16.2: تتبع الأمراض المعدية
- Page ID
- 195289
أهداف التعلم
- شرح مناهج البحث المستخدمة من قبل رواد علم الأوبئة
- اشرح كيف تعمل الدراسات الوبائية الوصفية والتحليلية والتجريبية على تحديد سبب المراضة والوفيات
تعود جذور علم الأوبئة إلى عمل الأطباء الذين بحثوا عن أنماط حدوث المرض كوسيلة لفهم كيفية الوقاية منه. كانت فكرة أن المرض يمكن أن ينتقل مقدمة مهمة لفهم بعض الأنماط. في عام 1546، اقترح جيرولامو فراكاستورو لأول مرة نظرية جرثومة المرض في مقالته De Contagione et Contagiosis Morbis، لكن هذه النظرية ظلت في منافسة مع نظريات أخرى، مثل فرضية الميازما، لسنوات عديدة (انظر ما عرفه أسلافنا). لم يكن عدم اليقين بشأن سبب المرض عائقًا مطلقًا للحصول على المعرفة المفيدة من أنماط المرض. اشترك بعض الباحثين المهمين، مثل فلورنس نايتينجيل، في فرضية الميازما. قدم الانتقال إلى قبول نظرية الجراثيم خلال القرن التاسع عشر أساسًا ميكانيكيًا قويًا لدراسة أنماط الأمراض. لقد بذرت دراسات الأطباء والباحثين في القرن التاسع عشر مثل جون سنو وفلورنسا نايتينجيل وإغناز سيميلويس وجوزيف ليستر وروبرت كوخ ولويس باستير وغيرهم بذور علم الأوبئة الحديث.
رواد علم الأوبئة
كان جون سنو (الشكل\(\PageIndex{1}\)) طبيبًا بريطانيًا معروفًا بأب علم الأوبئة لتحديد مصدر وباء الكوليرا في برود ستريت عام 1854 في لندن. واستناداً إلى الملاحظات التي أدلى بها أثناء تفشي الكوليرا في وقت سابق (1848-1849)، اقترح سنو أن الكوليرا تنتشر من خلال طريق البراز والفم لانتقال العدوى وأن الميكروب هو العامل المعدي. قام بالتحقيق في وباء الكوليرا عام 1854 بطريقتين. أولاً، عندما اشتبهت سنو في أن المياه الملوثة كانت مصدر الوباء، حددت مصدر المياه للمصابين. ووجد عددًا كبيرًا من حالات الكوليرا بين الأفراد الذين حصلوا على المياه من نهر التايمز في اتجاه مجرى النهر من لندن. احتوت هذه المياه على النفايات والصرف الصحي من لندن والمستوطنات في المنبع. وأشار أيضًا إلى أن عمال مصنع الجعة لم يصابوا بالكوليرا ووجد عند التحقيق أن المالكين قدموا للعمال البيرة للشرب وذكروا أنهم على الأرجح لم يشربوا الماء. ثانيًا، قام أيضًا برسم خريطة دقيقة لمعدل الإصابة بالكوليرا ووجد معدلًا عاليًا بين هؤلاء الأفراد الذين يستخدمون مضخة مياه معينة تقع في شارع برود. واستجابةً لنصيحة سنو، أزال المسؤولون المحليون مقبض المضخة (2)، مما أدى إلى احتواء وباء الكوليرا في برود ستريت.
يمثل عمل سنو دراسة وبائية مبكرة وأسفر عن أول استجابة صحية عامة معروفة للوباء. أصبحت طرق Snow الدقيقة لتتبع الحالات ممارسة شائعة الآن في دراسة تفشي الأمراض وربط الأمراض الجديدة بأسبابها. كما ألقى عمله الضوء على ممارسات الصرف الصحي غير الصحية وآثار إلقاء النفايات في نهر التايمز. بالإضافة إلى ذلك، دعم عمله نظرية جرثومة المرض، والتي قالت إن المرض يمكن أن ينتقل من خلال المواد الملوثة، بما في ذلك المياه الملوثة بالمواد البرازية.
أوضح عمل سنو ما يشار إليه اليوم كمصدر شائع لانتشار الأمراض المعدية، حيث يوجد مصدر واحد لجميع الأفراد المصابين. في هذه الحالة، كان المصدر الوحيد هو البئر الملوث أسفل مضخة برود ستريت. تشمل أنواع انتشار المصدر الشائعة انتشار المصدر النقطي وانتشار المصدر المشترك المستمر وانتشار المصدر المشترك المتقطع. في حالة انتشار الأمراض المعدية في المصدر الثابت، يعمل المصدر المشترك لفترة زمنية قصيرة - أقل من فترة حضانة العامل الممرض. مثال على انتشار المصدر الثابت هو سلطة بطاطس ملوثة واحدة في نزهة جماعية. في حالة الانتشار المستمر للمصادر الشائعة، تحدث العدوى لفترة طويلة من الوقت، أطول من فترة الحضانة. ومن الأمثلة على الانتشار المشترك المستمر للمصادر مصدر مياه لندن التي يتم أخذها إلى أسفل مجرى المدينة، والتي كانت ملوثة باستمرار بمياه الصرف الصحي من المنبع. أخيرًا، مع الانتشار المتقطع للمصادر الشائعة، تحدث العدوى لفترة، وتتوقف، ثم تبدأ مرة أخرى. يمكن ملاحظة ذلك في حالات العدوى من بئر لم يكن ملوثًا إلا بعد هطول الأمطار بكميات كبيرة والذي تخلص من التلوث بعد فترة قصيرة.
على عكس انتشار المصدر الشائع، يحدث الانتشار المنتشر من خلال الاتصال المباشر أو غير المباشر من شخص لآخر. مع الانتشار المنتشر، لا يوجد مصدر واحد للعدوى؛ يصبح كل فرد مصاب مصدرًا للإصابة اللاحقة أو أكثر. مع الانتشار المنتشر، ما لم يتم إيقاف الانتشار على الفور، تحدث العدوى لفترة أطول من فترة الحضانة. على الرغم من أن المصادر الثابتة غالبًا ما تؤدي إلى تفشي المرض على نطاق واسع ولكن محلي لمدة قصيرة، إلا أن الانتشار المنتشر عادة ما يؤدي إلى تفشي المرض لمدة أطول والتي يمكن أن تختلف من صغيرة إلى كبيرة، اعتمادًا على السكان والمرض (الشكل\(\PageIndex{2}\)). بالإضافة إلى ذلك، بسبب الانتقال من شخص لآخر، لا يمكن إيقاف الانتشار المنتشر بسهولة عند مصدر واحد مثل انتشار المصدر النقطي.
يُعد عمل فلورنس نايتينجيل مثالاً آخر على دراسة وبائية مبكرة. في عام 1854، كانت نايتينجيل جزءًا من وحدة الممرضات التي أرسلها الجيش البريطاني لرعاية الجنود الجرحى خلال حرب القرم. احتفظ نايتينجيل بسجلات دقيقة فيما يتعلق بأسباب المرض والوفاة أثناء الحرب. كان حفظ سجلاتها مهمة أساسية لما أصبح فيما بعد علم الأوبئة. تم نشر تحليلها للبيانات التي جمعتها في عام 1858. في هذا الكتاب، قدمت بيانات التردد الشهرية عن أسباب الوفاة في رسم بياني إسفيني (الشكل\(\PageIndex{3}\)). هذا العرض الرسومي للبيانات، غير المعتاد في ذلك الوقت، أوضح بقوة أن الغالبية العظمى من الضحايا خلال الحرب لم تحدث بسبب الجروح التي لحقت بهم أثناء القتال ولكن بسبب ما اعتبره نايتينجيل أمراضًا معدية يمكن الوقاية منها. غالبًا ما حدثت هذه الأمراض بسبب سوء الصرف الصحي وعدم الوصول إلى مرافق المستشفيات. أدت نتائج نايتينجيل إلى العديد من الإصلاحات في نظام الرعاية الطبية للجيش البريطاني.
قدم جوزيف ليستر أدلة وبائية مبكرة تؤدي إلى ممارسات صحية عامة جيدة في العيادات والمستشفيات. كانت هذه الأماكن مشهورة في منتصف القرن التاسع عشر بالتهابات قاتلة من الجروح الجراحية في وقت لم تكن فيه نظرية الجراثيم للمرض مقبولة على نطاق واسع بعد (انظر أسس نظرية الخلية الحديثة). لم يغسل معظم الأطباء أيديهم بين زيارات المرضى أو يقومون بتنظيف وتعقيم أدواتهم الجراحية. ومع ذلك، اكتشف ليستر الخصائص المطهرة لحمض الكاربوليك، المعروف أيضًا باسم الفينول (انظر استخدام المواد الكيميائية للتحكم في الكائنات الحية الدقيقة). قدم العديد من بروتوكولات التطهير التي خفضت بشكل كبير معدلات العدوى بعد الجراحة. 3 طالب الجراحين الذين عملوا معه باستخدام محلول حمض الكربوليك بنسبة 5٪ لتنظيف أدواتهم الجراحية بين المرضى، بل ذهبوا إلى حد رش المحلول على الضمادات وفوق موقع الجراحة أثناء العمليات (الشكل\(\PageIndex{4}\)). كما اتخذ الاحتياطات اللازمة لعدم إدخال مصادر العدوى من جلده أو ملابسه عن طريق إزالة معطفه ولف أكمامه وغسل يديه بمحلول مخفف من حمض الكربوليك قبل الجراحة وأثناءها.
يحتوي حساب جون سنو الخاص بعمله على روابط ومعلومات إضافية.
يحلل مورد CDC هذا أيضًا النمط المتوقع من تفشي مصدر نقطة.
تعرف على المزيد حول مخطط إسفين نايتينجيل هنا.
التمارين\(\PageIndex{1}\)
- اشرح الفرق بين انتشار المصدر المشترك وانتشار المرض.
- وصف كيف أدت ملاحظات جون سنو وفلورنس نايتينجيل وجوزيف ليستر إلى تحسينات في الصحة العامة.
أنواع الدراسات الوبائية
اليوم، يستخدم علماء الأوبئة تصميمات الدراسة، والطريقة التي يتم بها جمع البيانات لاختبار الفرضية، على غرار تلك الخاصة بالباحثين الذين يدرسون الظواهر الأخرى التي تحدث في السكان. يمكن تقسيم هذه الأساليب إلى دراسات قائمة على الملاحظة (لا يتم فيها التلاعب بالموضوعات) ودراسات تجريبية (يتم فيها التلاعب بالموضوعات). بشكل جماعي، توفر هذه الدراسات لأخصائيي الأوبئة المعاصرين أدوات متعددة لاستكشاف الروابط بين الأمراض المعدية ومجموعات الأفراد المعرضين للإصابة الذين قد يصابون بهم.
الدراسات القائمة على الملاحظة
في دراسة قائمة على الملاحظة، يتم جمع البيانات من المشاركين في الدراسة من خلال القياسات (مثل المتغيرات الفسيولوجية مثل عدد خلايا الدم البيضاء)، أو الإجابات على الأسئلة في المقابلات (مثل السفر الأخير أو تكرار التمرين). عادةً ما يتم اختيار الموضوعات في دراسة قائمة على الملاحظة بشكل عشوائي من مجموعة من الأفراد المتأثرين أو غير المتأثرين. ومع ذلك، فإن الموضوعات في الدراسة القائمة على الملاحظة لا يتم التلاعب بها بأي حال من الأحوال من قبل الباحث. عادةً ما تكون الدراسات القائمة على الملاحظة أسهل من الدراسات التجريبية، وفي بعض الحالات قد تكون الدراسات الوحيدة الممكنة لأسباب أخلاقية.
إن الدراسات القائمة على الملاحظة قادرة فقط على قياس الارتباط بين حدوث المرض والعوامل المسببة المحتملة؛ فهي لا تثبت بالضرورة وجود علاقة سببية. على سبيل المثال، لنفترض أن الدراسة وجدت ارتباطًا بين شرب القهوة بكثرة وانخفاض معدل الإصابة بسرطان الجلد. قد يشير هذا إلى أن القهوة تمنع سرطان الجلد، ولكن قد يكون هناك عامل آخر غير قابل للقياس، مثل كمية التعرض لأشعة الشمس التي يتلقاها المشاركون. إذا اتضح أن شاربي القهوة يعملون أكثر في المكاتب ويقضون وقتًا أقل في الخارج تحت أشعة الشمس مقارنة بمن يشربون كميات أقل من القهوة، فقد يكون من الممكن أن يكون انخفاض معدل الإصابة بسرطان الجلد بسبب قلة التعرض لأشعة الشمس، وليس إلى استهلاك القهوة. لا يمكن للدراسة القائمة على الملاحظة التمييز بين هذين السببين المحتملين.
هناك العديد من الأساليب المفيدة في الدراسات القائمة على الملاحظة. وتشمل هذه الأساليب المصنفة على أنها علم الأوبئة الوصفي وعلم الأوبئة التحليلي. يجمع علم الأوبئة الوصفي معلومات حول تفشي المرض والأفراد المصابين وكيفية انتشار المرض بمرور الوقت في مرحلة استكشافية من الدراسة. سيشمل هذا النوع من الدراسة مقابلات مع المرضى ومعارفهم وأفراد أسرهم؛ فحص العينات والسجلات الطبية؛ وحتى تاريخ الأطعمة والمشروبات المستهلكة. يمكن إجراء مثل هذه الدراسة أثناء استمرار تفشي المرض. قد تشكل الدراسات الوصفية الأساس لتطوير فرضية السببية التي يمكن اختبارها من خلال دراسات رصدية وتجريبية أكثر صرامة.
يستخدم علم الأوبئة التحليلي مجموعات مختارة بعناية من الأفراد في محاولة لتقييم الفرضيات بشكل أكثر إقناعًا حول الأسباب المحتملة لتفشي المرض. يتم اختيار الحالات بشكل عام بشكل عشوائي، لذلك لا تكون النتائج متحيزة بسبب بعض الخصائص المشتركة للمشاركين في الدراسة. قد تجمع الدراسات التحليلية بياناتها عن طريق العودة بالزمن إلى الوراء (الدراسات بأثر رجعي)، أو مع تطور الأحداث إلى الأمام في الوقت المناسب (الدراسات المستقبلية).
تجمع الدراسات بأثر رجعي بيانات من الماضي حول حالات اليوم. يمكن أن تتضمن البيانات أشياء مثل التاريخ الطبي أو العمر أو الجنس أو التاريخ المهني للأفراد المتضررين. يفحص هذا النوع من الدراسة الارتباطات بين العوامل المختارة أو المتاحة للباحث وحدوث المرض.
تتابع الدراسات المستقبلية الأفراد وتراقب حالة مرضهم خلال فترة الدراسة. يتم جمع البيانات حول خصائص الأشخاص الذين خضعوا للدراسة وبيئاتهم في بداية الدراسة وأثناءها بحيث يمكن مقارنة الأشخاص الذين يصابون بالمرض مع أولئك الذين لا يمرضون. مرة أخرى، يمكن للباحثين البحث عن الارتباطات بين حالة المرض والمتغيرات التي تم قياسها أثناء الدراسة لتسليط الضوء على الأسباب المحتملة.
تدمج الدراسات التحليلية المجموعات في تصميماتها للمساعدة في إثارة الارتباطات بالمرض. تشمل مناهج الدراسات التحليلية القائمة على المجموعة الدراسات الأترابية ودراسات الحالات والسيطرة والدراسات المقطعية. تقوم طريقة الفوج بفحص مجموعات الأفراد (تسمى المجموعات) الذين يتشاركون خاصية معينة. على سبيل المثال، قد تتكون المجموعة من أفراد ولدوا في نفس العام ونفس المكان؛ أو قد تتكون من أشخاص يمارسون أو يتجنبون سلوكًا معينًا، مثل المدخنين أو غير المدخنين. في دراسة جماعية، يمكن متابعة المجموعات بشكل مستقبلي أو دراستها بأثر رجعي. في حالة اتباع مجموعة واحدة فقط، تتم مقارنة الأفراد المتأثرين بالأفراد غير المتأثرين في نفس المجموعة. يتم تسجيل نتائج المرض وتحليلها لمحاولة تحديد الارتباطات بين خصائص الأفراد في المجموعة ومعدل الإصابة بالمرض. تعد الدراسات الجماعية طريقة مفيدة لتحديد أسباب الحالة دون انتهاك الحظر الأخلاقي لتعريض الأشخاص لعامل خطر. عادةً ما يتم تحديد المجموعات وتعريفها بناءً على عوامل الخطر المشتبه بها التي تعرض لها الأفراد بالفعل من خلال اختياراتهم أو ظروفهم الخاصة.
عادةً ما تكون دراسات الحالات والسيطرة بأثر رجعي وتقارن مجموعة من الأفراد المصابين بمرض بمجموعة مماثلة من الأفراد غير المصابين بالمرض. تعتبر دراسات التحكم في الحالات أكثر كفاءة بكثير من الدراسات الأترابية لأن الباحثين يمكنهم عمدًا اختيار الأشخاص المصابين بالفعل بالمرض بدلاً من الانتظار لمعرفة الأشخاص من عينة عشوائية سيصابون بالمرض.
تقوم دراسة مقطعية بتحليل الأفراد الذين تم اختيارهم عشوائيًا في مجموعة سكانية وتقارن الأفراد المصابين بمرض أو حالة بأولئك الذين لم يتأثروا في وقت واحد. تتم مقارنة الموضوعات للبحث عن الارتباطات بين بعض المتغيرات القابلة للقياس والمرض أو الحالة. تُستخدم الدراسات المقطعية أيضًا لتحديد مدى انتشار الحالة.
دراسات تجريبية
يستخدم علم الأوبئة التجريبي الدراسات المختبرية أو السريرية التي يتلاعب فيها الباحث بموضوعات الدراسة لدراسة الروابط بين الأمراض والعوامل المسببة المحتملة أو لتقييم العلاجات. قد تكون أمثلة العلاجات هي إعطاء دواء، أو إدراج أو استبعاد مواد غذائية مختلفة، أو ممارسة الرياضة البدنية، أو إجراء جراحي معين. يتم استخدام الحيوانات أو البشر كمواضيع اختبار. نظرًا لأن الدراسات التجريبية تتضمن التلاعب بالموضوعات، فإنها عادةً ما تكون أكثر صعوبة وأحيانًا مستحيلة لأسباب أخلاقية.
تتطلب افتراضات كوخ تدخلات تجريبية لتحديد العامل المسبب للمرض. على عكس الدراسات القائمة على الملاحظة، يمكن أن توفر الدراسات التجريبية أدلة قوية تدعم السبب لأن العوامل الأخرى عادة ما تظل ثابتة عندما يتلاعب الباحث بالموضوع. تتم مقارنة نتائج مجموعة واحدة تتلقى العلاج بنتائج المجموعة التي لا تتلقى العلاج ولكن يتم التعامل معها بنفس الطريقة الأخرى. على سبيل المثال، قد تتلقى مجموعة واحدة نظامًا من الدواء يُعطى كحبوب، بينما تتلقى المجموعة غير المعالجة علاجًا وهميًا (حبة تبدو متشابهة ولكنها لا تحتوي على عنصر نشط). يتم التعامل مع كلا المجموعتين بشكل مماثل قدر الإمكان باستثناء تناول الدواء. نظرًا لأن المتغيرات الأخرى تظل ثابتة في كل من المجموعات المعالجة وغير المعالجة، فإن الباحث أكثر يقينًا من أن أي تغيير في المجموعة المعالجة هو نتيجة التلاعب المحدد.
تقدم الدراسات التجريبية أقوى دليل على مسببات المرض، ولكن يجب أيضًا تصميمها بعناية للقضاء على الآثار الخفية للتحيز. عادةً ما يتم إجراء الدراسات التجريبية على البشر كدراسات مزدوجة التعمية، مما يعني أنه لا يعرف الأشخاص ولا الباحثون من هو حالة العلاج ومن ليس كذلك. يزيل هذا التصميم سببًا معروفًا للتحيز في البحث يسمى تأثير الدواء الوهمي، حيث يمكن أن تؤثر معرفة العلاج من قبل الشخص أو الباحث على النتائج.
التمارين\(\PageIndex{2}\)
- وصف مزايا وعيوب الدراسات القائمة على الملاحظة والدراسات التجريبية.
- اشرح الطرق التي يمكن من خلالها اختيار مجموعات من الموضوعات للدراسات التحليلية.
التركيز السريري: الجزء 3
وبما أن الاختبارات المعملية أكدت أن السالمونيلا، وهي من مسببات الأمراض الشائعة المنقولة بالغذاء، هي العامل المسبب للمرض، فقد اشتبه أخصائيو الأوبئة في أن تفشي المرض كان بسبب التلوث في منشأة لتجهيز الأغذية تخدم المنطقة. ركزت المقابلات مع المرضى على استهلاك الغذاء أثناء عطلة عيد الشكر وبعدها، بما يتوافق مع توقيت تفشي المرض. خلال المقابلات، طُلب من المرضى سرد المواد المستهلكة في تجمعات العطلات ووصف مدى انتشار استهلاك كل عنصر بين أفراد الأسرة والأقارب. كما تم سؤالهم عن مصادر المواد الغذائية (مثل العلامة التجارية وموقع الشراء وتاريخ الشراء). من خلال طرح مثل هذه الأسئلة، كان مسؤولو الصحة يأملون في تحديد الأنماط التي من شأنها أن تؤدي إلى مصدر تفشي المرض.
في نهاية المطاف، ربط تحليل ردود المقابلة جميع الحالات تقريبًا باستهلاك طبق العيد المعروف باسم التوردكن - وهو دجاج محشو داخل بطة محشوة داخل ديك رومي. Turducken هو طبق لا يتم استهلاكه بشكل عام على مدار العام، وهو ما يفسر الارتفاع في الحالات بعد عطلة عيد الشكر مباشرة. أظهر تحليل إضافي أن التورداك الذي يستهلكه المرضى المصابون تم شراؤه محشوًا بالفعل وجاهزًا للطهي. علاوة على ذلك، تم بيع جميع أنواع التورداك المحشوة مسبقًا في نفس سلسلة البقالة الإقليمية تحت اسمين تجاريين مختلفين. بعد مزيد من التحقيق، تتبع المسؤولون كلتا العلامتين التجاريتين إلى مصنع معالجة واحد زود المتاجر في جميع أنحاء فلوريدا.
التمارين\(\PageIndex{3}\)
- هل هذا مثال لانتشار المصدر المشترك أو الانتشار المنتشر؟
- ما الخطوات التالية التي من المرجح أن يتخذها مكتب الصحة العامة بعد تحديد مصدر تفشي المرض؟
المفاهيم الأساسية والملخص
- قام الرواد الأوائل لعلم الأوبئة مثل جون سنو وفلورنسا نايتينجيل وجوزيف ليستر بدراسة المرض على مستوى السكان واستخدموا البيانات لتعطيل انتقال المرض.
- تعتمد دراسات علم الأوبئة الوصفية على تحليل الحالات وتاريخ المرضى للحصول على معلومات حول تفشي المرض، بشكل متكرر أثناء حدوثه.
- تستخدم دراسات علم الأوبئة بأثر رجعي البيانات التاريخية لتحديد الارتباطات مع حالة المرض للحالات الحالية. تقوم دراسات علم الأوبئة المستقبلية بجمع البيانات ومتابعة الحالات للعثور على ارتباطات مع حالات المرض المستقبلية.
- دراسات علم الأوبئة التحليلية هي دراسات قائمة على الملاحظة مصممة بعناية لمقارنة المجموعات والكشف عن الارتباطات بين العوامل البيئية أو الوراثية والمرض.
- تولد دراسات علم الأوبئة التجريبية أدلة قوية على السببية في المرض أو العلاج من خلال التلاعب بالموضوعات ومقارنتها بالموضوعات الضابطة.
الحواشي
- جون سنو. حول طريقة الاتصال الخاصة بالكوليرا. الطبعة الثانية، موسعة كثيرًا. جون تشرشل، 1855.
- جون سنو. «الكوليرا بالقرب من غولدن سكوير، وفي ديبتفورد.» ميديكال تايمز آند جازيت 9 (1854): 321-322. http://www.ph.ucla.edu/epi/snow/chol...densquare.html.
- السيد ليدويل «جوزيف ليستر والعدوى من الهواء.» علم الأوبئة والعدوى 99 (1987): 569-578. www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/arti... 00006-0004.pdf.