohort groupings & sex Males 85+ 8-84 75-79 7-74 65-69 6-64 55-59 5-54 45-49 4-44 35-39 3-34 25-29 2-24 15-19 1-14 5-9 -4 Females 6 5 4 3 2 1 1 2 4 3 5 6 Percent of Total Population 17
Dependency ratio Ποια είναι η δυνατότητα του πληθυσµού µιας χώρας για ισορροπία µεταξύ ενεργού και µη ενεργού τµήµατος του 85+ Males Females 8-84 75-79 7-74 65-69 6-64 55-59 5-54 45-49 4-44 35-39 3-34 25-29 2-24 15-19 1-14 5-9 -4 6 5 4 3 2 1 1 2 3 4 5 6 Percent of Total Population Population < 18 yrs + Population > 65 yrs Dependency ratio = Populatio nages18 64 yrs Φύλο (Gender/Sex) Μετά την ηλικία το φύλο είναι το πιο σηµαντικό χαρακτηριστικό των ατόµων στην επιδηµιολογία των νοσηµάτων Παρόλο που η αναλογία γεννήσεων των αρρένων είναι ψηλότερη από των θηλέων (16/1), η αναλογία θνησιµότητος είναι επίσης µεγαλύτερη για όλες τις ηλικιακές οµάδες Μερικά νοσήµατα παρουσιάζουν πολλαπλάσια θνησιµότητα στους άνδρες από ότι οι γυναίκες (καρκίνος πνεύµονα, στεφανιαία νόσος): ιαφορετικό life style? ιαφορετική έκθεση σε παράγοντες κινδύνου? Γενετικές φυλοσύνδετες διαφοροποιήσεις? Φύλο (Gender/Sex) Οι 4 κύριοι παράγοντες διαφοροποίησης λόγω φύλου Γενετικοί (αιµοφιλία) οµικές (ανατοµικές & φυσιολογικές) διαφορές (καρκίνος µαστού) Life style ή επαγγελµατικές εκθέσεις Έκθεση σε ειδικούς περιβαλλοντικούς παράγοντες 18
Φύλο και AIDS: USA, CDC 2 Annual rate (per 1 5 ) 7 6 5 4 3 2 1 ΑΝ ΡΕΣ ΓΥΝΑΙΚΕΣ 13-19 2-29 3-39 4-49 5-59 6+ Rate of primary and secondary Syphilis, white non-hispanic race, by age and gender for the USA 1999 Rate ( per 1 population) 2. 1.6 1.2.4.8 1.6.4.8 1.2 2. Males Total 65+ 55-64 45-54 4-44 35-39 3-34 25-29 2-24 15-19 1-14 Age Females Gender and heart disease risk factor AVERAGE = 1 3 25 2 15 1 Male 175 Female 98 5 66 63 No risk factors Smoking Smoking & Smoking & Cholesterol Cholesterol & High BP Effect of sex and age and risk factors on the chance of heart attack in 55-yearold people. (Am Heart Association National Center: Dallas, Texas, 1991) 175 136 288 22 19
Φυλετικά (race) & εθνικά (ethnicity) χαρακτηριστικά Ηέννοια της εθνικότητας στην επιδηµιολογία: ιακριτή καταγωγή και ιστορία Πολιτισµική ταυτότητα (έθιµα) Κοινή γλώσσα, θρησκεία, παράδοση Ισχυρή αίσθηση της εθνικής ταυτότητος Συναισθηµατική σύνδεση ή σχέση µε άτοµα ίδιας εθνότητας εν πρέπει να συγχέεται η εθνική ταυτότητα µε την φυλετική ταυτότητα Λευκή φυλή (Καυκάσια) Μαύρη φυλή Κίτρινη φυλή Migrant studies Επιδηµιολογικές µελέτες σε οµάδες µεταναστών µε σκοπό την κατανόηση των αιτίων ή παραγόντων κινδύνου Ποιοι θεωρούνται µετανάστες (migrants) Άποικοι Πρόσφυγες Κατακτητές Εκτοπισµένοι Studies taking advantage of migration to one country by those from other countries with different physical and biological environments, cultural background and/or genetic composition, and different morbidity and mortality rates Migration to USA at the mid of 19 12 1 Percent 8 6 4 2 Asian Hispanic Other Indian Black White Οι µετανάστες αυτοί προέρχονται από διαφορετικές φυλετικές οµάδες µε σηµαντικές γενετικές διαφοροποιήσεις 2
Migrant studies: Design and results Source population Host Population Migrant population Source population Incidence of disease A in source, host, and migrant populations Environmental etiology Source population Incidence of disease A in source, host, and migrant populations Genetic etiology Incidence of insulin-dependent diabetes mellitus among children Migration effect 25 Source Migrants Incidence per 1 5 population 2 15 1 5 Siberia Estonia Shanhai Hawaia Norway Iceland Japan Hawaia French Quebec Israel Canada Mexico Colorado Russian Chinese Norwegian Japanese French Jewish Mexican Admixture studies: Design Hybrid populations H 1 Parent Population 1 H 2 Parent Population 2 H 3 Σε µελέτες µεικτών φυλετικά πληθυσµών λαµβάνονται δύο φυλετικά διακριτές οµάδες (π.χ. νέγροι κινέζοι) και οι υβριδικοί (µιγάδες) πληθυσµοί που προκύπτουν 21
Admixture studies: Results (genetic studies) Επίπτωση νοσήµατος Α στους γονικούς και υβριδικούς πληθυσµούς Νόσηµα κατά βάση γενετικό: Ο βαθµός µείξης των γονικών πληθυσµών προλέγει επακριβώς την επίπτωση του νοσήµατος στους υβριδικούς πληθυσµούς Insulin-dependent diabetes mellitus in Asian population 7 1πλάσια συχνότητα IDDM 6 incidence (per 1) 5 4 3 2 1 Japan Taiwan Tailand Korea Haiwai- Japanese CA- Coreans Migration Time Line 1 η Γενιά 2 η Γενιά ΑΦΟΜΟΙΩΣΗ 3 η Γενιά Environmental effect Cultural changes Genetic changes Κλίµα Έκθεση σε ιούς Επαγγελµατική έκθεση Θρησκεία Παραδόσεις Life style 22
Οικογενειακή κατάσταση Μέγεθος οικογένειας Ηλικία µητέρας (σύνδροµο Down) Ανύπανδρες µητέρες Ναρκωτικά Εφηβική εγκυµοσύνη AIDS κ άλλα σεξουαλικά µεταδιδόµενα νοσήµατα ιατροφικά προβλήµατα Αυτοκτονίες Συµµορίες Επαγγελµατική κατάσταση Εκπαιδευτικό επίπεδο Professional (Λύκειο / Πανεπιστήµιο) Intermediate (Γυµνάσιο) Skilled (ειδικευµένος) Partly skilled (µερικώς ειδικευµένος) Unskilled (ανειδίκευτος) 23