통계학19(사례-대조군 연구1, Case-control studies)

사례-대조군 연구(Case-control studies)는 특정 질병이 있는 환자집단(사례군, cases)과 해당 질병이 없는 집단(대조군) controls)의 특성을 비교하여, 사례군과 대조군 간 빈도의 차이가 나게 하는 과거 요인들은 무엇인지를 파악하고자 하는 연구이다. 이 러한 후향적 연구는 질병의 유병률이냐 발생률에 관한 정보를 파악할 수 없다. 하지만 질병 발생의 위험을 증가시키거나 감소시키는 요인이 무엇인지에 대한 단서는 찾을 수 있다. 이번에는 사례-대조 연구의 주요 특성들에 대해 다루어보고자 한다.

 

사례군(cases) 선정

사례군 선정 시에는 모호하지 않고 정확한 기준을 시용히]야 한다. 예를 들어 미국당뇨병학 (ADA) 의 2019 년 형 당뇨병 진단기준은 다음과 같다

[1) 당화혈색소가 6.5% 이상, 또는 2) 8시간 이상 공복혈장포도당 126mg/dL 이상, 또는 3) 75g 경구당부하 후 시간 혈장포도당 200mg/dL 이상, 또는 4) 당뇨병의 전형적인 증상(다뇨, 다음, 설명되지 않는 체중 감소)이 있으면서 무작위 혈장포도당 200mg/dL 이상. 참고로 기준 1, 2, 에 대해서는 서로 다른 날 검사를 반복해서 확진해야 하지만, 같은 날 동시에 두 가지 이상의 기준을 만족한다면 바로 확진할 수도 있다.)]

사례군을 발생 (incident case; 질병이 진단되면 해당 시점에 연구에 등록되는 환자들)으로 정의할 것인지, 아니면 유병 건 (prevalent case; 연구 등록 전에 이미 질병이 있는 것으로 진단된 환자들)으로 정의할 것인지를 구분하는 것은 매우 중요하다. 유병 환자들( prevalent patients)은, 특히 암과 같이 일반인들이 심각하게 인지하고 반응하는 질병인 경우, 진단을 받은 뒤 과거에 본인들이 노출되었던 위험요인들에 어떤 방식들이든지 간에 반응할 수 있는 시간이 있게 되고, 따라서 위험요인에 반응하는 자신들의 행위 또한 바뀔 가능성이 높다. 결과의 신뢰도를 높이고 일반화를 보장하기 위해서는 기능한· 한 많은 수의 사례군을 확보하는 것이 중요하며, 이를 위해서는 병원 의무기록이나 국가기관 등록자료 등을 조사할 필요가 있을 수도 있다. 도한 사례군과 대조군을 등록하는 기간 동안에 사망하는 (혹은 관심 질병이 발생하는) 환자들도 사례군에 포함시켜야 한다. 왜냐하면 이들을 사례군에서 제외하면 편향된 표본이 될 가능성이 높아지기 때문이다.

 

대조군(controls) 선정

사례군과 마찬가지로 대조군 역시 자격기준(선정기준/제외기준)이 애매모호하지 않고 정확해야 한다. 또한 대조군은 연구시작 시점에 해당 질병을 가지고 있지 않다는 점이 보장되도록 선별되어야 한다. 중요한 것은 대조군을 가능한 한 사례군과 동일한 장소에서 선택해야 한다는 점이다. 따라서 가끔 대조군을 사례군이 추출된 병원에서 추출하기도 한다. 그러나 어떤 질병과 관련이 있는 위험요인은 다른 질병과도 관련이 있을 가능성이 높기 때문에, 이러한 병원 대조군(hospital-based controls)을 사용하는 것은 관심 위험요인에 이미 노출되었던 환자들이 과도하게 선택될 수 있어서 항상 좋다고 할 수는 없다. 일반적으로는 보통의 인구집단에 서 대조군을 선택하는 일반 대조군(general controls)을 사용한다. 그러나 이 경우는 대조군을 모집하기가 힘들고, 또한 사례군에 비해 반응률이 떨어진다는 단점이 있다. 사례군 근처에서 대조군으로 선택하는 이웃 대조군(neighborhood controls)을 사용하면 군 간 사회적 배경(social background) 이 유사하게 된다는 장점이 있다. 대조군 선택 시 중요하게 기억해야 할 사항 중 하나는 단순히 대조군의 등록 속도를 높이기 위해 연구 진행 중에 대조군 선발기준을 좀 더 느슨하게 하고 싶은 유혹을 이겨내야 한다는 점이다.

대부분의 사례-대조군 연구가 사례군과 대조군의 수를 동일하게 선택하는 1:1 사례-대조군 연구이지만, 필요에 따라 한 명의 사례 환자에 대해 둘 이상의 대조 환자를 선택하는 1:1 사례-대조 연구를 실시할 수도 있다. 왜냐하면 사례군 당 대조군의 수가 증가하면 연구의 검정이 증가하기 때문이다. 하지만 사례군과 대조군의 비율이 1:4를 넘어가면 이러한 검정력 증가의 효과는 매우 미미해지게 된다. 대조군 선정기준을 만족하는 사람들의 수가 실제 대조군으로 선정된 사람들의 수에 비해 훨씬 크다면 대조군 선정 방법을 (예를 들면 ‘자격 기준에 부합하는 모든 사람들을 대상으로 대조군을 무작위추출 하였다’ 등과 같이) 명확히 제시해주어야 한다.시해주어야한다.

 

위험요인(risk factors)의 식별

모든 역학연구가 그렇듯이 잠재적 위험요인들로 의심되는 것들에 대해서는 연구시작 전에 미리 명시해야만 하며, 이들 요인들에 대한 정의 도한 모호하지 않고 명확해야 한다 (예를 들어 당뇨병 발병에 관한 사례 대조 연구를 하는 경우, 만일 ‘운동’이 관심요인이면 연구대상자들의 운동량을 어떻게 측정할 것이고) 이에 대한 범주화는 어떻게 할 것인지 등에 대해 정확히 정의해야 한다)． 과거에 축적된 자료나 정보 등을 사용해 예비연구(pilot study)를 실시하면 위험요인에 대한 정의가 현실적인 정의인지를 파악하는 데 도움이 된다. 교란요인이나 효과 조정자 등과 같이 결과(즉, 사례군 또는 대조군 여부)에 영향을 미칠 수 있는 다른 요인 들 도한 연구계획서 상에 미리 기술되고 정의되어야 한다.