Överlevnadsbias, konkurrerande risker och tarmflora i epidemiologiska studier

Tidigare publicerat i Nordisk Nutrition nr 1, 2016

Referat

Hur kan fenomen som överlevnadsbias och konkurrerande risker påverka statistiska analyser av observationsstudier? Det och möjligheten att använda tarmflora i epidemiologiska studier diskuterades nyligen vid två seminarier arrangerade av NEON-nätverket och EpiHealth i Malmö 14-15 mars. Forskargrupperna inom nutritionsepidemiologi och genetisk epidemiologi (diabetes och hjärt-kärlsjukdom) vid Lunds universitet, stod som värd för mötet som hölls i Jubileumsaulan på Skånes universitetssjukhus i Malmö.

>> text: Sophie Hellstrand, nutritionist, med dr, Louise Brunkwall, nutritionist och doktorand, Institutionen för kliniska vetenskaper i Malmö, Diabetes och kardiovaskulär sjukdom – genetisk epidemiologi, Lunds universitet.

Seminariets första dag inleddes med en debatt på temat observation vs. experiment, där Emily Sonestedt, Lunds universitet, argumenterade för observationsstudier och Rikard Landberg, SLU, för experimentella studier. Moderator var Anna Winkvist, Göteborgs universitet.

Sonestedt framhöll i sin inledning att epidemiologiska studier behövs för att kunna studera kostens betydelse för sjukdom på befolkningsnivå, eftersom man med denna typ av studier kan studera effekter av kosten under lång tid och under ”verkliga” omständigheter, till en rimlig kostnad. Med epidemiologiska studier har man också möjligheten att studera många människor och därmed även ovanliga sjukdomar. Sonestedt betonade att det är stor skillnad mellan att studera effekter av kost och livsstilsförändringar, jämfört med effekter av läkemedel.

Förväxlingsfaktorer och kostkomponenter

Landberg å sin sida lyfte fram flera viktiga fördelar med experimentella studier, inte minst att de ger möjlighet att kontrollera för förväxlingsfaktorer och att de inte är beroende av självrapporterat intag. Experimentella studier är också en förutsättning för att kunna studera effekter av enskilda kostkomponenter, till exempel beta-glukaners effekter på blodkolesterol.

Sonestedt kommenterade att förväxlingsfaktorer i observationsstudier kan hanteras genom att mätas och justeras eller stratifieras för vid analysering av materialet. Problemen med självrapporterad data kan hanteras till exempel genom upprepade mätningar, användning av biomarkörer och genetiska markörer. Medan interventionsstudierna ofta sker på en mycket specifik grupp människor, ofta friska personer mellan 20 och 30 år, inkluderar observationsstudierna en bredare grupp.

Sammantaget konstaterades att både observations- och experimentella studier har sina olika för- och nackdelar. Båda studiemetoderna behövs, eftersom de ger svar på olika aspekter avseende samband mellan kost och hälsa, som alla är viktiga att ta hänsyn till för att kunna göra den bästa helhetsbedömningen.

STROBE-nut

I den efterföljande diskussionen kommenterades att resultat från sammanlagda observationsstudier bör ha en stor tyngd vid utformning av kostråd. Det finns dock ett problem med att många nutritionsepidemiologiska studier är bristfälligt rapporterade och därför svåra att värdera.

I syfte att förbättra utformningen, analyserna och rapporteringen av nutritionsepidemiologiska studier har en guide, kallad STROBE-nut, utformats (1). Arbetet bygger på de befintliga STROBE-riktlinjerna (STrengthening the Reporting of OBservational studies in Epidemiology). Elisabet Wirfält, Lunds universitet, informerade under mötets andra dag om STROBE-nut, som nyligen skickats in för publicering och förhoppningsvis snart finns tillgängliga som en hjälp för alla forskare inom nutritionsepidemiologin.

Överlevnadsbias

Efter debatten övergick programmet till huvudämnet för dagen – hur överlevnadsbias och konkurrerande risker påverkar analyser av observationsstudier. Isabel Drake, Lunds universitet, förklarade att överlevnadsbias kan betraktas som ett särskilt fall av selektionsbias, som innebär en snedvridning vid rekrytering eller bortfall i en studie.

Selektionsbias skapas när urvalet av deltagare i en studie har ett samband med de faktorer man mäter, vilket påverkar tillförlitligheten av studiernas resultat. Urvalet av personer som ingår i studien bestäms vid rekryteringen, men påverkas också under studiens gång då deltagare kan falla bort av olika anledningar och det är där överlevnadsbias kan uppstå.

Överlevnadsbias är särskilt viktigt att ha i åtanke i studier som undersöker åldersrelaterade sjukdomar som cancer, hjärt-kärlsjukdom och diabetes.

Konkurrerande risk

Sandra Eloranta, Karolinska Institutet, introducerade därefter begreppet konkurrerande risker (2). I alla studier är forskare intresserade av att studera risk för ett visst utfall, men det är viktigt att komma ihåg att studiepopulationen också är ”i risk” av andra utfall, och att en del av dessa kan konkurrera med studiens huvudutfall. Till exempel, i studier av en specifik dödsorsak eller sjukdom är alla andra dödsorsaker och sjukdomar konkurrerande utfall.

Konkurrerande risker definieras som en händelse som hindrar eller grundläggande ändrar sannolikheten för det utfall man vill studera (3). Huruvida dessa konkurrerande risker tas med i den statistiska analysen eller inte är av stor betydelse när det kommer till att tolka resultatet.

Christel Häggström, Umeå universitet, presenterade projektet ”Metabola Syndromet och Cancer” (Me-Can) (4), som ett praktiskt exempel på hur konkurrerande risker kan påverka resultaten. Me-Can är en prospektiv europeisk kohortstudie av över en halv miljon individer, där man har publicerat data på metabola faktorer och risk för prostatacancer baserat på nästan 290 000 individer, både med vanlig överlevnadsanalys och med analys av konkurrerande risker (5, 6).

Som exempel visade Häggström resultat avseende sambandet mellan högt blodtryck och risk för prostatacancer, som påverkas av om den absoluta kumulativa risken för prostatacancer beräknats med vanliga metoder eller konkurrerande riskanalys. Detta förklaras av att risken att dö är högre för män med högt blodtryck, medan risken att få prostatacancer är lägre för män med högt blodtryck, eftersom de har större risk att dö innan de utvecklar prostatacancer. Beroende på metod får man därför olika svar, men båda metoderna är korrekta – de är svar på två olika forskningsfrågor.

Etiologisk heterogenitet

Robin Myte, Umeå universitet, avslutade första dagen med en presentation om statistiska metoder för att undersöka etiologisk heterogenitet, det vill säga olikheter avseende orsakssambanden, med exempel från molekylära undergrupper av kolonrektalcancer.

Cancers uppkomst, behandling och prognos har traditionellt behandlats huvudsakligen utifrån det organsystem där tumören uppstår, men på senare tid har alltmer uppmärksamhet riktats mot heterogeniteten mellan tumörer avseende deras molekylära egenskaper. För kolonrektalcancer utnyttjas detta redan idag i behandling och prognos, men endast lite forskning har berört frågan om även orsakssambanden skiljer sig åt mellan olika undergrupper (7).

Myte tog upp exempel från den prospektiva, populationsbaserade kohorten Northern Swedish Health and Disease Study (NSHDS). Metoderna som använts där skulle kunna användas i alla liknande frågeställningar där heterogenitet i sambandet till något utfall studeras, till exempel risken för olika undergrupper av cancer eller andra tillstånd, så länge undergrupperna av intresse är ömsesidigt uteslutande.

Tarmflora och matintag

Mötets andra dag inleddes av Petia Kovatcheva-Datchary, Göteborgs universitet, som bland annat har studerat hur förekomsten av bakterien Prevotella i tarmen beror på matintaget. I en studie där deltagarna ätit vitt bröd respektive kornbröd fann Kovatcheva-Datchary att andelen Prevotella i tarmen generellt ökade under den period som deltagarna åt kornbrödet. Resultaten är i överensstämmelse med tidigare studier där ett högt fiberintag kopplats till ökad mängd Prevotella i tarmen.

Prevotella är en bakterie som först uppmärksammades för att den fanns i större utsträckning hos barn i Burkina Faso, jämfört med europeiska barn. En förklaring till detta kan vara den stora skillnaden mellan barns fiberintag i dessa länder.

Louise Brunkwall, Lunds universitet, presenterade resultat från Malmö Offspring Study, som är en pågående flergenerationsstudie bestående av barn och barnbarn (över 18 år) från deltagare i Malmö Kost Cancer-studien. Brunkwall och hennes kollegor har jämfört den totala bakteriesammansättningen och specifika bakterier mellan grupper med självrapporterat högt respektive lågt intag av fibrer, fullkorn, frukt, grönsaker och kött.

Vid indelning av deltagarna i tre grupper kunde man inte se några skillnader i den totala sammansättningen mellan grupperna. När man tittade på specifika bakterier på genusnivå kunde man däremot se tydliga skillnader, där vissa specifika bakterier var antingen positivt eller negativt associerade med högre intag av de olika livsmedelsgrupperna.

Målsättningen är att Malmö Offspring Study ska omfatta ungefär

5 000 deltagare. Idag deltar cirka

1 800 personer. Resultaten i Brunkwalls studie baseras dock än så länge endast på knappt 200 personer, eftersom det är antalet som har sekventerats hittills. Att man redan med så få deltagare kan se antydan till resultat är spännande, men analyser av ett större material behövs för säkrare slutsatser.

Tarmflora sent och tidigt i livet

Paul O’Toole, Cork University, visade resultat från studier där man påvisat en stor skillnad i tarmfloran mellan äldre som under en längre tid befanns sig på sjukhus eller sjukhem, jämfört med äldre som bodde hemma. En annan studie visade att patienter med kolonrektalcancer hade ett minskat antal sorters bakterier jämfört med friska kontroller.

Tine Rask Licht, Danmarks tekniska universitet, gav några exempel på variationer i tarmfloran under de första åren i livet. Till exempel har man sett att tarmfloran hos nyfödda barn till överviktiga mammor skiljer sig från tarmfloran hos barn som föds av normalviktiga mammor. Detta kan sannolikt förklaras av att mammornas tarmflora är olika. Tidigare studier har påvisat skillnader i tarmfloran hos normalviktiga respektive överviktiga personer. Vid nio månaders ålder kunde man däremot inte se någon skillnad på barnens tarmflora, beroende av om mamman varit överviktig eller normalviktig.

I samma studie fann man även att barn som ammades hade en ökad mängd Bacteroidetes i tarmen vid nio månaders ålder, jämfört med barn som inte ammades. Denna skillnad var dock inte synlig vid 36 månader. Rask Licht poängterade att det hittills saknas kunskap om, och i så fall hur, de påvisade skillnaderna i tarmfloran tidigt i livet påverkar barnens framtida hälsa.

Bioaktiva ämnen

Johanna Lampe, Washington University, Seattle, belyste frågan om hur tarmfloran samspelar med bioaktiva ämnen från vegetabiliska livsmedel. Vegetabiliska livsmedel innehåller mängder av bioaktiva ämnen med olika kemiska strukturer, som metaboliseras i varierande grad av enzymer i tarmen. Samspelet mellan kostens innehåll av dessa bioaktiva ämnen och tarmens bakterier kan påverka risken att utveckla kroniska sjukdomar.

Hos människor har man funnit att cirkulerande nivåer av bioaktiva ämnen och deras metaboliter varierar mycket mellan individer efter intag av en standarddos av fytokemikalier. Detta tyder på stor individuell variation avseende tarmflorans kapacitet att metabolisera modersubstanserna.

Flera av fytokemikalierna, så som glukosinolater, isoflavoner och lignaner, har studerats ingående på grund av deras potentiella roll i förebyggandet av kroniska sjukdomar. Man har bland annat funnit att tarmflorans metabolism av till exempel isoflavonen daidzein från soja kan användas som en markör för kopplingen mellan tarmflora och risken för fetma.

Intaget av vissa bioaktiva ämnen, till exempel enterolignaner, är också förknippade med både mångfald och sammansättning av tarmfloran. Lampes övergripande budskap var att en ökad förståelse för kostens samverkan med tarmfloran skulle kunna bidra till nya sjukdomsförebyggande strategier.

Referenser

1. http://www.strobe-nut.org/

2. Kragh Andersen P, et al. Competing risks in epidemiology: possibilities and pitfalls International Journal of Epidemiology 2012;41:861–870.

3. Gooley TA, et al. Estimation of failure probabilities in the presence of competing risks: new representations of old estimators. Stat Med 1999;18:695-706.

4. Stocks T, et al. Cohort profile: The metabolic syndrome and cancer project (Me-Can). Int J Epidemiol 2009;39:660-7.

5. Haggstrom C, et al. Prostate cancer, prostate cancer death, and death from other causes, among men with metabolic aberrations. Epidemiology 2014;25:823-28.

6. Haggstrom C, et al. Prospective study on metabolic factors and risk of prostate cancer. Cancer 2012;118:6199-206.

7. Ogino S, et al. Molecular pathological epidemiology of colorectal neoplasia: an emerging transdisciplinary and interdisciplinary field. Gut 2011;60:397-411.

••