第五章病例对照研究
第五章 病例对照研究
第五章病例对照研究
一、教学大纲要求
掌握病例对照研究的基本原理和方法;选择病例和选择对照的基本原则和注意事
项；病例对照研究的类型；匹配与匹配过头的概念。
熟悉决定样本大小的条件和方法;资料的分析方法；OR值及其可信区间的计算;
分层分析的方法；暴露者归因分值与人群归因分值。
了解病例对照研究容易发生的偏倚有哪些；病例对照研究的主要优缺点。
二、教学大纲精要
（一）病例对照研究的基本原理和方法
1．病例对照研究（case-control study, case reference study，)是分析流行病学最基本、最重要的研究类型之一。病例对照研究的基本原理是以现在确诊的患有某特定疾病的病人作为病例,以不患有该病但具有可比性的个体作为对照，通过询
问，实验室检查或复查病史，搜集既往各种可能的危险因素的暴露史，测量并比较病例组与对照组中各因素的暴露比例，经统计学检验，若两组差别有意义，则
可认为因素与疾病之间存在着统计学上的关联.在评估了各种偏倚对研究结果的影响之后,再借助病因推断技术,推断出某个或某些暴露因素是疾病的危险因素，而
达到探索和检验疾病病因假说的目的。这是一种回顾性从果查因的研究方法，是在疾病发生之后去追溯假定的病因因素。
2．病例对照研究的四大要素是：人群、对照、病例和暴露。在病例对照研究中
明确产生病例的人群，和从这一人群中正确地挑选对照，并正确地收集暴露资料是病例对照研究的精髓。
3．研究的病例并无必要代表某种疾病的全部病例,也不需要有一个某疾病的病人
的随机样本。一个病例除了代表他自己之外，不必代表任何人，关键是如何选择对照.对照必须代表产生这些病例的人群，即代表那些潜在的病例。也就是说，如果他患了该病的话，他就有可能被诊断，而且被包括在研究的病例中。因此，一
第五章-病例对照研究
均衡性检验
检验两组在研究因素以外其它主要特征有否 可比性 两组间须研究因素均衡可比，才能认为两组 暴露率差异与发病有关 均衡性检验，应把两组的这些特征逐一加以 比较，必要时作显著性检验
36
二、推断分析
检验暴露与疾病之间有无统计学联系。以 成组比较法资料的分析为例，介绍如何进行病 例对照研究的资料分析。
x线照射
病例组
对照组
合计
有
178(a)
93(b)
271(n 1 )
无
1121(c) 1206(d)
2327(n 0 )
合计
1299(m 1 ) 1299(m 0 )
2598(T)
四格表法
χ2 (adb)c2T17812069311221259829.77
m1m0n1n0
129912992712327
从同胞、亲戚、邻居、同学中选取对 照
28
对照的形式： 病例与对照不匹配
在病例和对照人群中分别选取一定数量的研究对象
病例与对照匹配
以对结果有干扰作用的某些因素或特性作为匹配因 素，使对照与病例在匹配因素上保持一致
目的 对两组进行比较时排除匹配因素的干扰
29
匹配法注意事项 匹配因素必须是已知的混杂因素 可疑病因不作为匹配因素 比例一般为1:1，最多不超过1:4 避免 “匹配过度（overmatching）”
第5章.病例对照研究(王建华)
第五章病例对照研究
病例对照研究（case-control study）是分析流行病学方法中最基本、最重要的研究类型之一。近年来，在经典的病例对照研究基础上又衍生出若干种新的方法，克服了经典方法本身的一些缺陷，大大丰富和发展了病例对照研究的方法和内涵，成为现代流行病学方法学进展的重要部分。病例对照研究得到越来越广泛的应用，特别是在病因学研究中，不失为一个得心应手的工具。
第一节基本原理
病例对照研究的基本原理是以确诊的患有某特定疾病的病人作为病例，以不患有该病但具有可比性的个体作为对照，通过询问、实验室检查或复查病史，搜集研究对象既往各种可能的危险因素的暴露史，测量并比较病例组与对照组中各因素的暴露比例，经统计学检验，若两组差别有意义，则可认为因素与疾病之间存在着统计学上的关联。在评估了各种偏倚对研究结果的影响之后，再借助病因推断技术，推断出某个或某些暴露因素是疾病的危险因素，从而达到探索和检验疾病病因假说的目的。这是一种回顾性的、由结果探索病因的研究方法，是在疾病发生之后去追溯假定的病因因素的方法，是在某种程度上检验病因假说的一种研究方法（图5-1）。
最早的病例对照研究见于1843年Guy向伦敦统计学会所做的报告，该报告分析了职业暴露与肺结核发生的关系。最早的病例对照研究的概念见于Louis的著作（1844）。但是符合现代病例对照研究概念的研究首推Lane Claypon（1926）报告的生殖因素与乳腺癌关系的研究。二次世界大战后，病例对照研究方法的应用大大增加，比较著名的有Schreck和Lenowitz（1947）的包皮环切和性卫生与阴茎癌的关系；Hartwell（1947）对于输血与肝炎关系的研究；Doll和Hill（1950）关于吸烟与肺癌的研究。20世纪60年代以来，病例对照研究方法日臻完善，应用日益普遍。其中，孕妇服用反应停（thalidomide）与婴儿短肢畸形、母亲吸烟与先天性畸形、早产儿吸入高浓度氧与晶体后纤维组织增生症、经期使用月经棉与中毒性休克综合征、小剂量电离辐射与白血病、以及母亲早孕期服用雌激素与
第五章 病例对照研究-201305
→
检验假设
病例对照研究 队列研究 实验研究
→
因果推断
逻辑推理 （Mill’s 准则）
积累分布数据 探索流行因素 或者根据已有的知识
是否符合实际？
结合各方面因 素进行综合分 析、推断
流行病学教学工作室
第一节
概述
基本概念
以现在确诊患有某特定疾病的病人组成病例组，以不患有该病的人
作为对照组，回顾性的调查过去某个或某些因素的暴露情况，并比较
<
目标人群
样本人群
流行病学教学工作室
病例与对照匹配：频数匹配
5/10 2/10 3/10
患病人群 某些特征 未患病人群
目标人群
样本人群
流行病学教学工作室
病例与对照匹配：1:1匹配
患病人群
某些特征 未患病人群 配对 （pair matching） 样本人群
流行病学教学工作室
目标人群
病例与对照匹配：1:R匹配
个体采样器监测、生物监测，血清学、组织学分析等。 （4）现场观察 根据研究需要，赴现场观察，收集有关信息
流行病学教学工作室
调查表
内容 调查表的名称、编号
一般项目:姓名、性别、民族等
研究项目：研究变量，疾病史、吸烟史等 结尾部分：调查员签名、调查日期 原则 调查表的设计需要各专家参加讨论 调查员要经过严格的培训 调查员手册 监督与审查
精品-病例对照研究讲解
第五章病例对照研究
一、基本原理：以现在确诊的患有某特定疾病的病人作为病例，以不患有该病但具有可比性的个体作为对照，通过询问，实验室检查或复查病史，搜集既往各种可能的危险因素的暴露史，测量并比较病例组与对照组中各因素的暴露比例，经统计学检验，若两组差别有意义，则可认为因素与疾病之间存在着统计学上的关联。在评估了各种偏倚对研究结果的影响之后，再借助病因推断技术，推断出某个或某些暴露因素是疾病的危险因素，而达到探索和检验疾病病因假说的目的。
暴露是指研究对象曾经接触过某些因素，或具备某些特征，或处于某种状态。这些因素、特征或状态即为暴露因素。暴露因素也叫研究变量。
二、病例对照研究的类型
1、病例与对照不匹配：在设计所规定的病例和对照人群中，分别抽取一定量的研究对象，一般对照数目应等于或多于病例人数。此外没有其它任何限制与规定。
2、病例与对照匹配：匹配或称配比即要求对照在某些因素或特征上与病例保持一致。匹配分为：A：频数匹配。匹配的因素所占的比例，在对照组与在病例组一致。如病例组中男女各半，则对照组中也如此。B：个体匹配：指以病例和对照的个体为单位进行匹配。1﹕1匹配又称配对，1﹕2、1﹕
3、……1﹕R匹配时，称为匹配。配比的目的，首先在于提高研究效率。其次在于控制混杂因素。所以匹配的特征或变量必须是已知的混杂因子，或有充分的理由怀疑为混杂因子。
把不必要的项目列入匹配，企图使病例与对照尽量一致，就可能徒然丢失信息，增加工作难度，结果反而降低了研究效率。这种情况称为配比过度。
匹配的变量应当一致到什么程度，取决于变量的性质、实际可能与必要性。如果匹配的因素与暴露有联系，则会低估暴露与疾病的联系。匹配和匹配后按匹配因素进行分层分析，是控制匹配因素的混杂作用的必要途径。
[流行病学]病例对照研究(配)
![[流行病学]病例对照研究(配)](https://img.taocdn.com/s3/m/1b86b6b5b9f3f90f76c61be3.png)
病例对照研究资料分析表
病例组
对照组
合计
有暴露
a
b
a+b
无暴露
c
d
c+d
合计
a+c
b+d
a+b+c+d
(a c) ad
OR
(b d ) bc
OR95%CI OR（11.96/ 2）
（一）非匹配或成组匹配资料的分析
检2 验
传统的四格表的专用公式 Ｍantel-Haenszel （M-H）方法
OR计算与可信区间的估计及其意义
χ2 ＝( ad-bc)2n /[(a+b)(c+d)(a+c)(b+d)]＝7.70 χ20.01(1) ＝6.63，本例χ2 ＝7.70>6.63，则p<0.01
结论为拒绝无效假设，即两组暴露率差别有统计学意义。 OR ＝ad / bc=(39×154)/(24×114)＝2.20，说明口服避孕药 者患心肌梗死的危险性是未口服避孕药者的2.20倍。
进一步分析在非暴露组年龄与MI的关系
OR=0.48， χ2 =7.27
说明年龄与MI有联系（小年 龄有保护作用）。
再分析对照组中年龄与口服避孕药的关系
OR=3.91， χ2 =8.89
说明年龄与口服避孕药也有联 系。
流行病学：第5章 病例对照研究
2020/11/10
流行病学
6
巢式病例对照研究
套式病例对照研究或嵌入式病例对照研究，也称为队列内 病例对照研究(case control study nested in a cohort)。 设计：
否 0/4 有 1/4 有 0/4 否 0/4 否 1/4
2
30 30 有
3/4
否 0/4 有 1/4 有 0/4 否 1/4 否 0/4
3
22 31 有
1/4
有 0/4 否 1/4 有 0/4 有 0/4 否 0/4
4
33 30 有
3/4
有 0/4 有 0/4 有 0/4 有 2/4 否 0/4
5
第5章 病例对照研究
Chapter 5
Case－control study
概述 第一节 病例对照研究设计原理 第二节 病例对照研究的实施 第三节 病例对照研究的优缺点 总结
实例讨论 思考题
2020/11/10
流行病学
1
病因研究的一般过程：
建立病因假设 检验病因假设
病因推断
2020/11/10
直接形成 描述性研究 病例对照研究
流行病学第五章_病例对照研究
Case control study
1、如何确认某暴露（E）和某疾病（D）之间是否存在 病因关系？如何设计？ 2、如何探索胃癌的病因或危险因素？如何设计？ 3、如何通过流行病学研究设计探索某基因多态性和
胃癌的关系？
4、如何评价暴露（E）和疾病（D）之间的联系强度？
讲课提纲
病例对照研究的基本原理 病例对照研究的实施
Pitman效率递增公式：
2R R＋ 1
病例和对照的来源和选择
以医院为基础的病例对照研究 Hospital-based case control study
以社区为基础的病例对照研究 Community-based case control study
病例的选择
病例的要求
诊断标准具体、明确
病例的来源
From hospitals
诊断正确、易获得；代表性差
From populations or communities
普查或抽样调查资料 疾病监测资料 疾病登记报告系统等
代表性强；不易获得
对照的选择
病例对照研究设计中最困难、争议最多的方面。
设置对照组的目的：假定所研究疾病和暴露之间没有 关系，提供病例组暴露比例的估计值。
病例 有 有 有 有 有 有 否 有 7/8
对照 2/4 3/4 1/4 3/4 3/4 3/4 3/4 3/4 21/32
第五章 病例对照研究(沈洪兵主编,第1版)
2012年3月～6月
流行病学
对照的选择来源：最好是全人群的一个无偏性样本。
医院对照；人群对照；特殊对照
病例
社区人群或其样本中的病例 社会团体人群中或其样本中 的病例 疾病报告登记、社区医疗等 机构的病例 某个或某几个医院的病例 上述任何方法选择的病例
对照
社区人群或其样本中非该病 患者及健康人 社会团体人群中或其样本中 非该病患者及健康人 相同地区人群或其样本中非 该病患者及健康人 与病例在相同医院中诊断的 其他疾病患者 病例的邻居、朋友、配偶、 亲属等
匹配的注意事项：
1. 慎重选择匹配因素，不必要将一切变量都进行匹配， 只能选择明确起混杂作用的因素。 2. 被研究的因素决不能作为匹配因素。 3. 每对病例与对照比例，一般为1:1, 1:2甚至1:3或 1:4， 最多不超过1:4。 4. 防止匹配过度：
匹配过度（overmatching）就是指在选择对照时，将 不必要的因素进行匹配，引入与结局变量关联很强的独立 变量，低估了所研究因素的作用。 不但使其与疾病的关系不能分析，而且使它与其 它因 素的交互作用也不能分析，结果反而降低了研究效率。
流行病学
区、不同人群中进行的病例对照研究；以及其他学科 领域提出的研究线索来选择研究因素）
2012年3月～6月
六、资料的来源与收集方法
来源：主要在对病例或对照的询问调查中取得；也 可从医院病案记录、疾病登记报告等摘录。
第五章 病例对照研究
一、基本原理：以现在确诊的患有某特定疾病的病人作为病例，以不患有该病但具有可比性的个体作为对照，通过询问，实验室检查或复查病史，搜集既往各种可能的危险因素的暴露史，测量并比较病例组与对照组中各因素的暴露比例，经统计学检验，若两组差别有意义，则可认为因素与疾病之间存在着统计学上的关联。在评估了各种偏倚对研究结果的影响之后，再借助病因推断技术，推断出某个或某些暴露因素是疾病的危险因素，而达到探索和检验疾病病因假说的目的。这是一种回顾性的，由结果探索病因的研究方法，是在疾病发生之后去追溯假定的病因因素的方法。最早的病例对照研究见于1843年Guy向伦敦统计学会所做的分析职业暴露和肺结核发生关系的报告。最早的病例对照研究的概念见于Louis的著作。符合现代病例对照研究概念的研究首推Lane Claypon报告的生殖因素与乳腺癌关系的研究。
暴露(exposure) 是指研究对象曾经接触过某些因素，或具备某些特征，或处于某种状态。这些因素、特征或状态即为暴露因素。暴露因素也叫研究变量(variable)。
二、病例对照研究的类型1、病例与对照不匹配：在设计所规定的病例和对照人群中，分别抽取一定量的研究对象，一般对照数目应等于或多于病例人数。此外没有其它任何限制与规定。2、病例与对照匹配：匹配或称配比(matching)即要求对照在某些因素或特征上与病例保持一致。匹配分为：A：频数匹配(frequency matching)。匹配的因素所占的比例，在对照组与在病例组一致。如病例组中男女各半，则对照组中也如此。B：个体匹配(individual matching)：指以病例和对照的个体为单位进行匹配。1﹕1匹配又称配对(pair matching)，1﹕2、1﹕3、……1﹕R匹配时，称为匹配。配比的目的，首先在于提高研究效率。其次在于控制混杂因素。所以匹配的特征或变量必须是已知的混杂因子，或有充分的理由怀疑为混杂因子。
05章 病例对照研究
第7版 流行病学配套光盘 人民卫生出版社
衍生的研究类型
病例对照与队列研究作为病因研究的主要方法，有
其各自的优势与不足，而且这些优势与不足相互补充，
因此，在实践过程中产生了一些新的研究类型，结合使 用这两种方法，扬长避短。
巢式病例对照研究
病例队列研究 病例交叉设计
病例病例研究 病例时间对照设计
资料可靠
论证强度高
省时省力省钱
适合于分子流行病学研究
第7版 流行病学配套光盘
人民卫生出版社
病例病例研究（case-case study）也称单
纯病例研究 背 景
1994年Piegorseh、Begs等提出
遗传与环境的关系 交互作用 病例对照研究和队列研究的效率费用
应用前提条件
基本原理
以确诊患某种特定疾病的病人作为病例 以不患该病但具有可比性的个体作为对照
通过询问、实验室检查或复查病史，搜集既往
危险因素暴露史
测量并比较两组各因素的暴露比例，经统计学
检验该因素与疾病之间是否存在统计学关联
第7版 流行病学配套光盘
人民卫生出版社
病例对照研究特点
回顾性 由果 观察法 一般不能验证病因 因研究
p0和p1分别代表目标人群中对照组与病例组
的估计暴露率
p1 p0 RR / 1 p0 ( RR 1)
流行病学第八版第五章 病例对照研究
P (1 P)
2
2
P0、P1分别代表源人群中对照组和病例组的估计暴露率
P 1 (OR P 0 ) (1 P 0 OR P 0)
第二节 研究设计与实施
（四）确定样本量
1 : r 匹配病例对照研究样本量估计
n Z (1 1/ r ) P(1 P) Z P 1 (1 P 1) / r P 0 (1 P 0 ) /( P 1P 0)
外源性雌激素与子宫内膜癌关系的配对病例对照研究资料
对照 有暴露史 无暴露史 合计
校正
病 有暴露史 27 29 56
2
例 无暴露史 3 4 7
2
合 30 33 63
计
2
( b c 1) bc
( 3 29 1) 3 29
19.53
c OR 29/3 9.67 b
（二）资料的分析
非匹配设计资料的分析
再进行关联强度分析： 比值比
c b d ad a OR a c a c b d b d bc
即：病例组中暴露人数与非暴露人数的比值除以对照组中暴露人数与 非暴露人数的比值。 与RR 相同，OR 反映暴露者患某种疾病的危险性是无暴露者的多少倍。
1 P 1 1 0.333 0.667
病例对照研究
Case Control Study
谭红专 教授
第一节 基本原理 第二节 研究类型 第三节 实施步骤 第四节 资料的整理与分析 第五节 常见偏倚及其控制 第六节 研究实例 第七节 优缺点与注意事项
2021/8/27
case control study
2
第一节 基本原理
基本原理 研究示意图 发展史
2021/8/27
case control study
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基本原理
确定某一 患者群体 作为研究 对象
收集病人的一般情 况、协变量、环境 暴露资料，生物标 本
采用分子 生物学技 术检测基 因型
根据某一基因 型的有无将研 究对象分为类 病例组和类对 照组
统计分析，计 算OR值、p值
判断有无相乘模型交 互作用及显著性意义
2021/8/27
case control study
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第二节 研究类型
病例与对照不匹配 病例与对照匹配 衍生类型
2021/8/27
case control study
10
一、病例与对照不匹配
从设计所规定病例和对照人群中，分别 抽取一定量的研究对象 对照组人数≥病例组人数 选择对照没有特殊规定
2021/8/27
2021/8/27
case control study
第五章 病例对照研究
衍生类型
巢式病例对照研究
将传统的病例对照研究和队列研究的一些要素进 行组合后形成的一种研究方法，也就是在对一个 事先确定好的队列进行随访观察的基础上，再应 用病例对照研究的设计思路进行研究分析。分为 前瞻性和回顾性两种。
14
巢式病例对照研究
运做开始是按照队列研究的方式进行：选择一队 列，收集基线资料，采集所研究的生物学标志的 组织或体液标本储存备用，然后随访到出现能满 足病例对照研究样本量的病例数为止。将这些病 例作为病例组，按病例进入队列的时间、疾病出 现的时间与性别、年龄等其他匹配条件，从同一 队列中选择1个或数个非病例作对照，抽取病例 与对照的基线资料并检测收集的标本，资料按匹 配病例对照研究处理。
★ 不匹配或成组匹配分层数据资料的分析
40
The tabulation of the i th stratum
Group Exposure Non-exposure
Total
Cases ai ci m1i
Controls bi di m0i
Total n1i noi ti
41
表 7 不同年龄组妇女最近使用 OC 与 MI 的关系
30
资料的收集 主要在研究现场以询问方式，填写调查表而 收集。有些情况下辅以查阅档案，采取样品 化验等。
31
第五节 病例对照研究的数据整理与分析
病例对照研究
第三节
病例对照研究设计与实施要点
一、研究步骤 1. 提出假设 查阅文献、根据现况调查结果，提出假 设 2. 制定研究计划： ①选择病例与对照的方法； ②病例与对照的来源和选择方法；病例的诊断方法； ③样本大小的估计； ④根据病因假设与研究所具备的条件，确定调查因素 的种类，数量级及其检测方法，并考虑调查因素中 的混杂因素。
现况研究的特征：
1.属于观察性研究（无人为施加干预措施） 2.无事先设立的对照组 3.只反映某一特定时间内的疾病与暴露情况 4.疾病与暴露同时存在（难以确定时间顺序、因果 关系）
队列研究的特征： ①是一种由因及果的前瞻性研究：即先有原因（某 种暴露）存在，再去随访观察相应疾病结果是否 发生； ②属于观察性研究方法：队列研究中的暴露是客观 存在的，不是人为施加的； ③设立了对照组； ④可计算疾病的发病率或死亡率，同时估计暴露人 群发生结局事件的危险程度 。
病例组中暴露人数/非暴露人数 对照组中暴露人数/非暴露人数
=OR
本例中：
OR=病例组的暴露比值/对照组的暴露比值
=ad/bc=178×1206/93×1121=2.06
说明孕期照射腹部X线的母亲，其子女患癌症的危 险性是没有此情况的母亲的子女的2.06倍。此因 素与儿童患癌症的有正联系，是儿童患癌症的危 险因素。
2 2
2 (178 1206 93 1121) 2598 2 29.77 (1299 1299 271 2327)