ciclo di conferenze:
"Il Tempo della Scienza - Incontri del Giovedì 2010"
Epidemiologia ambientale:
misure per la prevenzione
Benedetto Terracini
Direttore della rivista “Epidemiologia e Prevenzione”
già Professore di Epidemiologia dei tumori all'Università di Torino
RISKS
Definitions
Example lung cancer in
smokers (assuming
prevalence of smokers Pe
is 50%)
Absolute risk: the probability of lung cancer.
Smokers: 10% Non smokers
1%
Relative risk (RR) : the ratio of the risk of disease or
10 : 1 = 10
death among the exposed to the risk among the
unexposed. For rare diseases, the odds ratio is an
acceptable approximation to the relative risk.
Attributable risk among the exposed the proportion
by which the incidence rate of the outcome among
those exposed would be reduced if the exposure
were eliminated.
RR-1 / RR
Attributable fraction in the population: the
proportion by which the incidence rate of the
outcome in the entire population would be
reduced if the exposure were eliminated.
Pe (RR-1) / 1 + Pe (RR-1)
0.5 x 9 / 1 + (0.5 x 9) = 81.8%
10-1/10 = 90%
Odds ratios by age at arrival, for Italy-born migrants, relative to Australia born,
adjusted for age, state of residence and period of death (1964-85)
Age at arrival (years)
0-14
15-29
30-49
50 +
n
OR
n
OR
n
OR
n
OR
Stomach cancer men
24
1.3
245
1.6
237
1.8
116
2.2
Stomach cancer women
9
1.6
58
1.8
107
2.1
106
2.3
Prostate cancer
15
0.7
153
0.7
124
0.7
58
0.5
Melanoma men
9
0.5
25
0.3
16
0.3
3
0.3
Melanoma women
3
0.3
23
0.8
13
0.5
3
0-3
Breast women
43
1.2
229
1.3
246
1.0
73
0.6
Rischio assoluto di sviluppare un
mesotelioma nel corso della vita
Nella ex USL 76
Donne 20 per mille
Uomini 35 per mille
In Piemonte
Donne 2 per mille
Uomini 4 per mille
In popolazioni mai esposte ad amianto
Difficili da stimare, probabilmente 0.2-0.4 per mille
Environmental epidemiology
The study of health effects on population of exposure to
physical, chemical and biological agents external to the
human body, and of immediate and remote social,
economical and cultural factors (eg urbanization,
energy production ….) related to these physical,
chemical and biological agents
Last J A Dictionary of Epidemiology, 4th edition
Oxford University Press 2001
Confondimento…
Aggiustamento (standardizzazione)…
Stratificazione (condizionamento)…
…
Tre potenziali confondenti negli
studi di epidemiologia
ambientale:
i rischi da povertà
i rischi lavorativi
periodo di nascita
Confronto fra i dati d'incidenza e di mortalità per cause tumorali e titolo di studio. Torino,
1985-99, uomini, età 30-84 anni. Nuovi casi (n), rischi relativi (RR), intervalli di
confidenza (IC 95%), relative index of inequality (RII). Stime da modello di Poisson,
aggiustato per età ed area di nascita.
INCIDENZA
Titolo di Studio
n
RR
2189
1
Scuola Superiore
3890
1,18
1,12
Scuola Media
9089
1,23
Scuola Elementare
15026
Nessun titolo
2735
Laurea
Sede Tumorale
Tutti tumori
MORTALITA'
IC 95%
n
RR
IC 95%
1284
1
1,24
2313
1,23
1,15
1,32
1,18
1,29
5777
1,36
1,28
1,44
1,32
1,26
1,38
10701
1,56
1,47
1,65
1,22
1,15
1,29
2157
1,57
1,46
1,68
A deprivation index for Italian
municipalities (5 quintiles)
Proportion of the population aged 6+ having
attended elementary school only (or less than
elementary school)
Proportion of unemployed in the active
population
Proportion of residents who do not own
dwelling where they live
Proportion of families with one parent only
Average surface of houses
Quintili:
1 (meno deprivato)
2
3
4
5 (più deprivato)
Relative risk for mortality from all causes in residents in two Sicilian
areas at high environmental risk 1990-1994 (reference population Sicily)
SMR
95% CI
Age-standardized
95% CI
Age and DI standardized
Augusta-Priolo
Men
99.2
96-2 – 102.3
105.3
102.1 – 108.5
Women
95.6
92.5 – 95.8
99.1
95.9 – 102.4
Men
103.6
99.2-108.1
109.2
104.6-113.9
Women
113.7
108.5 – 119.2
117.4
112.0 – 123,0
Gela
I problemi dell’epidemiologia ambientale I
 La natura osservazionale di qualsiasi studio.
Il confondimento.
Il rapporto causa-effetto: la differenza tra congettura,
suggerimento, ipotesi, indizio, dimostrazione.
L’analisi ecologica delle statistiche correnti come
modello di analisi epidemiologica più accessibile:
informatività, limiti e interpretazione.
I problemi dell’epidemiologia ambientale II
 L’ambiguità del termine “evidenza”
L’uso strumentale della incertezza scientifica
L’impoverimento innecessario della incertezza
scientifica
Research is intended to provide new findings.
Main ethical issues: autonomy and nonmaleficence.
Intervention is intended to provide to society
the benefits brought about by new findings,
if any.
Main ethical issues: beneficence and justice.
Surveillance
Systematic ongoing collection, collation
and analysis of data and the timely
dissemination of information to those
who need to know so that action can be
taken.
Last: Dictionary of epidemiology
4° edition 2001
Sorgenti di informazioni per la
sorveglianza epidemiologica
• Statistiche di mortalità
• Archivi delle schede di dimissioni
ospedaliere
• Certificati di assistenza al parto
• Macelli
• Denunce malattie infettive
• Registri di patologia
• Ecc ecc
INFERENCE
The
evolution
from
observations
and
axioms
to
generalizations.
In statistics, the development of generalization from sample
data, usually with calculated degrees of uncertainty
In
environmental
epidemiology
(causal
inference),
the
process evaluating whether it is credible that:
• an environmental agent or exposure possesses harmful
properties
• an outbreak of disease has been caused by exposure to a
specific agent
Causal inference in
environmental epidemiology
Strength of the association
Internal consistency
External consistency
Biological plausibility and coherence
Rischio: tutti i possibili eventi avversi sono noti in
anticipo e la verosimiglianza di un effetto si può
esprimere sotto forma di probabilità
Incertezza: è stata valutata (*) la capacità
dell’esposizione di produrre effetti avversi ma non vi
sono elementi per stimare la probabilità di eventi
avversi
Ignoranza: non solo mancano elementi per stimare
la probabilità di effetti avversi, ma alcuni degli effetti
non sono neppure stati svelati
(*) scala della conoscenza: congettura, insufficienza di dati, possibilità,
probabilità. documentazione
Come interpretare le statistiche correnti riguardanti una data popolazione?
Eccesso di malattia
Esempio
Ulteriore ricerca / intervento
associata ad agenti
ambientali in modo
specifico
Morti per cancro della •
pleura dove vi è
stato uso industriale 
di amianto
per la quale è probabile che
esposizioni ambientali
possano avere causato un
certo numero di casi.
Ricoveri ospedalieri per

asma in età 0-14

per la quale è possibile che
esposizioni ambientali
possano avere causato un
certo numero di casi
Ricoveri ospedalieri per
broncopatia cronica 
ostruttiva
Le cui cause sono soltanto
parzialmente note, ma
per le quali una
associazione con
esposizioni ambientali
puo essere ipotizzata
Ricoveri ospedalieri per

malattie renali in
aree altamente
industrializzate.
.
Eliminazione delle sorgenti di
amianto
Identificazione degli aventi
diritto a indennizzo
Screening
Studi epidemiologici analitici
(pollini? Altri allergeni?)
Affinare la definizione del
problema con i medici al fine
di studi epidemiologici
analitici,
Approfondimento statistiche
correnti: analisi disaggregate
per periodo, coorte nascita,
luogo nascita ecc ecc
Where does environmental
epidemiology start? I
From individual risk factors  bottom up
perspective
From events occurring within populations 
top down perspective
Where does environmental
epidemiology start? II
From the (toxicological, epidemiological,
biochemical etc) investigation on hazardous
properties of risk factors
From epidemiological health indicators
provided by current statistics
From knowledge on environmental pollution
From stakeholders’ risk perception
What is the outcome of environmental
epidemiology?
Universal values, scientific
focussed on the most appropriate inferential
methods, arguing about causal nature of
associations which – if demonstrated – are
valid in any country, period and circumstance
or
Local interest, action oriented
focussed on the extent to which known (or
hypothesized) causal associations are relevant
to a given local problem
The watershed between the pressure on
epidemiologists to
Either
force the interpretation of results in order to protect people’s
health
or
preserve the scientific credibility of the discipline by strict
adherence to rules of causal inference
Epidemiology on the side of the angels …or the people?
Siemiatycki J Int J Epidemiol 2002;31:1027-1028
Hurtig AK, San Sebastian M Int J Epidemiol 2003;32:658-59
False positives … false negatives
The role of chance
Multiple comparisons in exploratory studies
Robustness of the hypothesis in hypothesisbased studies
Publication bias
Non differential misclassification of exposure
and/our outcome
Different relevance for preventive measures.
300
100
50
123.1
129.3
139.8
135.6
47.6
45.5
40.8
174
154.9
57.2
50.4
46.4
30.9
16.8
22.4
34.4
32.3
58
44.3
24.6
20
19.4
189.5
55.4
50.1
43.2
27.7
185
27.8
18.7
14
13.1
10
14.9
11.4
8.3
8.1
1967-71
1972-76
11
11.3
13.2
9.2
1977-81
1982-86
1987-91
1992-96
1997-01
Year
All tumors
CNS tumors
SNS tumors
Leukemia
Lymphoma
RTI Piemonte
2002-05
C’è proprio bisogno di sostenere
che è dimostrato che:
 campi elettromagnetici (ELF e radiofrequenze),
 esposizioni lavorative materne/paterne,
 incinerimento dei rifiuti,
 emissioni del traffico autoveicolare,
 vita sedentaria,
 fast food,
 ecc ecc
sono cancerogeni per convincere opinione pubblica e
autorità sanitarie a prendere misure di prevenzione
primaria??????
Mortality of pleural mesothelioma. Mexico 1979-2004
180
160
140
Total
Men
Women
Number death
120
100
80
60
40
20
1346 Total death
0
1979 1980 1981 1982 1983 1984 1985 1986 1987 1988 1989 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004
Anche l’epidemiologia ha la sua etica…
Efficacia della prevenzione:
due concetti in antitesi?
Prevenzione basata sull’evidenza (EBP): vuole la
dimostrazione inequivocabile di causalità prima
di qualsiasi processo decisionale.
Principio di precauzione (PP): vuole il processo
decisionale in anticipo sulla prova inequivocabile
di causalità.
The paradigm of
Georgetown
Autonomy
Beneficence
Non maleficence
Justice
Potential sources of maleficence in
environmental epidemiology
Priorities in allotting funds for research.
Conflicts of interest (of investigators, scientifics editors,
reviewers, etc) in risk assessment
Subordination of publication of findings to sponsor
Report of results before peer review
Incomplete reporting
A debatable statement
“ The ethical basis of environmental epidemiology is
utilitarism, which is common to many other
professions. According to this theory, actions
should be based on the principle of ensuring the
greatest benefit to the highest number of persons”
Epidemiologia ambientale
WHO, Arpat, USEPA
Firenze 2004
Prevenzione e partecipazione:
alcuni esempi di riferimento
Seveso (1976)
ll bando dell’amianto in Italia (1992)
La legge Sirchia sul fumo nei locali
pubblici (2005)
La normativa europea REACH
(Dicembre 2006)