Utilidad del método epidemiológico para explicar las relaciones causales

12.01.2010

El método epidemiológico permite establecer relaciones causales, en especial cuando no es posible controlar la exposición a la causa mediante la experimentación.

Dres. Morabia A y Porta MSIICInvestigación y Ciencia 62-71, Jul 2008

Introducción

Los epidemiólogos se especializan en la identificación de las causas de los estados de salud, por medio de herramientas como la comparación de grupos y el llamado pensamiento poblacional, que consiste en el razonamiento centrado en poblaciones. A tal fin, emplean conceptos como el riesgo (probabilidad de aparición de un estado de salud), la prevalencia (número de personas que presentan una enfermedad en relación con la población estudiada) y la incidencia (número de nuevos casos en una población en un período).

De este modo, estos parámetros se utilizan para describir la dinámica de la salud de una población. No obstante, el componente poblacional del pensamiento epidemiológico no es suficiente para efectuar inferencias causales, ya que también se requiere la comparación de grupos. En consecuencia, la combinación del pensamiento poblacional y de la comparación de grupos caracteriza a la epidemiología como una disciplina científica.

En este artículo, los autores se proponen demostrar que la causalidad epidemiológica se origina en modos de inferencia que son compatibles con el descubrimiento de las causas de las enfermedades para las poblacionales, aunque no necesariamente para los individuos.

La epidemia de cáncer de pulmón

El modo de inferencia causal que se aplica actualmente se elaboró en la segunda mitad del siglo XX en el marco de las discusiones sobre la exposición al humo del tabaco y el cáncer. Este debate puso de manifiesto algunos obstáculos para la inferencia causal epidemiológica. Uno de ellos consistía en que el cáncer de pulmón sólo aparecía en el 10% de los grandes fumadores, por lo que este modelo predictivo podía aplicarse a la población, pero sin establecer qué individuos presentarían la enfermedad. Otro impedimento era la imposibilidad de estudiar el efecto del tabaco con anterioridad al diagnóstico, ya que el hábito de fumar no podía asignarse de forma aleatoria. Si bien en los estudios epidemiológicos de observación se ha determinado, entre otros, que los fumadores beben más alcohol y consumen menos frutas y verduras en comparación con los pacientes que no fuman, el efecto del tabaquismo debe aislarse de estas variables de confusión. De todos modos, suele ser difícil medir bien o separar este tipo de factores.

Cuando por medio de los estudios de casos y controles de 1950 se demostró que los sujetos con cáncer de pulmón habían fumado con mayor frecuencia que las personas exentas de esta enfermedad, se desataron discusiones entre los epidemiólogos y quienes no creían en la asociación entre el humo y el cáncer. Esta polémica contribuyó al perfeccionamiento del método epidemiológico, ya que en los estudios de cohortes se consolidó el concepto de que entre los fumadores se observan más casos de cáncer de pulmón que entre las personas que no fuman. De estas comparaciones se desprendió una asociación estadística entre el tabaquismo y el cáncer de pulmón; de todas maneras, el vínculo causal debía basarse en una síntesis de toda la información disponible, tanto epidemiológica como toxicológica, y biológica.

La descripción final del enfoque epidemiológico de la relación causal entre el tabaco y el cáncer de pulmón se atribuye a Austin Bradford Hill, autor del ensayo “Medio ambiente y enfermedad: asociación o causalidad”, publicado en 1965. Los autores comentan la importancia de dicho artículo de revisión y destacan entre su contenido la necesidad de descartar el componente de azar o de sesgo en un estudio antes de definir una relación causal. Entre los aspectos que tienden a caracterizar la causalidad, Hill resaltaba el riesgo relativo, la consistencia, la especificidad del efecto, la precedencia de la causa al efecto, la proporcionalidad de la respuesta, la plausibilidad biológica, la coherencia epidemiológica, la prueba experimental y la analogía.

En cuanto al riesgo relativo, en los estudios epidemiológicos se había demostrado que la tasa de mortalidad por cáncer de pulmón en los fumadores de cigarrillos era muy superior a la de los no fumadores. En relación con la consistencia de la asociación, el vínculo entre el tabaquismo y el cáncer de pulmón se había descrito en 36 ensayos diferentes, por lo cual la respuesta era similar en una amplia variedad de situaciones con distintas técnicas de estudio.

Por otra parte, los investigadores destacan que un tercer argumento a favor de la causalidad es la limitación de la asociación a un subgrupo específico de la población, como los trabajadores expuestos a determinados agentes ambientales.

Asimismo, una exigencia de la relación causal es que la exposición a la presunta causa preceda a los efectos o desenlaces. Si bien la dirección temporal de la asociación puede no ser siempre evidente, los estudios de cohortes ofrecen mayores garantías de la anterioridad temporal de la exposición en comparación con los estudios de casos y controles.

Además, pese a que no se considera imprescindible, una relación entre la dosis de la exposición y el efecto clínico suele avalar la asociación causal. De este modo, el aumento de la tasa de mortalidad por cáncer de pulmón en relación directa con el número de cigarrillos fumados a diario permite añadir un elemento de juicio importante.

En otro orden, los autores recuerdan que el sexto criterio, la plausibilidad biológica del vínculo causal, depende de los conocimientos existentes en cada momento. Por lo tanto, sugieren que la interpretación causal de una asociación no debe encontrarse en discrepancia con los conceptos establecidos, tanto en el aspecto biológico como en el epidemiológico. Asimismo, la prueba experimental resulta de gran ayuda ya que los conocimientos derivados de los ensayos clínicos aleatorizados surgen de la comparación entre grupos que no tienen diferencias en las características iniciales relacionadas con la aparición de los efectos.

Finalmente, en algunas circunstancias parece correcto juzgar una asociación causal por medio de la analogía.

Añaden que ninguno de los 9 criterios de Hill por sí solo basta para certificar la existencia de causalidad y, asimismo, ninguno de ellos es necesario para que exista la relación causal, con la excepción de la secuencia temporal. Del mismo modo, cada uno de estos parámetros presenta mayor o menor peso según la hipótesis planteada en cada estudio. En realidad, afirman que el conjunto de estos criterios permite plantear si se dispone de una explicación de los hechos diferente a la relación causal. Si bien pueden persistir efectos estocásticos, no es posible distinguir completamente entre causalidad y casualidad por medio de pruebas formales de significación estadística, ya que con estos métodos sólo se determina la probabilidad de que un efecto se deba al azar. Este enfoque mediante criterios causales representa una guía de orientación y reflexión que sigue vigente y que se aplicó por primera vez en 1964, en un informe que en el cual se concluyó que el tabaquismo causaba cáncer de pulmón.

Los precursores de la causalidad epidemiológica

La epidemiología surgió en forma tardía como disciplina científica, después de la aparición de los conceptos de probabilidad y pensamiento poblacional en el siglo XVII. Entre los sentidos aplicados a la probabilidad, se destaca la relevancia de la generación de grados de credibilidad asociados con afirmaciones específicas que no se basan en forma directa en datos. De este modo, cuando Hume publicó en 1739 su Tratado de la naturaleza humana, el conocimiento científico se reservaba para las leyes válidas y reproducibles de la mecánica o de la óptica. En cambio, Hume describió que las observaciones del pasado no necesariamente determinaban los sucesos del futuro y estableció la existencia de un conocimiento de lo probable, basado en generalizaciones. De este modo, los autores consideran que los criterios de causalidad de Hill acerca de la medicina preventiva guardan estrecha semejanza con las afirmaciones universales de la filosofía de Hume. Si bien no existe un complemento exacto entre ambos trabajos, Hume concebía la evaluación de la causalidad de manera muy similar a la de los epidemiólogos contemporáneos.

Por otra parte, en su obra Un sistema de lógica, de 1843, John Stuart Mill describió 4 métodos de investigación experimental que también se basaban en el principio de comparación. Estos cánones de Mill, sobre todo los referidos a los métodos de diferencia y acuerdo, son citados con frecuencia en los estudios epidemiológicos, en especial en los casos pragmáticos en los que se analizan factores de riesgo prevenibles, como el tabaco o la falta de actividad física. Los razonamientos lógicos de la obra de Mill se fundamentaron en los cambios intelectuales de los siglos XVII y XIX y sus raíces guardan relación con la aparición del concepto de probabilidad.

Los postulados de Koch y la causalidad epidemiológica

En contraste con el enfoque epidemiológico de la causalidad, los postulados de Koch se basan en un proceso lógico diferente. De acuerdo con los enunciados de Jakob Henle que fueron profundizados por Koch, un germen se presenta en cada caso de la enfermedad estudiada bajo circunstancias que justifican las alteraciones patológicas y el curso clínico. Asimismo, no aparece en ninguna otra afección en forma fortuita o como agente no patógeno y, tras haber sido aislado y reproducido en un cultivo puro, puede inducir la enfermedad de nuevo en un organismo inoculado.
Según este modelo, la relación causal se produce de manera sistemática y sin excepción en cada caso individual, con las características de un procedimiento de diagnóstico perfecto. Si se aplican las 4 medidas clásicas que valoran una prueba diagnóstica a los resultados experimentales obtenidos por el propio Koch, se obtienen índices del 100% para la sensibilidad, la especificidad y los valores predictivos tanto positivos como negativos. El mismo fenómeno se describe en el análisis de los datos de Pasteur sobre la profilaxis del ántrax.
Estos postulados de Henle-Koch son adecuados para enfermedades como la tuberculosis y el tétanos, pero tienen limitaciones en otros procesos como la lepra o la difteria, en especial como consecuencia de la dificultad de reproducir la enfermedad en animales de laboratorio. Koch consideraba que el cumplimiento de sus 2 primeros postulados era una prueba suficiente de causalidad. Sin embargo, estos conceptos se volvieron problemáticos con el descubrimiento de portadores asintomáticos del vibrión colérico.

En consecuencia, los autores concluyen que la aplicación de estos postulados a problemas epidemiológicos no resulta apropiada, incluso en algunos procesos infecciosos, ya que no son compatibles con la multiplicidad de causas de las enfermedades crónicas.