Sekcja 8: Koncepcje występowania chorób
Krytycznym założeniem epidemiologii jest to, że choroby i inne zdarzenia zdrowotne nie występują losowo w populacji, ale jest bardziej prawdopodobne, że wystąpią u niektórych członków populacji niż u innych z powodu czynników ryzyka, które mogą nie być rozmieszczone losowo w populacji. Jak zauważono wcześniej, jednym z ważnych zastosowań epidemiologii jest identyfikacja czynników, które narażają niektórych członków na większe ryzyko niż innych.
Przyczynowość
Zaproponowano wiele modeli przyczynowości chorób. Wśród najprostszych z nich jest epidemiologiczna triada lub trójkąt, tradycyjny model dla choroby zakaźnej. Triada składa się z zewnętrznego czynnika, podatnego gospodarza i środowiska, które łączy gospodarza i czynnik. W tym modelu choroba jest wynikiem interakcji pomiędzy czynnikiem a podatnym gospodarzem w środowisku, które wspiera przenoszenie czynnika ze źródła do gospodarza. Dwa sposoby przedstawienia tego modelu przedstawiono na rycinie 1.16.
Czynnik, gospodarz i czynniki środowiskowe współdziałają ze sobą na wiele złożonych sposobów w celu wytworzenia choroby. Różne choroby wymagają różnej równowagi i interakcji tych trzech składników. Rozwój odpowiednich, praktycznych i skutecznych środków zdrowia publicznego w celu kontroli lub zapobiegania chorobie zazwyczaj wymaga oceny wszystkich trzech składników i ich interakcji.
Rysunek 1.16 Triada epidemiologiczna
Opis obrazu
Czynnik pierwotnie odnosił się do zakaźnego mikroorganizmu lub patogenu: wirusa, bakterii, pasożyta lub innego mikroba. Ogólnie rzecz biorąc, agent musi być obecny dla choroby do wystąpienia, jednak obecność tego czynnika sam nie zawsze jest wystarczające, aby spowodować chorobę. Wiele czynników wpływa na to, czy narażenie na organizm spowoduje chorobę, w tym patogenność organizmu (zdolność do wywoływania choroby) i dawkę.
Z czasem pojęcie czynnika zostało poszerzone o chemiczne i fizyczne przyczyny choroby lub urazu. Obejmują one zanieczyszczenia chemiczne (takie jak zanieczyszczenie L-tryptofanem odpowiedzialne za zespół eozynofilii-myalgii), jak również siły fizyczne (takie jak powtarzające się siły mechaniczne związane z zespołem cieśni nadgarstka). Chociaż triada epidemiologiczna służy jako użyteczny model dla wielu chorób, okazała się nieodpowiednia dla chorób układu krążenia, nowotworów i innych chorób, które wydają się mieć wiele przyczyn bez jednej koniecznej.
Host odnosi się do człowieka, który może zachorować na daną chorobę. Różnorodne czynniki wewnętrzne gospodarza, czasami nazywane czynnikami ryzyka, mogą wpływać na narażenie jednostki, podatność lub odpowiedź na czynnik sprawczy. Na możliwość narażenia na zakażenie często wpływają takie zachowania jak praktyki seksualne, higiena i inne wybory osobiste, a także wiek i płeć. Na podatność i odpowiedź na czynnik mają wpływ czynniki takie jak skład genetyczny, odżywianie i stan immunologiczny, struktura anatomiczna, obecność choroby lub leków i makijaż psychologiczny.
Środowisko odnosi się do czynników zewnętrznych, które wpływają na czynnik i możliwość ekspozycji. Czynniki środowiskowe obejmują czynniki fizyczne, takie jak geologia i klimat, czynniki biologiczne, takie jak owady przenoszące czynnik, oraz czynniki społeczno-ekonomiczne, takie jak zatłoczenie, warunki sanitarne i dostępność usług zdrowotnych.
Przyczyny składowe i placki przyczynowe
Ponieważ model agent-gospodarz-środowisko nie sprawdził się w przypadku wielu chorób niezakaźnych, zaproponowano kilka innych modeli, które próbują uwzględnić wieloczynnikową naturę przyczynowości. Jeden z takich modeli został zaproponowany przez Rothmana w 1976 roku i stał się znany jako Causal Pies.(42) Model ten jest przedstawiony na rycinie 1.17. Indywidualny czynnik, który przyczynia się do wywołania choroby, jest przedstawiony jako kawałek tortu. Gdy wszystkie kawałki tortu wpadną na swoje miejsce, tort jest kompletny – i pojawia się choroba. Poszczególne czynniki nazywane są przyczynami składowymi. Kompletny tort, który może być uważany za ścieżkę przyczynową, jest nazywany wystarczającą przyczyną. Choroba może mieć więcej niż jedną wystarczającą przyczynę, przy czym każda wystarczająca przyczyna składa się z kilku przyczyn składowych, które mogą, ale nie muszą się pokrywać. Składnik, który pojawia się w każdym placku lub ścieżce nazywany jest przyczyną konieczną, ponieważ bez niego choroba nie występuje. Zauważmy na Rysunku 1.17, że przyczyna składowa A jest przyczyną konieczną, ponieważ pojawia się w każdym placku.
Rysunek 1.17 Rothman’s Causal Pies
Opis obrazu
Źródło: Rothman KJ. Causes. Am J Epidemiol 1976;104:587-592.
Przyczyny składowe mogą obejmować wewnętrzne czynniki gospodarza, jak również czynnik i czynniki środowiskowe triady agent-gospodarz-środowisko. Pojedyncza przyczyna składowa rzadko jest sama w sobie wystarczającą przyczyną. Na przykład, nawet narażenie na wysoce zakaźny czynnik, taki jak wirus odry, nie powoduje niezmiennie choroby odrowej. Podatność gospodarza i inne czynniki gospodarza również mogą odgrywać rolę.
Na drugim biegunie, czynnik, który jest zwykle nieszkodliwy u zdrowych osób może powodować wyniszczającą chorobę w innych warunkach. Pneumocystis carinii jest organizmem, który nieszkodliwie kolonizuje drogi oddechowe niektórych zdrowych osób, ale może wywołać potencjalnie śmiertelne zapalenie płuc u osób, których układ odpornościowy został osłabiony przez ludzki wirus niedoboru odporności (HIV). Obecność organizmów Pneumocystis carinii jest zatem konieczną, ale niewystarczającą przyczyną pneumocystozowego zapalenia płuc. Na rysunku 1.17 byłaby ona reprezentowana przez przyczynę składową A.
Jak wskazuje model, dana choroba może wynikać z wielu różnych wystarczających przyczyn lub ścieżek. Na przykład, rak płuc może wynikać z wystarczającej przyczyny, która obejmuje palenie jako przyczynę składową. Palenie nie jest jednak samo w sobie wystarczającą przyczyną, ponieważ nie wszyscy palacze zapadają na raka płuc. Palenie nie jest też przyczyną konieczną, ponieważ niewielka część ofiar raka płuc nigdy nie paliła. Załóżmy, że przyczyną składową B jest palenie, a przyczyną składową C jest azbest. Wystarczająca Przyczyna I obejmuje zarówno palenie (B), jak i azbest (C). Wystarczająca Przyczyna II obejmuje palenie bez azbestu, a Wystarczająca Przyczyna III obejmuje azbest bez palenia. Ale ponieważ rak płuc może rozwinąć się u osób, które nigdy nie były narażone ani na palenie, ani na azbest, właściwy model raka płuc musiałby wykazać co najmniej jeszcze jedną Wystarczającą Przyczynę Pie, która nie zawiera ani składnika B ani składnika C.
Zauważ, że działanie na rzecz zdrowia publicznego nie zależy od identyfikacji każdej przyczyny składowej. Zapobieganie chorobom może być osiągnięte przez blokowanie każdego pojedynczego składnika wystarczającej przyczyny, przynajmniej poprzez tę ścieżkę. Na przykład, eliminacja palenia (składnik B) zapobiegłaby rakowi płuc z przyczyn wystarczających I i II, chociaż niektóre raki płuc nadal występowałyby z przyczyn wystarczających III.
Ćwiczenie 1.8
Przeczytaj Anthrax Fact Sheet na następnych 2 stronach, a następnie odpowiedz na poniższe pytania.
- Opisz związek przyczynowy w kategoriach czynnika, gospodarza i środowiska.
- Czynnik:
- Gospodarz:
- Środowisko:
- Dla każdego z następujących czynników ryzyka i wyników zdrowotnych, określ czy są one przyczynami koniecznymi, wystarczającymi czy składowymi.
Faktor ryzyka/wynik zdrowotny
- _____ Nadciśnienie tętnicze / Udar mózgu
- _____ Treponema pallidum / Kiła
- _____ Osobowość typu A / Choroba serca
- _____ Kontakt skóry z silnym kwasem / Oparzenie
Sprawdź swoją odpowiedź.
Anthrax Fact Sheet
Co to jest wąglik?
Wąglik jest ostrą chorobą zakaźną, która zwykle występuje u zwierząt, takich jak zwierzęta gospodarskie, ale może również dotknąć ludzi. Wąglik u ludzi występuje w trzech postaciach, w zależności od drogi zakażenia: wąglik skórny, wąglik wziewny i wąglik jelitowy. Objawy występują zwykle w ciągu 7 dni po ekspozycji.
Skórna: Większość (około 95%) zakażeń wąglikiem występuje, gdy bakteria dostanie się do skaleczenia lub otarcia na skórze po obchodzeniu się z zakażonym inwentarzem żywym lub skażonymi produktami pochodzenia zwierzęcego. Infekcja skóry rozpoczyna się jako uniesiony swędzący guzek przypominający ukąszenie owada, ale w ciągu 1-2 dni przekształca się w pęcherzyk, a następnie w bezbolesne owrzodzenie, zwykle o średnicy 1-3 cm, z charakterystycznym czarnym martwiczym (obumierającym) obszarem w środku. Może dojść do obrzęku przyległych gruczołów chłonnych. Około 20% nieleczonych przypadków wąglika skórnego kończy się zgonem. Przy odpowiednim leczeniu przeciwbakteryjnym zgony są rzadkie.
Inhalacja: Początkowe objawy są podobne do objawów przeziębienia lub grypy i mogą obejmować ból gardła, łagodną gorączkę i bóle mięśni. Po kilku dniach objawy mogą przejść w kaszel, dyskomfort w klatce piersiowej, poważne problemy z oddychaniem i wstrząs. Wąglik inhalacyjny jest często śmiertelny. Jedenaście z przypadków związanych z pocztą było wziewnych; 5 (45%) z 11 pacjentów zmarło.
Jelitowa: Początkowe objawy w postaci nudności, utraty apetytu, wymiotów i gorączki, po których następuje ból brzucha, wymioty krwią i ciężka biegunka. Wąglik jelitowy prowadzi do śmierci w 25% do 60% przypadków.
Większość przypadków wąglika u ludzi wynika z kontaktu z zakażonymi zwierzętami lub skażonymi produktami pochodzenia zwierzęcego, wąglik może być również stosowany jako broń biologiczna. Uważa się, że w 1979 r. dziesiątki mieszkańców Swierdłowska w byłym Związku Radzieckim zmarło na wąglik wziewny po niezamierzonym uwolnieniu aerozolu z zakładu broni biologicznej. W 2001 r. w Stanach Zjednoczonych wystąpiły 22 przypadki wąglika z listów zawierających zarodniki wąglika, które zostały wysłane do członków Kongresu, sieci telewizyjnych i firm prasowych.
Co powoduje wąglik?
Wąglik jest wywoływany przez bakterię Bacillus anthracis. Bakteria wąglika tworzy ochronną skorupę zwaną przetrwalnikiem. Zarodniki B. anthracis występują naturalnie w glebie i mogą przetrwać przez wiele lat.
Jak rozpoznaje się wąglik?
Wąglik rozpoznaje się poprzez wyizolowanie B. anthracis z krwi, zmian skórnych lub wydzieliny z dróg oddechowych lub przez pomiar specyficznych przeciwciał we krwi osób z podejrzeniem zachorowania.
Czy istnieje leczenie wąglika?
Antybiotyki są stosowane w leczeniu wszystkich trzech typów wąglika. Leczenie należy rozpocząć wcześnie, ponieważ choroba jest bardziej prawdopodobne, aby być śmiertelne, jeśli leczenie jest opóźnione lub nie podano w ogóle.
Jak powszechne jest wąglik i gdzie występuje?
Wąglik jest najbardziej powszechne w regionach rolniczych Ameryki Południowej i Środkowej, Południowej i Wschodniej Europy, Azji, Afryki, Karaibów i Bliskiego Wschodu, gdzie występuje u zwierząt. Gdy wąglik dotyka ludzi, jest to zwykle wynikiem ekspozycji zawodowej na zakażone zwierzęta lub ich produkty. Naturalnie występujący wąglik jest rzadki w Stanach Zjednoczonych (28 zgłoszonych przypadków w latach 1971-2000), ale w 2001 r. zidentyfikowano 22 przypadki związane z pocztą.
Zakażenia występują najczęściej u dzikich i domowych kręgowców niższych (bydło, owce, kozy, wielbłądy, antylopy i inne zwierzęta roślinożerne), ale może również wystąpić u ludzi, gdy są oni narażeni na kontakt z zakażonymi zwierzętami lub tkankami zakażonych zwierząt.
Jak wąglik jest przenoszony?
Wąglik może zarazić człowieka na trzy sposoby: przez zarodniki wąglika dostające się przez pęknięcie skóry, przez wdychanie zarodników wąglika lub przez zjedzenie skażonego, niedogotowanego mięsa. Wąglik nie przenosi się z człowieka na człowieka. Skórna („cutaneous”) postać wąglika jest zwykle wynikiem kontaktu z zakażonym inwentarzem żywym, dzikimi zwierzętami lub skażonymi produktami pochodzenia zwierzęcego, takimi jak tusze, skóry, sierść, wełna, mięso lub mączka kostna. Postać wziewna jest wynikiem wdychania zarodników pochodzących z tych samych źródeł. Wąglik może być również rozprzestrzeniany jako czynnik bioterrorystyczny.
Kto ma zwiększone ryzyko narażenia na wąglika?
Wrażliwość na wąglik jest powszechna. Większość naturalnie występujących przypadków wąglika dotyczy osób, których praca powoduje kontakt ze zwierzętami gospodarskimi lub produktami pochodzącymi od zwierząt gospodarskich. Do takich zawodów należą lekarze weterynarii, osoby zajmujące się zwierzętami, pracownicy rzeźni i laboranci. Wąglik wziewny był kiedyś nazywany chorobą Woolsortera, ponieważ chorobę rozwinęli pracownicy, którzy wdychali zarodniki ze skażonej wełny, zanim została ona oczyszczona. Żołnierze i inne potencjalne cele bioterrorystycznych ataków wąglika mogą być również uważane za narażone na zwiększone ryzyko.
Czy istnieje sposób zapobiegania zakażeniu?
W krajach, w których wąglik występuje powszechnie, a poziom szczepień stad zwierząt jest niski, ludzie powinni unikać kontaktu ze zwierzętami gospodarskimi i produktami pochodzenia zwierzęcego oraz unikać spożywania mięsa, które nie zostało prawidłowo ubite i ugotowane. Ponadto, szczepionka przeciwko wąglikowi została dopuszczona do stosowania u ludzi. Jej skuteczność w ochronie przed wąglikiem szacuje się na 93%. Jest ona stosowana przez weterynarzy, laborantów, żołnierzy i innych, którzy mogą być narażeni na zwiększone ryzyko ekspozycji, ale nie jest dostępna dla ogółu społeczeństwa w tym czasie.
Dla osoby, która została narażona na wąglika, ale nie jest jeszcze chora, antybiotyki w połączeniu ze szczepionką przeciw wąglikowi są stosowane w celu zapobiegania chorobie.
Źródła: Centers for Disease Control and Prevention . Atlanta: Anthrax. Dostępne od: http://emergency.cdc.gov/agent/anthrax/ i Anthrax Public Health Fact Sheet, Mass. Dept. of Public Health, August 2002.
References (This Section)
- Rothman KJ. Causes. Am J Epidemiol 1976;104:587-92.
Figure 1.16
Opis: Jeden model pokazuje agenta, gospodarza i środowisko jako mające równy wpływ. Drugi model pokazuje agenta i gospodarza jako zmienne, które są zależne od siebie i od środowiska. Wróć do tekstu.
Rysunek 1.17
Opis: Placki przyczynowe to wykresy kołowe z każdą przyczyną składową jako plasterkiem. Plasterek A jest w każdym placku. Kawałek B jest tylko w 1 i 2 placku. Kawałek C jest tylko w kawałkach 1 i 3. Wróć do tekstu.