疫学

疫学（えきがく、英語:Epidemiology）は、個人ではなく集団を対象として病気（疾病）の発生原因や流行状態、予防などを研究する学問。元々は伝染病を研究対象として始まったが、その後、公害病や事故などの人災、地震などの天災、交通事故、がんなどの生活習慣病など、研究調査対象は多様化している。疫学は公衆衛生と予防医学への基礎を提供する領域として、また、疾患への危険要因および最適な治療方針決定への実証的な根拠に基づく医療（evidence-based medicine, EBM)として評価されている。 伝染性および非伝染性の病気を含む疫学の研究範囲は、突発的流行疾患の医学的調査研究から、研究計画、データ収集と解析、統計的モデルの考案による仮説検定などの統計学的研究に及ぶ。疫学研究では分析的手法として、概念的な単位を生物一個体に置く。集団において病気を持っている個体数を測定し、流行状態を頻度（有病割合や発生率など）として数量化する。また、疾患プロセスを理解する際には生物学を利用し、危険因子の近因と遠因を探る際には社会学や哲学を利用する。 初期の疫学は急性疾患（感染症）の流行の制御に大きな成果をあげた。この成果に伴い、社会の疾病構造が急性疾患から慢性疾患（生活習慣病）に変化したため、現在では長期間にわたる流行形態をとる慢性疾患の制御の研究も行われる。 集団生活を営む動物（例えば家畜、産業動物）に流行する病気にも適用され、獣医学の分野において多用される。ただし、集団として捉えることが困難な野生動物への適用は難しい。 国際疫学会の定義は「特定の集団における健康に関連する状況あるいは事象の、分布あるいは規定因子に関する研究。また、健康問題を制御するために疫学を応用すること」である。 他の定義の例として「疫学とは生物集団における病気の流行状態を研究する学問」がある。すなわち、ある時点/期間で、ある集団において、ある病気が流行した場合、その流行の原因を調べ、その原因を除去することにより流行そのものを制御（終熄、予防）するための学問である。この点をもって「流行病学」とも呼ばれる。 「疫学は人間集団における病気の発生に関する学問」だとする定義もある。 また人間以外にも拡張した説としては、「疫学とは病気の発生に関する学問」だとする定義がある。 疫学は疫の字にやまいだれ(疒)が付くため医学であると誤解されやすいが、英語ではEpidemiology（epi- (upon、広範な) + -demos(people、人間の) + -logos(study 学問）と綴り、人間集団に対するあらゆる因果関係の確認に用いられる学問である。 疫学の始まりはジョン・スノウのコレラ研究にあると言われる。コレラのイギリス侵入（1831年10月）当時、コレラは空気感染すると考えられており恐れられていた。しかしスノウは同じ流行地域でも患者が出る家は飛び飛びである等の知見を得て空気感染説に疑問を持ち、「汚染された水を飲むとコレラになる」という「経口感染仮説」を立て、疫学的調査と防疫活動を行った。 1854年8月、ブロード・ストリートでコレラの大発生が起きた。ロンドンの水道会社はテムズ川から取水していたが、当時のテムズ川は汚濁がひどく衛生的とは言えなかった。スノウはコレラ患者が多量発生したロンドンのブロード街にて患者発生状況の調査を行った。スノウは患者発生マップと各水道会社の給水地域との比較照合を行い、特定の水道会社の給水地域においてコレラ患者が多発していることを突き止めた。同社の取水口は糞尿投棄の影響を受ける位置にあったという。スノウは、ある井戸が汚染源と推測、あてはまらない事例について調査を行い、「汚染された井戸水を飲んでいる人は罹る」と結論した。行政がこれに従い問題の井戸を閉鎖したため、流行の蔓延を防ぐ事が出来た。この出来事は『ブロード街の12日間』という史実を元にしたフィクションにまとめられている。 スノウのコレラ研究は、1883年にロベルト・コッホがコレラ菌を発見する30年前の事であった。スノウの疫学的研究は、感染源・感染経路の解明という疫学的手法により、生物学的要因（病原体など）が不明であっても、社会的要因、状況の観察から、感染症流行を止めることができることを知らしめた。現代の疫学研究も、本質的にはスノウの研究と変わりない。 ロベルト・コッホは1876年、炭疽菌の純粋培養に成功し、炭疽の病原体であることを証明し、細菌が動物の病原体であることを証明した（コッホの原則)。1882年に結核菌を発見し、ヒトにおいても細菌が病原体であることを証明した。1883年、インドにおいてコレラ菌を発見した。1890年、コッホは結核菌の培養上清からツベルクリン（結核菌ワクチン）を創製した。1905年、コッホはノーベル生理学・医学賞を受賞した。コッホはルイ・パスツールとともに近代細菌学の開祖とされる。 コッホはベルリン大学で弟子を育て、腸チフス菌を発見したゲオルク・ガフキー、ジフテリア菌の分離に成功し、口蹄疫ウイルスを発見したフリードリヒ・レフラー、血清療法を研究したエミール・ベーリング、化学療法を研究したパウル・エールリヒ、破傷風菌を純粋培養し、ペスト菌を発見した北里柴三郎などを輩出した。 日本の疫学の祖と言われている高木兼寛は、日本海軍に多発した脚気を白米を中心とする食事にありとする栄養学説を唱えて、それを実験疫学的に証明したことで有名である。航海実験の結果に基づき海軍食に麦飯を導入、結果、1885年には海軍の脚気は激減した。これらの功績により1905年(明治38年)に男爵の爵位を授けられ、後に「麦飯男爵」とも呼ばれたという。 これは1912年に鈴木梅太郎がオリザニン(ビタミンB1)を発見する実に27年も前のことである。 北里柴三郎は破傷風菌を純粋培養し、血清療法を確立しペスト菌を発見した。 研究手法には以下のような分類がある。 観察型研究として、記述疫学と分析疫学がある。症状のある人だけを調査対象とするのが記述疫学であり、症状の有無にかかわらず全ての個体を調査対象して比較するのが分析疫学ということができる。 実験型研究として、介入研究、フィールド試験、地域介入型研究がある。 これらの研究分野の関係としては以下のようになる。 記述疫学；仮説を記述する ↓ 分析疫学；仮説を分析・検証する ↓ 介入研究；仮説を（介入実験して）確かめる 記述疫学(descriptive epidemiology)では、結果の頻度や分布を調べることによって、原因と結果に関する特性を調べたり原因の仮説を立てたりする。「○○の原因は××である」と言う仮説を記述することから記述疫学と呼ぶ。因果関係の妥当性を調べるのが疫学であり、この判定のために測定学を適用する。 利点 原因と結果に関する特性のみが分かればよいので、原因が不明であっても対処策を練ることができ、個人の調査だけで成立されることができる。 欠点 記述だけでは単なる仮説に過ぎず、信頼性が低い。記述疫学で仮説を立てたら、因果関係の妥当性を確認する必要がある。 例: 1981年にアメリカの疾病予防センター(CDC)に原因不明の症状を呈する患者5人が報告された。そこでこの未知の病気について調べてみた所、患者が全員男性同性愛者だったので、「男性同性愛がエイズを起こす」と言う仮説を立てた。しかし実際には異性間性交でも伝染する事が分かり、疾病予防対策は大きく後れを取る事になった。 記述疫学で立てた仮説を分析疫学で分析する前に、その仮説が仮説として妥当であるかを確認する必要がある。妥当性を検証する基準は諸説あり、Kochの4原則(感染症の病原体を特定する際の指針のひとつ)、Evansの8条件、Hill の基準（en:Bradford Hill criteria）などがある。ここではSurgeon General（米国公衆衛生局長諮問委員会）の5基準を以下に示す。 関連の一致性(consistency) 違う国、違う時代でも同じ事が起こるか（人、場所、時間の関連に普遍性があるか） 関連の強固性(strength) 効果が定量的か（量-反応関係が成立するか） 関連の特異性(specificity) 原因のある所に結果があり、結果のある所に原因があるか 関連の時間性(temporality) 原因→結果の順になっているか 関連の整合性(coherence) 既知の知識体系と矛盾しないか 記述疫学で立てた仮説が因果関係の妥当性を満たしていたら、次に分析疫学で解析する。 分析疫学(analytic epidemiology)は、記述疫学で立てた仮説を検証する研究。幾つかの分類方法がある。 解析の手法による分類 結果対照研究:結果が出たか否かで分ける 要因対照研究（コホート研究）:要因があったか否かで分ける 結果の調べ方による分類 前向き研究:これから結果が出るか否かを調べる 後向き研究:すでに結果が出ているか否かを調べる どの方法でも交絡や系統誤差、偶然誤差に注意する。 結果対照研究(case control study)では、まず、「調べたい結果」が出た人の群と出なかった人の群に分ける。 結果が出なかった人の群は結果の出た人の群の基準となり、これを対照(control)という。「調べたい結果」の原因として考えられるものを曝露要因といい、曝露要因に影響を受けることを「曝露される」という。それぞれの群において、曝露されていた人の群と曝露されていなかった人の群に分ける。 結果対照研究は「調べたい結果」の出現の有無と、その結果の原因であると考えられる曝露原因への曝露の有無によって作られる四分表を用いて因果関係を調べる研究である。 利点 後向き研究が多いため、一般に低いコストで実施可能であり、個人での研究が可能である。 情報系統誤差が入りにくい。 稀な現象を扱える。 欠点 選択系統誤差が入りやすい。したがって、観察対象は母集団の平均から偏りの無いように選ぶ必要がある。 要因対照研究(factor control study)は、要因があった人（曝露群に属する人）と要因が無かった人（非曝露群に属する人）を同じ数だけ集めてきて一定期間観察し、それぞれの中でいくつの個体に「調べたい結果」が出たかを調べる研究である。特定の要因に曝露した集団と曝露していない集団を一定期間追跡し、研究対象となる疾病の発生率を比較することで、要因と疾病発生の関連を調べる観察的研究である。 利点 選択系統誤差が入りにくい。 欠点 情報系統誤差が入りやすい。人年法を用いたり、結果情報に誤りが無いかをしっかりとチェックしなくてはならない。 コストがかかる。 稀な現象は扱えない。稀な現象に関しては結果対照研究を行うしかない。 要因対照研究はさらに以下の二つに分けられる。 前向き要因対照研究(prospective factor control study) 後向き要因対照研究(retro-spective factor control study) カルテなどの過去のデータを元に要因があったグループ（曝露群）となかったグループ（非曝露群）に分けて行う要因対照研究である。過去から現在へ向かって「前向き」に分析していることから、「後向き」という語句による誤解を避ける目的で、英語ではretro-spectiveの代わりにhistoricalやnonconcurrentという語句を用いることが多い。 利点 要因対照研究だが、コストも時間もかからない。 欠点 データとして残っていない要因については研究できない。 介入研究(intervention study)は、観察集団に対して、原因だと考えられるものを人為的に加減して、結果の発生率を調べる研究である。 利点 結果の説得性が高い 欠点 時間・労力がかかる 医学に応用される場合は、明確に規定された人間集団の中で出現する医学上の事象を、その頻度、影響、分布を明らかにして、それに対する有効な対策を研究する。疫学では直接の病因を明らかにしない。 頻度に関しては、主に有病割合と発生率、死亡率を調査する。 ある一定時点で母集団の中で疾病している人の割合を有病割合という。疾病の静的な頻度を表す。 有病割合は発生率と平均有病期間の積で表される。[要出典] 新たに罹患する人の割合を発生率といい、単位は"person/year"。疾病の動的な頻度をあらわす。 死亡率には、死亡数を人口で除した粗死亡率ではなく年齢調整死亡率を用いる。 病気の頻度や分布を調べる事により、病因と病気に関する特性を調べたり、病因の仮説を立てたりする。 関連の一致性(consistency) 例1：水道水を飲みさえすればAさんでもBさんでもコレラにかかるか 例2：男性同性愛者でありさえすればAさんでもBさんでもエイズにかかるか 関連の強固性(strength) 例1：水道水を飲めば飲むほどコレラの罹患率が上がるか 例2：同性愛行為をすればするほどエイズの罹患率が上がるか 関連の特異性(specificity) 例1：水道水を飲んだ人がコレラにかかり、かつ、コレラ患者は水道水を飲んでいるか 例2：男性同性愛者はエイズにかかり、かつ、エイズに罹った人は男性同性愛者か 関連の時間性(temporality) 例1：水道水→コレラの順になっているか コレラにかかった後に水道水を飲んだだけではないのか 例2：男性同性愛→エイズの順になっているか エイズにかかってから男性同性愛者になっただけではないのか 関連の整合性(coherence) 例1：水道水やコレラに関するこれまでの研究と本仮説との間に整合性はあるか 例2：男性同性愛やエイズに関するこれまでの研究と本仮説との間に整合性はあるか 医学における結果対照研究を患者対照研究という。症例対照研究 (case-control study、ケースコントロール研究)や結果対照研究ともいう。 まず、一つの病気について、患者と患者ではない人を集めてきて2つの群を作る。 さらにそれぞれの群を曝露されたか否かで2つに分け、四分表を用いて病因と病気の因果関係を調べる。 病因があった人達（曝露群）と病因が無かった人達（非曝露群）を同数だけ集めてきて、それぞれの中で何人が病気であるか、もしくは、将来病気になるかを調べる研究。将来に渡って、追跡調査をする前向き研究(prospective study)の場合を、特にコホート研究(cohort study)と言う。医学におけるコホート研究では、大勢の人を長年追跡調査するため、国家プロジェクトとなる。 利点 相対危険度を計算できる 寄与危険度を計算できる 寄与危険度百分率を計算できる 選択系統誤差が入りにくい 欠点 情報系統誤差が入りやすい コストがかかる（国家的プロジェクトなどとして行われる） 稀な疾患は扱えない（稀な疾患に対しては患者対照研究を行う） 医学における介入研究を臨床試験という。臨床試験の中でも、新薬の承認、あるいは既存薬の新たな適用の申請のために、製薬企業が行う臨床試験を治験と言う。企業においては臨床開発部門がこれを執り行う。日本においては医師主導型臨床試験の実施が少なく、臨床研究の不足を指摘されていたが、2002年改正薬事法が翌年7月30日より施行さると、医師や医療機関が主体となって治験を行うことができるようになった。なお、臨床試験は全て人間を対象とする実験である。動物による実験を臨床試験以前の基礎研究という。 第I相試験：健常者を対象に薬の安全性と薬物動態を検討する。抗癌剤など、明らかに有害な薬では例外的に患者を対象とする。 第II相試験：患者を対象とし、薬物に効果があるかということを評価する。 第III相試験：従来の薬より効果があるかどうかを調べる。この段階で無作為化と盲検法が必要となる。 第IV相試験：新薬発売後、一般臨床医から有効性、安全性に関する情報を収集する。 臨床医学で遭遇する問題に対して疫学を適用することを臨床疫学という。個々の患者に対して臨床的な予測を行う目的で、臨床的なパラメータを調べる学問である。古典物理学の運動方程式のような確定的な予測ではなく、確率による評価が利用される。 根拠に基づく医療(EBM) スクリーニング検査 臨床検査 決断分析 交通事故の発生原因を分析し、発生防止に役立てる学問[要出典] 。 商品の販売事由を分析し、販売促進に役立てる学問[要出典] 。しかし、この分野において根本的な意味で疫学はほとんど用をなさない。疫学は自然科学であるため再現性のある現象を対象とするが、商品の販売という社会現象において再現性を見いだすことは極めて困難だからである [要出典] 。