BOLETÍN EPIDEMIOLÓGICO DE CASTILLA-LA MANCHA JULIO 2002/ Vol.14 /No 29 FUNDAMENTOS DE LA INVESTIGACIÓN EPIDEMIOLÓGICA (I)(*)

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1 BOLETÍN EPIDEMIOLÓGICO DE CASTILLA-LA MANCHA JULIO 2002/ Vol.14 /No 29 FUNDAMENTOS DE LA INVESTIGACIÓN EPIDEMIOLÓGICA (I)(*) CONTENIDO 2.0 Introducción 2.1 Investigación Epidemiológica Objetivos y Niveles Teoría y Practica Métodos y Procedimientos* 2.2 Investigación Etiológica Modelos de Causalidad Hipótesis e Inferencia Inferencia Causal en la Práctica El Método Científico* 2.3 Conclusiones/Comentarios Referencias 2.0 INTRODUCCIÓN El propósito de este capítulo y los tres siguientes es presentar una discusión integral de los términos y conceptos fundamentales usados en la planificación de estudios epidemiológicos. En este capítulo y en el próximo, se desarrolla una amplia estructura conceptual para definir la investigación epidemiológica. En los capítulos 4 y 5 se enfoca el diseño de estudios observacionales, que constituye el fundamento del resto de este libro. El contenido general de la investigación epidemiológica se discute en la Sección 2.1. En la Sección 2.2, se revisan la causalidad y la estrategia básica para dirigir una investigación etiológica. El objetivo de este capítulo y el próximo es presentar una amplia perspectiva de la investigación epidemiológica, ubicandola, de esta forma, en su contexto y dejando el fundamento para los siguientes capítulos. 2.1 INVESTIGACIÓN EPIDEMIOLÓGICA Como una rama aplicada de la ciencia, la Epidemiología puede observarse simplemente como el estudio de la enfermedad y la salud en poblaciones humanas. Aunque esta definición parece sencilla, algunos términos deberían aclararse antes de desarrollar el tema. "Enfermedad" y "Salud " no son redundantes; el primero se refiere a procesos patológicos, y el último se refiere a estados de bienestar. La Salud o estado saludable no puede ser equivalente a la ausencia de enfermedad. Además, cada concepto tiene por lo menos tres dimensiones: biológico o físico, de percepción o psicológico, y social o del comportamiento. De acuerdo con la elaboración de estas dimensiones (Susser, 1973, Cap. l), podríamos decir que un médico diagnostica al paciente que tiene la "enfermedad", el paciente se siente a sí mismo como que está "mal, y otras personas o la sociedad lo etiquetan como "enferma". Aunque los epidemiólogos tradicionalmente se refieren a la salud en el sentido biológico, las diversas dimensiones se relacionan claramente y a veces no pueden ser fácilmente distinguidas en la práctica (Kasl y Cobb, 1966). Al objeto de presentar los conceptos generales, principios, y métodos de la investigación epidemiológica, el término "enfermedad" se usará para representar cualquier dimensión de un proceso patológico o un estado de bienestar. El uso de poblaciones distingue a la Epidemiología de la medicina clínica y de 1

2 otras ciencias biomédicas, que habitualmente involucran un pequeño número (frecuentemente uno) de individuos, tejidos, u órganos (Rose y Barker, 1978). No es que los epidemiólogos no observen individuos, pero, en su mayoría, sus interpretaciones y las conclusiones se hacen en base a los resultados combinatorios de muchos sujetos. Esencialmente, hay dos razones por las que se requiere de una población en la investigación epidemiológica: 1ª.- Aunque nuestro nivel primario de interés (biologicamente) es el individuo, la meta definitiva de la Epidemiología y la Salud Pública es mejorar el estado de salud de las poblaciones; 2ª.- Desde un punto de vista metodológico, es necesaria una población para realizar inferencias causales sobre las relaciones entre la enfermedad y ciertos factores de riesgo. La ultima razón se discutirá con más detalle en la Sección 2.2. A lo largo del texto, nos referiremos a la población del estudio como el grupo de sujetos para los que tenemos observaciones y la población diana como el grupo más grande al que quisiéramos trasladar las inferencias. Las subsecciones siguientes se reparten con tres amplios aspectos de la investigación epidemiológica: objetivos y niveles de la investigación, teoría y práctica de la Epidemiología, y métodos y procedimientos del estudio empírico OBJETIVOS Y NIVELES Los objetivos generales de la investigación epidemiológica son: 1º.- Describir el estado de salud de las poblaciones mediante la enumeración de la ocurrencia de enfermedades, obteniendo las frecuencias relativas dentro de grupos, y descubriendo tendencias importantes; 2º.- Explicar la etiología de las enfermedades determinando los factores que "ocasionan" enfermedades especificas o sus tendencias y descubriendo los modos de transmisión; 3º.- Predecir el número de ocurrencias de enfermedad y la distribución del estado de salud dentro de las poblaciones; y 4º.- Controlar las distribuciones de enfermedades en la población mediante: a) La prevención de nuevas ocurrencias, b) La erradicación de casos existentes, c) La prolongación de la vida con la enfermedad, o dicho de otra manera mejorando el estado de salud de la personas afectadas. Implicados en la lista anterior de objetivos de la Epidemiología, existen dos niveles o metas diferentes a los que se dirige la investigación epidemiológica: comprensión e intervención. Algunos se han referido a esta dicotomía como explicativo o científico versus pragmático u orientado a la acción (Schwartz y Lellouch, 1967). En el nivel de comprensión, procedemos desde observaciones a inferencias que conducen a una acumulación de conocimiento sobre la etiología de la ocurrencia de enfermedad (Shortell y Richardson, 1978). En el nivel de intervención, recogemos información empírica que puede usarse para tomar decisiones de salud pública. Como se ilustra en la Figura 2.1, ambos niveles pueden concebirse como un conjunto de conexiones hipotéticas entre cuatro tipos de ocurrencias que se relacionan con la historia natural de una enfermedad: 1.- Iniciación del proceso etiológico con el comienzo de la primera causa. 2.- Iniciación del proceso patológico que se hace irreversible (es decir, la manifestación de enfermedad es inevitable). 3.- Detección de la enfermedad mediante signos y síntomas clínicos. 4.- Resultado de la enfermedad, incluyendo la recuperación, la remisión, cambio en la gravedad, o muerte (Rothman, 1981). 2

3 N IV E L D E C O N O C I M I E N T O L AT E NCI A I NDUCC I O N P ROM OC I O N E X P RES I O N I N ICI ACI O N I NI CI ACI O N DE T ECCIO N C L I NI CA RE S ULTA DO DE L A DE L PROCES O DEL P ROCES O DE L A EN FE RM E DA D E NF E RM EDA D ETI OLOG ICO PATO LOG I CO (I NI CI O DE S IG NOS ( CA M BI O E N EL (P RINCI PI O DE LA ( COM IE N ZO DE Y S INT O M AS ) E S TA DO DE S A L UD P RI M E RA CA USA ) L A E NFE RM E DA D O M U ERTE ) I RREV E RS I B L E) P REV E NCI O N P RI M A RIA P REV E NC IO N S ECU NDA RI A P REV E NCI ON T E RCIA R IA N I V E L D E I N T E R V E N C IO N El objetivo de la investigación al nivel comprensivo es realizar generalizaciones científicas sobre la historia natural de la enfermedad, que pueden ser divididas en tres procesos secuenciales: inducción, promoción y expresión, cada uno de los cuales puede caracterizarse por su duración (ver Figura 2.1). Ya que generalmente no es conocido el tiempo en el que una enfermedad alcanza la irreversibilidad, en la investigación empírica comúnmente consideramos la inducción y promoción como un proceso. Además, el inicio de la primera causa para la mayoría de las enfermedades comúnmente ocurre al nacimiento o antes (Rothman, 1981). Consiguientemente, los epidemiólogos han adoptado el término latencia para designar el periodo entre el inicio de una determinada causa y la detección de la enfermedad. Con enfermedades infecciosas, este parámetro estimable empíricamente es conocido como periodo de incubación (Fox et al., 1970). Como un complemento a la latencia, el periodo de expresión entre la detección de la enfermedad y la terminación (es decir, recuperación o la muerte) se llama habitualmente duración de la enfermedad (MacMahon y Pugh, el 1970, Cap. 5). En base de la distinción entre latencia y duración, podemos definir la cronicidad de la enfermedad de dos maneras: como el período entre el inicio y la detección o como el período entre la detección y la terminación. Así, el concepto de una enfermedad crónica es bidimensional. En la Tabla 2.1 se enumeran algunas enfermedades en forma de una simple clasificación cruzada en ambas dimensiones. Mientras la frontera entre aguda (es decir, corta) y crónica (es decir, larga) es arbitraria, en la Tabla 2.1 puede asumirse que el limite se sitúa entre 4 y 12 meses. TABLA CRONICIDAD DE LA ENFERMEDAD: EJEMPLOS SEGÚN LATENCIA Y DURACIÓN DURACIÓN AGUDA AGUDA Gripe Botulismo Síndrome de Shock Tóxico LATENCIA CRÓNICA Cáncer Pancreático Leucemia Linfática Aguda Episodio Agudo de Esquizofrenia Sífilis Hipertensión CRÓNICA Tuberculosis Osteoartritis Espina Bífida Demencia Senil El objetivo de la investigación al nivel de intervención es evaluar las 3

4 prácticas de salud, los programas y las políticas en orden a prevenir la enfermedad y promover la buena salud. A este nivel, las tres conexiones a lo largo de la secuencia de la historia natural de la enfermedad representan estrategias alternativas de prevención: primaria, secundaria, y terciaria (Caplan, 1967) (ver Figura 2.1). Estas tres estrategias pueden definirse mejor comparando los tipos y metas de las intervenciones implicadas en cada estrategia, como se resume en la Tabla 2.2. La prevención primaria se dirige a prevenir o aplazar las primeras nuevas ocurrencias de enfermedad, la prevención secundaria se dirige a disminuir la duración de la enfermedad o a prolongar la vida; y la prevención terciaria se dirige a conseguir que el resultado de la enfermedad sea menos grave (Ketterer et al., 1980). Los dos niveles de investigación implican estrategias de investigación, hipótesis e intereses fundamentalmente diferentes. Mientras la comprensión del proceso de una enfermedad puede aportar una contribución importante a nuestra capacidad para controlar esa enfermedad, la prevención no requiere una comprensión amplia. Viceversa, una comprensión amplia no siempre es suficiente para planificar intervenciones exitosas (Renwick, 1973). De hecho, frecuentemente existe un conflicto entre las personas que operan a niveles diferentes. Los científicos tienden a enfatizar sus dudas sobre la interpretación de los hallazgos empíricos cuestionando sus suposiciones. Por otra parte, las autoridades sanitarias o los planificadores, abogan una posición de acción basada en su percepción de que los resultados tienen implicaciones prácticas y su interdependencia establece las prioridades. Consiguientemente, los participantes que operan a niveles diferentes pueden responder al mismo cuerpo de evidencia empírica de maneras muy diferentes (Lave y Seskin, 1979). TABLA ESTRATEGIAS DE PREVENCIÓN DESCRIPCIÓN TIPO DE INTERVENCIÓN OBJETIVO DE LA INTERVENCIÓN Prevención Primaria Prevención Secundaria Prevención Terciaria Modificar la Distribución de los Determinantes de la Enfermedad en la Población Detección Precoz de la Enfermedad y Tratamiento Tratamiento y Rehabilitación Prevenir o Retrasar la Primera Nueva Ocurrencia de Enfermedad Mejorar el Pronostico de los Casos (Acortar la Duración de la Enfermedad o Prolongar la Vida) Reducir o Prevenir los Defectos Residuales y las Disfunciones o Prolongar la Vida (Hacer Menos Severo el Resultado de la Enfermedad) TEORÍA Y PRACTICA Actualmente, no hay una unificación de la teoría epidemiológica en vistas al desarrollo de todas las enfermedades en poblaciones mediante principios etiológicos generales. Aunque algunos epidemiólogos pueden argumentar la necesidad de esa teoría o incluso postular la existencia de principios etiológicos muy generales, parece que ha habido un patrón notable de ocurrencia de enfermedad en largos períodos (Dubos, 1965, Cap. 9). La mayor causa de muerte en grandes poblaciones ha cambiado sistemáticamente, como si formara una serie secuencial de epidemias seculares superpuestas. La ocurrencia generalizada de las enfermedades crónica degenerativas (p. ej., enfermedad coronaria y cánceres) en las sociedades industriales contrasta ampliamente con el predominio de los epidemias de enfermedades infecciosas y síndromes malnutricionales durante el período inicial de la industrialización, las hambrunas recurrentes durante la época primitiva, y las infecciones crónicas y las infestaciones parasitarias durante la Edad de Piedra (Hinkle, 1968). La Epidemiología, como disciplina, no floreció realmente hasta después de la Teoría Microbiana que alcanzó una base firme al final del siglo XIX (Lilienfeld, 1973). Sin embargo, la excitación generada por el descubrimiento del modelo infeccioso tuvo algunas consecuencias desafortunadas en el campo de la investigación biomédica. La nueva teoría era tan poderosa para los investigadores de esas décadas que creyeron que el conocimiento apropiado del microorganismo era adecuado para explicar la etiología más relevante de cada enfermedad (Cassel, 1964). Un argumento convincente que hace que la teoría microbiana también continúe influyendo en nuestro pensamiento 4

5 hoy en día, sobre como y qué fenómenos deben estudiarse, aunque pocos epidemiólogos sostienen estrictamente la correspondencia específica entre el agente y la enfermedad (Cassel, 1964). Por lo tanto, podríamos plantear, que la teoría microbiana ha orientado mucho la actividad intelectual y la practica en Epidemiología, por lo menos hasta A pesar del criticismo actual de aplicar los principios subyacentes de la teoría microbiana para identificar factores etiológicos (Cassel, 1964; Evans, 1978), aún no ha sido reemplazada por ningún conjunto de principios que sea minimamente coherente o específico. No obstante, la carencia de una teoría dominante no indica que la Epidemiología sea ateórica o sentido común simplemente (Enterline, 1979), como han sugerido muchos observadores. En realidad, la investigación epidemiológica toma prestadas y, en cierta forma, integra las teorías de varias disciplinas, incluyendo las ciencias biomédicas (patología, fisiología, microbiología, virología, inmunología y medicina clínica), las ciencias sociales (psicología, sociología, antropología, y ciencias políticas y económicas), y disciplinas cuantitativas (matemáticas, estadística, demografía e investigación operativa). Por supuesto, no todos los epidemiólogos usan cada una de las disciplinas citadas con el mismo grado o de la misma manera. De hecho, podemos distinguir tres tipos de investigación epidemiológica, cada uno de las cuales es dirigida por personas que se entrenan de maneras muy diferentes y que usan métodos diferentes (ver International Journal of Epidemiology, 1977): 1º) La Investigación de Laboratorio aplica las ciencias básicas al desarrollo tecnológico de procedimientos que mejoran nuestra capacidad para detectar o controlar enfermedades y sus determinantes. Por ejemplo, el investigador de laboratorio puede estar implicado en el desarrollo de una vacuna o un procedimiento de ensayo para identificar ciertos antígenos. 2º) La Investigación Epidémica, frecuentemente llamada "Suela del zapato de la Epidemiología se ocupa de brotes de enfermedad en poblaciones específicas. Los objetivos son encontrar el agente que ocasionó el brote y su modo de transmisión y sugerir las medidas de control apropiadas. 3º) La Investigación Poblacional se ocupa del estudio de los determinantes de la enfermedad tanto los de carácter biológico como los ambientales y del comportamiento así como de su prevención. Técnicas estadísticas y otros métodos cuantitativos se usan para realizar generalizaciones científicas que amplían el conocimiento etiológico más allá de las observaciones. Aunque este libro se ocupa casi exclusivamente de la tercera categoría de investigación epidemiológica, los métodos y principios básicos pueden aplicarse también a las otras actividades de investigación MÉTODOS Y PROCEDIMIENTOS Antes de proceder a una discusión más detallada de los conceptos de la investigación, citaremos algunos aspectos metodológicos claves de la investigación poblacional. Primero, la investigación poblacional es empírica, es decir, nuestra búsqueda de los objetivos discutidos en la Sección descansa en la recogida sistemática de observaciones sobre los fenómenos de interés en una población definida. Mientras que la noción de Epidemiología teórica se ha situado a menudo como una subdisciplina de la Epidemiología en la que los fenómenos se estudian en abstracto con modelos matemáticos, los adelantos en nuestro conocimiento de la ocurrencia y la etiología de la enfermedad no se puede acumular sin una comparación de nuestras observaciones con nuestras deducciones derivadas de modelos (Lilienfeld y Lilienfeld, 1980, Cap. 2). La investigación empírica en Epidemiología necesariamente implica cuantificación, que es el tratamiento numérico de los factores relevantes (o constructos teóricos) por tres procedimientos relacionados: a) Medición de variables (aleatorias), b) Estimación de parámetros poblacionales c) Pruebas Estadísticas de una o más hipótesis. 5

6 La Medición (en un sentido amplio) es la asignación a cada unidad de observación (p.ej., sujeto) un valor o una categoría de un conjunto de valores (variable) representativas del factor de interés, de acuerdo con una regla a priori. Así, la medida de variables implica clasificación de personas en categorías (p. ej., caso o no caso) así como también la posición de personas a lo largo de un continuum (p. ej., edad). Por ejemplo, podríamos querer identificar cada nuevo caso de cáncer de vejiga que ocurrió dentro de una determinada población industrial en 1975, lo que implica la asignación de cada persona elegible en el estudio poblacional como o un caso o no caso. La Estimación de parámetros poblacionales que implica la derivación matemática de un valor resumen (es decir, un estimador) para una o más cantidades de interés. En Epidemiología, la estimación se usa principalmente para describir la frecuencia de enfermedad en una población y expresar la diferencia en la frecuencia entre dos o más poblaciones. Por ejemplo, podríamos querer estimar la tasa de incidencia del cáncer de vejiga en una determinada industria en 1975 o la diferencia entre las tasas de dos industrias. Los procedimientos para estimar los parámetros epidemiológicos se presentan en los Capítulos 6-9. La Prueba Estadística evalúa la extensión con que el azar (o error muestral) puede haber influido en nuestros hallazgos representados por las estimaciones. Una prueba estadística se calcula a partir de los datos que son comparados con alguna distribución teórica que caracteriza la prueba estadística bajo la hipótesis nula (es decir, ninguna diferencia entre grupos). Los resultados se expresan generalmente desde el punto de vista de significación estadística, que concierne a la probabilidad de rechazar la hipótesis nula siendo verdadera. Por ejemplo, podríamos desear conocer si la tasa de cáncer de vejiga para una industria en 1975 es significativamente diferente de la tasa para todas las personas en los Estados Unidos o de la tasa para otra industria. El procedimiento básico para la prueba estadística en Epidemiología se presentará en el Capítulo 15. Relacionado con el párrafo anterior, otro aspecto fundamental de los métodos epidemiológicos es: la Naturaleza Probabilistica de la disciplina es decir, el uso de aplicaciones y teoría estadística en el análisis e interpretaciones de nuestros datos. Aunque la teoría estadística permite a la Epidemiología ser una ciencia empírica, también produce una limitación inherente a su potencial predictivo. Por ejemplo, varias investigaciones epidemiológicas minuciosas sobre la etiología del cáncer de vejiga en una determinada industria no han permitido predecir con certeza (es decir, más allá de la duda razonable) qué trabajadores desarrollarán la enfermedad el próximo año. Sin embargo, podríamos ser capaces de predecir bastante bien cuántos casos se desarrollarán durante el año. Finalmente, la mayoría de las investigaciones epidemiológicas (más específicamente, estudios no enteramente limitados a la mera descripción) implican comparaciones entre grupos, a través del tiempo, o entre estudios. Habitualmente, estas comparaciones son realizadas para probar y estimar la magnitud de una "asociación" entre un posible factor causal y su efecto. En futuras discusiones, nos referiremos a la posible causa como la exposición o factor de estudio que puede ser personal (es decir, psicológica, del comportamiento, biológica, o genética) o ambiental (física, química, social, u orgánica). Otros nombres usados habitualmente para el factor de estudio son característica, tratamiento, predictor, y variable independiente. El efecto hipotético se llamará enfermedad, conocido de otra manera como la condición, resultado de salud, criterio, respuesta, o variable dependiente. * Traducido de Research Epidemiology Kleinbaum and Kupper Morgenstern. COMENTARIOS EPIDEMIOLÓGICOS SEMANALES (Semana 29, del 14 al 20 de julio 2002) BROTES EPIDÉMICOS: Durante la presente semana se han declarado dos brotes uno de GEA en Riópar (Albacete) y otro de erupción exantematica en La Pueblanueva (Toledo) 6

7 ENFERMEDADES DE DECLARACIÓN INDIVIDUALIZADA Y URGENTE: Durante esta semana no se ha notificado ningún caso de enfermedad meningocócica. 7

8 TABLA I.- CASOS NOTIFICADOS DE CIERTAS ENFERMEDADES TRANSMISIBLES.CASTILLA-LA MANCHA. AÑO=2002 ENFERMEDAD CIE-OMS 9ª-Rev. SEMANA = 29 MEDIANA CASOS SEMANALES CASOS ACUMULADOS SEMANAL ACUMULADA F.TIFOIDEA Y PARATIFOIDEA DISENTERÍA BACILAR GRIPE TUBERCULOSIS RESPIRATORIA SARAMPIÓN RUBEOLA VARICELA CARBUNCO BRUCELOSIS HIDATIDOSIS F.EXANTEMÁTICA MEDITERRÁNEA SÍFILIS INFECCIÓN GONOCÓCICA ; ENFERMEDAD MENINGOCÓCICA PAROTIDITIS TOSFERINA HEPATITIS A HEPATITIS B HEPATITIS VIR. OTRAS LEGIONELOSIS MENINGITIS TUBERCULOSA OTRAS TUBERCULOSIS ; ENFERMEDAD TABLA II.- CASOS NOTIFICADOS DE ENFERMEDADES DE BAJA INCIDENCIA.CASTILLA-LA MANCHA CIE-OMS 9ª-Rev. CASOS ACUMULADOS ENFERMEDAD CIE-OMS 9ª-Rev. CASOS ACUMULADOS DIFTERIA FIEBRE AMARILLA LEPRA PESTE PALUDISMO TIFUS EXANTEMÁTICO POLIOMIELITIS BOTULISMO RABIA RUBEOLA CONGÉNITA TÉTANOS SÍFILIS CONGÉNITA TRIQUINOSIS TÉTANOS NEONATAL CÓLERA ENF.INVASIVA POR HIb 038.4;041.5;320.0; 464.0;

9 TABLA III.- CASOS NOTIFICADOS DE CIERTAS ENFERMEDADES TRANSMISIBLES. DISTRIBUCIÓN PROVINCIAL. AÑO=2002 ENFERMEDAD SEMANA = 29 ALBACETE CIUDAD REAL CUENCA GUADALAJARA TOLEDO SEMANA ACUM. SEMANA ACUM. SEMANA ACUM. SEMANA ACUM. SEMANA ACUM. F.TIFOIDEA Y PARATIFOIDEA DISENTERÍA BACILAR GRIPE TUBERCULOSIS RESPIRATORIA SARAMPIÓN RUBEOLA VARICELA CARBUNCO BRUCELOSIS HIDATIDOSIS F.EXANTEMÁTICA MEDITERRÁNEA SÍFILIS INFECCIÓN GONOCÓCICA ENFERMEDAD MENINGOCÓCICA PAROTIDITIS TOSFERINA HEPATITIS A HEPATITIS B HEPATITIS VIR. OTRAS LEGIONELOSIS MENINGITIS TUBERCULOSA OTRAS TUBERCULOSIS TABLA IV.- EVALUACIÓN DEL ABSENTISMO EN LA DECLARACIÓN. AÑO=2002 SEMANA=29 PROVINCIA MUNICIPIOS SIN DECLARACIÓN HABITANTES SIN DECLARACIÓN SEMANA ACUMULADO SEMANA ACUMULADO NÚMERO (%) NÚMERO (%) NÚMERO (%) NÚMERO (%) ALBACETE 4 4,2 52 1, , ,4 CIUDAD REAL 11 9, , , ,6 CUENCA 41 16, , , ,7 GUADALAJARA , , , ,0 TOLEDO 18 8, , , ,5 CASTILLA-LA MANCHA , , , ,9 9