Epidemiologie

 

 

 

Die Epidemiologie ist die Wissenschaft, die sich mit den Ursachen und Folgen sowie der Verbreitung von Krankheiten und Faktoren der Gesundheit in Bevölkerungsgruppen (Populationen) beschäftigt. Die Epidemiologie untersucht alle Bestimmungsgrößen, die zu Gesundheit und Krankheit von Einzelnen und Bevölkerungsgruppen beitragen. Sie bildet damit die Grundlage aller Maßnahmen des öffentlichen Gesundheitswesens.

 

Wortstamm und Geschichte:

 

Das Wort Epidemiologie stammt vom griechischen epi "über/auf“, demos "Menschen, Volk“ und logos "Lehre“.
In der Veterinärmedizin spricht man von der Epizootiologie, die sich mit Untersuchungen von Krankheiten bei Tieren befasst.
Vor allem Ärzte erkannten Bezüge zwischen spezifischen Umwelt­einflüssen und dem Auftreten bestimmter Krankheiten.
Sehr bekannt wurde der ungarische Arzt Ignaz Semmelweis, der 1847 das oftmals tödliche Kindbettfieber durch Einführung konsequenter Hygienemaßnahmen wie das häufige Händewaschen abschaffte.
Die Geschichte der Epidemiologie im eigentlichen Sinn begann 1854, als Dr. John Snow einen Cholera-Ausbruch im Londoner Soho-Bezirk bekämpfte. Er erkannte, dass eine öffentliche Wasserfassung die Quelle der Krankeitserreger war, und legte die verschmutzte Pumpe still. Der Ausbruch wurde gestoppt.
Die Desinfektion wurde in der Medizin erst dann breit angewandt, als der britische Chirurg Joseph Lister antiseptische Mittel entdeckte, basierend auf Arbeiten von Louis Pasteur. Im frühen 20. Jahrhundert wurden mathematische Methoden in die Epidemiologie eingeführt, um das Auf­treten von Krankheiten in Populationen zu beschreiben und vorherzusagen.

 

Methodik der Epidemiologie:

 

Bei der Untersuchung des Ausbruchs einer Krankheit werden verschie­dene Faktoren (Ernährung, sozialer Status, u.a.) die im Zusammenhang mit der Epidemie stehen könnten untersucht, um die Ursachen herauszufinden.
Methodische Werkzeuge sind die statistische Erfassung von Krankheiten und deren Auslösern, die Entwicklung mathematischer Modelle und Methoden sowie beobachtende oder experimentelle Studien.

 

Wichtige Begriffe in der Epidemiologie:

 

Die Endemie ist das normale, übliche Auftreten einer bestimmten Krank­heit in einer bestimmten Population. So ist ein gewisser Erkrankungs­anteil in der Bevölkerung üblich. Wird eine bestimmte Grenze über­schritten – beispielsweise bei der Grippe von etwa 10 % – so spricht man von einer Epidemie. Aus der Definition der Endemie folgt also, dass die Epidemie das unüblich starke und zeitlich begrenzte Auftreten einer Krankheit ist.
Die Pandemie ist ebenso wie die Epidemie ein heftiger Ausbruch einer Krankheit, jedoch ist die Epidemie immer noch auf bestimmte Gebiete beschränkt. Pandemien sind dagegen Länder- und Kontinent übergreifend.

 

Kennzahlen in der Epidemiologie:

 

Diese Kennzahlen erleichtern den Überblick über die Lage der Bevölk­erung oder über die Ausbreitung einer bestimmten Krankheit. Über­schreitet eine Kennzahl ein gewisses Maß, so kann man gezielt Maß­nahmen ergreifen.

 

Die Prävalenz einer Erkrankung gibt die Anzahl der erkrankten Indivi­duen in der betrachteten Population an. Unterschieden wird zwischen “Prävalenz zu einem Zeitpunkt“ (point prevalence) und “Prävalenz über einen Zeitraum“ (period prevalence). Auf Grund der problematischen Interpretation der “Prävalenz über einen Zeitraum“ konzentriert man sich meist auf die “Prävalenz zu einem Zeitpunkt“, was auch meist gemeint ist, wenn man nur von Prävalenz spricht.
Die Prävalenz wird meistens als Prävalenzrate dargestellt - nämlich die Anzahl der jeweils aktuellen Fälle in einer Population (z. B. Erkrankte, Verstorbene, Unterernährte usw.) dividiert durch die Anzahl aller Mitglieder dieser Population.
Beispiel: Zum 1. Januar 2007 waren im Unternehmen X 1.024 Mit­arbeiter an Rückenleiden erkrankt. Bei einer Belegschaft von insgesamt 15.000 Mitarbeitern liegt die Prävalenz(rate) somit bei 0,068.
Die Prävalenzrate ist nicht mit der Inzidenzrate zu verwechseln – die Inzidenzrate beziffert das Auftreten neuer Krankheitsfälle pro Individuenzahl.
Die Inzidenzrate ist die Anzahl der Neuerkrankungen (Inzidenz) dividiert durch die Individuenzahl; das entspricht dem relativen Risiko. Diese Kennzahl hilft zu beschreiben, welche Krankheiten bei welcher Personen­gruppe häufig ausbrechen. Der Vergleich der Inzidenzraten zeigt etwa, dass Krebserkrankungen ein Problem der älteren Menschen sind und nicht der jüngeren, und deshalb ist die Ursache (Ätiologie) in einem Faktor zu suchen, welcher mit dem Alter zusammenhängt.
Im Unterschied zur Inzidenzrate hilft die Prävalenzrate zum Beispiel die Krankenpflegekosten der Unfallopfer in einer bestimmten Berufs­gruppe zu errechnen (d.h. Zählung der Unfallopfer, die zum Zeitpunkt X in Behandlung/Rehabilitation sind). Die Inzidenzrate gibt aber der Unfall­verhütung eine andere Information: Dort spielt es keine Rolle, wie lange sich jemand wegen Unfallschäden behandeln lassen muss (was sich in der Prävalenz niederschlägt), sondern, wie viele Unfälle geschehen. Ein abgewendetes Unglück bedeutet, dass eine Behandlung erspart wurde, die sowohl sehr kurz als auch sehr lange hätte dauern können.
Als Risiko wird die Wahrscheinlichkeit bezeichnet während eines definierten Zeitraums an einer bestimmen Krankheit zu erkranken oder zu sterben. Zum Beispiel: verfolgte man eine Gruppe von 1.000 Perso­nen über einen Zeitraum von 15 Jahren und würde dabei feststellen, dass 20 Personen während dieser 15 Jahre verstorben sind, so läge das 15 Jahre-Risiko bei 20/1.000.
Risiko ist die Zahl der Neuerkrankungen innerhalb einer bestimmten Population und innerhalb einer bestimmten Zeitspanne. Es ist zu beachten, dass die selbe Person innerhalb des Zeitraums mehrmals erkranken kann – bei 1000 Menschen können folglich innerhalb eines Jahres 1500 Schnupfen-Neuerkrankungen auftreten.

 

Studientypen in der Epidemiologie:

 

Mit verschiedenen Typen von Studien sollen Zusammenhänge zwischen Risikofaktoren bzw. Schutzfaktoren mit der spezifischen Erkrankung festgestellt werden.
Allen epidemiologischen Studien ist gemein, dass sie den Einfluss einer unabhängigen Größe – Exposition - ( z.B. Ernährungsgewohnheiten) auf eine abhängige Größe – Outcome – (z.B. einer Krankheit) untersuchen.
Eine Exposition können Risikofaktoren wie etwa Rauchen, fettes Essen oder auch ein bestimmtes soziales Umfeld darstellen, welches die Erkrankungs­wahrscheinlichkeit erhöht. Analog zum Risikofaktor spricht man vom "protektiven Faktor" (Schutzfaktor), der sie verringert.
Regelmäßige Bewegung und Obst sind z.B. Schutzfaktoren für Herz-Kreislauferkrankungen, Stillen schützt Babies vor Infektionen.
Zu den allgemein erhobenen Daten gehören neben Krankheitsstatus, Grunderkrankungen, Alter und Geschlecht oft das Rauchverhalten und der Bildungsstand.

Prinzipiell unterscheidet man zwischen so genannten Beobachtungs­studien (Querschnittsstudie, Kohortenstudie, Fall-Kontrollstudie) und experimentellen Studien oder Interventionsstudien. Während in Inter­ventionsstudien aktiv in die Lebensweise der Teilnehmer eingegriffen wird, werden die Studienteilnehmer in Beobachtungsstudien aufgrund bestimmter Aspekte und charakteristischer Merkmale untersucht.
Beobachtungsstudien: Hierzu zählen die Querschnittsstudie (engl. cross sectional study), die eine Momentaufnahme der untersuchten epidemiologischen Daten. Sie bilden praktisch eine Art zeitlichen "Schnappschuss" der epidemiologischen Daten. Zusammenhänge zwischen Exposition und Erkrankung sind bei dieser Art Studien nur schwer zu ermitteln.
Die Frage, die mit diesem Studientyp beantwortet werden kann lautet: Tritt eine Exposition zeitgleich mit dem im Blickpunkt der Studie stehenden “Outcome“ (z.B. einer Krankheit) auf ?

Längsschnittstudien (engl. longitudinal study) sind ein Überbegriff für Studien, die regelmäßig Daten der Studienpopulation über einen längeren Zeitraum hinweg erheben. Sie entsprechen periodisch durch­geführten Querschnittsstudien.
Kohortenstudien (engl. cohort studies) untersuchen definierte Gruppen von Menschen (= Kohorten) mit und ohne Exposition einem Risikofaktor gegenüber über eine längere Zeit und messen am Ende des Beobachtungs­zeitraums die Häufigkeit der Erkrankungen.

Aus der Anzahl Erkrankter unter den Exponierten dividiert durch die Gesamtzahl an Exponierten kann das Risiko der Exponierten für diese Erkrankung gemessen werden. Analog verfährt man für die Nicht-Exponierten. Das Verhältnis des Risikos der Exponierten zum Risiko der Nicht-Exponierten ist das Risikoverhältnis (engl. risk ratio) und gibt an, wie stark die Exposition das Risiko der Erkrankung erhöht. Beispiels­weise erhöht Rauchen von täglich 20 Zigaretten gegenüber Nicht-Rauchen das Risiko, an Lungenkrebs zu erkranken, um den Faktor 15.

Bei prospektiven Kohortenstudien liegen Studienbeginn und Beginn des Beobachtungszeitraums eng beieinander, die Kohorte wird "in die Zukunft" (prospektiv) verfolgt und der Krankheitsstatus ist noch unbekannt.

Die Frage, die mit diesem Studientyp beantwortet werden kann lautet: Entwickeln Personen mit einem bestimmten Merkmal (Exposition) eine Erkrankung häufiger bzw. weniger häufig als Personen ohne dieses Merkmal?

 

Retrospektive Kohortenstudien betrachten bereits vergangene Kohorten, hier sind die Beobachtungen bereits abgeschlossen und der Krankheits­status ist bereits bekannt. Sie sind einfacher und kostengünstiger durchzu­führen als prospektive Kohortenstudien, allerdings auch anfälliger für Verzerrer (engl. bias), speziell bei der Auswahl der Studienteilnehmer, die ja in der Vergangenheit lag und nicht mehr zu beinflussen ist. Bei­spiele für Kohortenstudien wäre die Untersuchung von Lungenkrebs bei Asbestarbeitern (exponierte Gruppe) einer Firma und deren Büro­ange­stellten (nicht-exponierte Gruppe).

 

Fall-Kontrollstudien (engl. case control study) gehen methodisch den umgekehrten Weg einer Kohortenstudie. Bei einer Fall-Kontrollstudie ist der Krankheitsstatus bekannt und die Exposition unbekannt. Sie eignet sich insbesondere für seltene Erkrankungen, da eine Kohortenstudie sehr viele Teilnehmer haben müsste, um eine statistisch ausreichende Anzahl Erkrankter zu erreichen.
Die Studienpopulation der Fall-Kontrollstudie besteht aus Erkrankten und Gesunden, wobei aus statistischen Gründen auf einen Erkrankten auch zwei oder mehr Gesunde kommen können (1:2 matching, 1:n matching). Erst nach der Zuordnung zu den beiden Gruppen wird die Exposition erfasst, um Beeinflussungen des Ergebnisses durch die Beobachter auszuschließen. Ausgewertet wird die Chance (engl. odds) der Erkrank­ten, exponiert zu sein. Fall-Kontrollstudien sind grundsätzlich retrospektiv.

Die Frage, die mit diesem Studientyp beantwortet werden kann lautet: Waren Personen mit der im Blickpunkt der Studie stehenden Erkrankung häufiger (oder weniger häufig) einer bestimmten Exposition ausgesetzt als Personen ohne die Erkrankung?

 

Interventionsstudien (engl. intervention studies) verfolgen ähnlich einer prospektiven Kohortenstudie eine Population entlang der Zeit, wobei man den Einfluss einer spezifischen Intervention, meist eine neue Behandlung oder ein neues Medikament, auf das Krankheitsrisiko messen möchte. Vor der Studie wird die Population in den Interventionszweig und den Kontrollzweig geteilt. Während der Studie wird dann aktiv diese Inter­vention (z.B. ein Medikament) gegeben, während die Kontroll­population unbehandelt bleibt, bzw. eine nicht-wirksame Behandlung bekommt (z.B: ein Placebo).
Zur Verbesserung der Aussagekraft sollten die Studienteilnehmer zufällig (= randomisiert) der jeweiligen Gruppe zugeordnet werden.
Eine weitere Optimierung der Studie besteht in einer Verblindung. Bei einer einfachen Verblindung wissen nur die Studienteilnehmer nicht, zu welcher Gruppe sie gehören, die doppelte Blindung (Doppelblindstudie) erlaubt auch den Untersuchern keinen Einblick in den Studienablauf.
Die Auswertung erfolgt ähnlich einer Fall-Kontrollstudie über Chancen­verhältnisse (engl. odds ratios). Die Zuordnung zur Behandlungsgruppe und Kontrollgruppe ist der kritische Punkt einer Interventionsstudie, da sich die Teilnehmer in ihren Gesundheitsparametern unterscheiden und man nur den Einfluss der Intervention und nicht dieser Parameter messen möchte. Erfolgt diese Auswahl zufällig und damit nicht gerichtet, spricht man von einer randomisierten, kontrollierten Studie (engl. randomised controlled trial). Diese Studien sind besonders aussage­kräftig in Bezug auf Intervention und Krankheitsstatus und werden daher z.B. in der Testung von Arzneimitteln eingesetzt.

 

Literatur: