PCMレク：4 Introduction to Epidemiology and Biostatistics（18th Sep 2024）

エピデミオロジー (Epidemiology) と生物統計学 (Biostatistics) の定義

• エピデミオロジーとは、特定の集団における疾病や健康状態の分布やその決定要因を研究し、これらの知見を健康問題の制御に応用する学問です。つまり、疾病がどのように発生し、どのような要因が関与しているかを解明します。
• 生物統計学は、生物現象の分析に適用される統計手法やプロセスを扱う分野です。これはデータの収集や解釈、結論を導く際に重要です。

エピデミオロジーの観点

エピデミオロジーは、**頻度 (Frequency)とパターン (Pattern)**という2つの側面に焦点を当てています。

• 頻度 (Frequency): 一定の集団内での発生数と実際の人口規模との関係。
• パターン (Pattern): 時間、場所、人によって異なる健康関連イベントの発生状況。
  • 時間パターン (Time patterns): 年間、季節、週間、日別など、疾病やけがの発生に影響を与える時間の分類。
  • 場所パターン (Place patterns): 地理的な違い、都市/農村の差異、職場や学校の位置など。
  • 個人的特徴 (Personal characteristics): 年齢、性別、婚姻状況、社会経済的地位などの人口統計学的要因や、疾病、けが、障害に関連する行動や環境への暴露。

• 決定要因 (Determinants) と健康関連状態 (Health-related states)
  **決定要因 (Determinants)**は、健康状態や特定の特徴に変化をもたらす要因です。
  **健康関連状態や出来事 (Health-related states or events)**は、集団の福祉に影響を与えるあらゆる要素を指します。

• エピデミオロジーの応用 (Application)
  エピデミオロジーで得られた知識を**コミュニティベースの実践 (Community-based practice)**に適用し、健康問題の制御に役立てます。

エピデミオロジーの用途

1. 予防 (Prevention): 疾病の発生を防ぐための戦略を策定します。
2. 介入 (Intervention): 集団に対する介入策の評価を行います。

公衆衛生 (Public Health)

公衆衛生は、複数の学問分野が融合した分野で、集団の健康を促進し、疾病を予防します。以下の役割を果たします。

• 健康を脅かすリスクからの保護
• 人々が健康的な生活を送るための支援
• 健康サービスの質を向上させる
• 政策決定に貢献し、より進んだ健康対策を推進する

公衆衛生の3段階の予防レベル (Three Levels of Public Health Prevention)

1. 一次予防 (Primary Prevention): 疾病が発生する前の段階で予防します。
2. 二次予防 (Secondary Prevention): 疾病が発生した後、症状が現れる前に予防します。
3. 三次予防 (Tertiary Prevention): すでに症状が現れている場合の対策です。

公衆衛生 (Public Health) における2つの介入レベル

1. 個人レベル (Individual level): 個人の行動やリスク要因の変更を通じて健康を改善します。これは、特定の健康行動（例: 喫煙や運動習慣の改善）に焦点を当てます。
2. 構造的レベル (Structural level): 社会的または環境的な構造を変更することによって健康を促進します。これには、公共政策やインフラ整備などが含まれます。

公衆衛生におけるエピデミオロジーの役割

エピデミオロジー (Epidemiology) は、公衆衛生の役割を説明し評価するために用いられます。疾病や健康状態の分布とその決定要因を調査し、これらの知見を用いて健康問題を制御することを目的としています。

医学におけるエピデミオロジーの影響

エピデミオロジーは、次の分野における健康成果に影響を与えます。

• 感染症 (Infectious diseases)
• 慢性疾患 (Chronic diseases)
• 母子保健 (Maternal and Child Health)
• 事故や暴力 (Accidents and Violence)
• 環境保健 (Environmental Health)
• 職業保健 (Occupational Health)
• 栄養 (Nutrition)
• 社会的要因 (Social factors)
• 健康政策 (Health Policy)
• 健康行動 (Health Behavior)
• 病因 (Etiology)
• 発生調査 (Outbreak Investigation)

エピデミオロジーの分類

• 記述疫学 (Descriptive Epidemiology): 時間、場所、個人の観点から健康イベントを評価します。
  • トレンドを評価する
  • 健康状態を決定する
  • 新しい疾病を調査する
  • 健康プログラムを評価する
• 分析疫学 (Analytical Epidemiology): 疾病のリスク要因や予防要因を調査します。
  • 疾病のパターンの背後にある原因を調査する
  • 疾病の原因を解明する

健康におけるエピデミオロジーの視点

1. 生物学的視点 (Biological Perspective):
   • 特定の病原体とその機構を中心に、疾病を引き起こす要因を研究します。
   • 個人のリスク要因に焦点を当て、社会的・環境的要因は含まれません。
2. 集団的視点 (Population Perspective):
   • 社会的、心理的、環境的要因が健康にどのように影響を与えるかに焦点を当てます。
   • 疾病の発生は、直接的な原因だけでなく、さまざまな他の要因にも影響されます。

生物学的視点 (Biological Perspective)

• 研究者や臨床医は、疾病原因となるエージェントに接触した際の体内での出来事を観察または測定します。
• これにより、疾病の発症機序や伝播の理解が深まります。

集団的視点 (Population Perspective)

• 研究者は、どの要因が集団の健康に影響を与えるかを特定するために調査します。
  • 近接要因 (Proximal Factors): 健康への影響が直近に現れる要因（下流要因）。
  • 遠隔要因 (Distal Factors): 社会的・環境的に広範囲に影響を及ぼす要因（上流要因）。

下流決定要因 (Downstream determinants / Micro-level factors)

下流決定要因は、主に疾病や健康障害に関連するもので、変更できないリスク要因を含みます。これらの要因を通じて、リスクが高いグループを特定し、ターゲットを絞った介入を行うことができます。

• 遺伝的構成 (Genetic make up): 先天的な要因
• 年齢 (Age): 老化によるリスクの増加
• 民族性 (Ethnicity): 特定の民族グループにおける疾病リスクの違い
• 性別 (Gender): 性差によるリスクの違い
• 免疫状態 (Immune status): 免疫力による疾病の感受性

上流決定要因 (Upstream determinants / Macro-level factors)

上流決定要因は、健康問題を根本から防ぐための公衆衛生的なアプローチです。これには、グローバルな力や政府の政策が関与します。

• コミュニティデザイン (Community design): 生活環境や都市設計
• 教育 (Education): 教育レベルが健康に与える影響
• 雇用 (Employment): 職場環境と仕事の安定性
• 生活・労働条件 (Living and working conditions): 健康に影響を与える生活・労働環境
• 貧困 (Poverty): 健康格差の要因となる経済的な要素

健康結果に影響を与える要因

• 環境的要因 (Environmental factors): 住んでいる地域の気候や汚染など
• 経済的要因 (Economic factors): 収入や雇用状況
• 社会的・文化的要因 (Social and cultural factors): 家族のサポート、社会的ネットワーク、文化的背景

集団視点 (Population perspective)

集団視点は、特に社会経済的地位に関連する健康格差に焦点を当てます。集団に影響を与える要因には以下があります。

• 家族のサポート (Family support): 家族の健康支援
• 社会的ネットワーク (Social network): 社会的なつながり
• 気候変動 (Global climate): 環境の変化が健康に与える影響
• 労働条件 (Labor conditions): 職場の安全性や労働条件
• タバコの広告 (Tobacco advertising): タバコ産業の影響

疾病の発生プロセス

• 感染症 (Infections)
• 有害な化学物質 (Toxic chemicals)
• 遺伝的要因 (Genetic make up)
• 行動や生活習慣 (Behavior/lifestyle)
• 事故 (Accidents)

疫学の三角形 (Epidemiologic triad)

疫学の三角形は、外部のエージェント (Agent)、感受性のある宿主 (Susceptible host)、そしてそれらをつなぐ**環境 (Environment)**で構成されます。疾病は、エージェントと宿主が接触し、それを助長する環境で発生します。

疫学の三角形の要素

• エージェント (Agent): ウイルス、細菌、寄生虫などの感染性微生物を指します。エージェントが存在することが疾病の発生に必要ですが、必ずしも十分ではありません。エージェントの病原性 (Pathogenicity) や投与量も疾病の発生に影響します。
• 宿主 (Host): 疾病にかかりやすい人間のことです。宿主のリスク要因（年齢、性別、免疫状態など）は、感受性や反応に影響を与えます。個人の行動（例: 性的習慣、衛生習慣）や遺伝的要因も関与します。
• 環境 (Environment): エージェントや宿主に影響を与える外的要因です。物理的な要因（地質や気候）、生物学的要因（感染を媒介する昆虫）、社会経済的要因（混雑、衛生状況、医療サービスの利用可能性）などが含まれます。

疫学の三角形は非感染症にも適用可能か？

疫学の三角形は、感染症に限らず、非感染性の疾病にも応用できます。たとえば、心血管疾患やがんなども、宿主とエージェント（例えば生活習慣や遺伝子）および環境要因の相互作用によって発生します。

1. 図1: 低生産性、健康不良、5歳未満児の栄養失調の連鎖

この図は、低生産性 (Low productivity) や 健康不良 (Poor health) が、5歳未満児の栄養失調 (Malnutrition of children under five) につながるプロセスを示しています。

栄養失調の原因は以下のように分岐しています。

• 低出生体重 (Low birth weight):
  • 母親の栄養状態が不良 (Poor nutritional status mother)
  • その要因として、不十分な食事摂取 (Inadequate food intake)、女性の労働負荷が高い (High workload women)
• 不十分な食事摂取 (Inadequate food intake):
  • 農業生産が低い (Low agricultural production)
  • 低所得 (Low income)
• 健康不良 (Poor health):
  • 健康に関する知識が不足 (Lack of knowledge on health)
  • 不十分な医療サービス (Inadequate health services)
• 不十分なケア (Inadequate care):
  • 女性の労働負荷が高い (High workload women)
  • 性別不均衡 (Gender imbalance)

この図は、複数の要因が連鎖し、最終的に子供の栄養失調に至ることを示しています。栄養失調が健康に悪影響を及ぼし、さらに生産性の低下を引き起こす悪循環が存在します。

2. 図2: 疫学の三角形 (Epidemiologic Triad)

この図は、宿主 (Host)、エージェント (Agent)、環境 (Environment) の相互作用が疾病の発生にどう影響を与えるかを示しています。また、媒介者 (Vector) の要素も加えられています。

• 宿主 (Host): 遺伝的感受性 (Genetic susceptibility)、所得 (Income)、レジリエンス (Resilience) など、宿主自身の要因が疾病に対する感受性に影響を与えます。
• エージェント (Agent): ここでは、フィルター付きタバコ (Filtered cigarettes) や 安全なタバコ (Safe cigarettes) がエージェントとして例示され、病気を引き起こす原因となる要因です。
• 環境 (Environment): 清潔な屋内空気の方針 (Clean indoor air policy)、広告 (Advertising)、仲間の影響 (Peer pressure) などが環境要因として挙げられています。
• 媒介者 (Vector): 製造業者や流通業者、販売業者 (Manufacturers, distributors, vendors) が媒介者として関与し、エージェントと宿主の間での影響を媒介します。

この疫学の三角形は、感染症だけでなく、タバコの健康影響などの非感染性疾患にも適用可能で、要因間の複雑な相互作用を理解する助けとなります。

疫学の三角形が宿主に有利に働く方法

**公衆衛生 (Public Health)**を通じて、疾患を制御または予防するための適切で実際的かつ効果的な対策を講じるには、エージェント (Agent)、宿主 (Host)、環境 (Environment) の3つの要素とそれらの相互作用を評価する必要があります。これにより、効果的な介入策を策定し、宿主にとって有利な状況を作り出すことが可能です。

疾病のレベル (Levels of Diseases)

1. 散発的 (Sporadic): 疾病が不定期に、かつまれに発生することを指します。
2. 地方病 (Endemic): 地理的区域内の集団において、疾病や感染因子が常に存在し、通常の発生率で見られる状態を指します。
3. 過地方病 (Hyperendemic): 疾病の発生率が常に高い状態を指します。
4. 流行 (Epidemic): ある地域で予想される以上に、突然疾病の発生が増加することを指します。
5. アウトブレイク (Outbreak): 流行と同義ですが、より限定された地理的区域に使用されることが多い用語です。
6. クラスター (Cluster): 時間と場所を共有する集団内で、予想される数を超える疑いがあるケースの集合を指します。
7. パンデミック (Pandemic): 疫病が複数の国や大陸に広がり、多数の人々に影響を与えることを指します。

疫病を促進する要因 (Factors that Favors an Epidemic)

• エージェントの増加または毒性の強化 (Increase in the amount or virulence of the agent)
• エージェントの新しい環境への導入 (Recent introduction of the agent into a new setting)
• より多くの感受性のある人々に感染が広がる伝播様式の強化 (Enhanced mode of transmission)
• 宿主の感受性の変化 (Change in host susceptibility)
• 新たな侵入経路を通じた宿主へのエージェントの暴露の増加 (Increased host exposure or introduction through new portals of entry)

まとめ (Summary)

• 疫学 (Epidemiology) は、特定の集団における健康関連の状態やイベントの分布と決定要因を研究し、その研究を健康問題の制御に応用する学問です。新たな疾病の特定やマッピングにも不可欠です。
• 生物統計学 (Biostatistics) は、生物現象の統計的プロセスと方法を扱います。
• 生物学的視点 (Biological Perspective) は、疾病を引き起こす特定のエージェントやそのメカニズムに焦点を当てます。個人のリスク要因に重点を置きますが、社会的・環境的要因は含まれません。
• 集団視点 (Population Perspective) は、健康結果に関連する社会的、心理的、環境的要因に焦点を当てます。集団における健康結果の発生は、直接的な原因とその他の要因の両方に影響されます。
• 公衆衛生 (Public Health) は、多分野にまたがる分野であり、集団の健康を促進し、疾病を予防します。また、健康に対する脅威から保護し、人々が健康な生活を送ることを支援し、健康サービスの質を向上させます。
• 疫学は公衆衛生の基本的な科学であり、集団における健康関連の状態やイベントの頻度、パターン、原因を研究し、その研究結果を公衆衛生問題に対処するために応用します。