Bradford-Hill-Kriterien für Kausalität in der Medizin

Die Ätiologie (v. griech. αἰτία = „Ursache“ und λόγος = „Vernunft, Lehre“) ist eine Fachrichtung der Medizin, die sich mit der Ursache von Krankheiten beschäftigt. In der Antike wurde der Begriff auch von philosophischen Schulen für die Lehre von den Ursachen verwendet. Das Adjektiv ätiologisch bedeutet dementsprechend "die Ätiologie betreffend" oder "ursächlich, begründend, kausal".

Der Begriff „Ätiologie“ bezeichnet in der Medizin, der Klinischen Psychologie und besonders in der Epidemiologie

• die Lehre von den Ursachen der Krankheiten.
• die Gesamtheit der Faktoren, die zu einer gegebenen Krankheit geführt haben.

Siehe auch Pathogenese (Entstehung und Entwicklung von Krankheiten) und Pathologie.

Die drei „C“ der Ätiologie

Es gibt drei grundlegende Methoden der Ätiologie, und jede kennt einen unterschiedlichen Grad der Gewissheit, mit der die Ursache einer Krankheit oder eines Leidens herausgefunden wird. Die Kenntnis der „drei C“ kann auch dem Patienten dabei helfen, bei einer schwerwiegenden Diagnose nicht den Kopf zu verlieren, sondern rational sein Verhalten zu überdenken. Dies gilt vor allem bezüglich der Fragen „Was habe ich falsch gemacht?“ oder „Bin ich schuld an meinem Leiden?“.

In der Regel arbeitet die medizinische (und auch die naturwissenschaftliche) Forschung so, dass zuerst eine Korrelation (Correlatio) festgestellt wird. Nach genaueren Untersuchungen kann man – oder auch nicht – herausfinden, ob es einen Ursache-Folge-Zusammenhang gibt (Contributio). Oft ist es der letzte Schritt, einen kausalen Zusammenhang (Causa) herauszufinden.

Causa

Causa (lat. für „Ursache“): Bei häufigeren und besser untersuchten medizinischen Phänomenen kann man nach „kausalen“ Gründen einer Krankheit suchen. Das heißt, wenn Ereignis A eintritt, dann muss auch Ereignis B eintreten. Beispiele dafür sind etwa:

• Beim Rauchen: Nikotinkonsum verringert immer den Durchmesser von Blutgefäßen und verschlechtert damit u.a. die Durchblutung des Körpergewebes. Das bedeutet, dass ein Ende des Nikotinkonsums immer eine verbesserte Durchblutung zur Folge hat.

Contributio

Bei Contributio (lat. für „Förderung, Beitrag“) gibt es immer noch einen starken Zusammenhang im Sinne einer Ursache-Folge-Beziehung, aber dieser ist nicht mehr so stark wie bei der vorherigen Kategorie. Generell gilt: Wenn Ereignis A eintrifft, dann trifft Ereignis B häufiger ein als sonst. Faktor A trägt also zu Zustand B bei.

• Beispiel: Nicht jeder Raucher bekommt Lungenkrebs, aber Raucher bekommen häufiger Lungenkrebs als Nichtraucher. Mit dem Rauchen aufzuhören bedeutet also, dass ceteris paribus die Wahrscheinlichkeit, an Lungenkrebs zu erkranken, sinkt.

Correlatio

Die Korrelation (Correlatio, lat. für „Korrelation, Zusammenhang“) wird ebenso bei seltenen Krankheiten verwendet wie bei Krankheiten, die keine klaren bzw. erforschten Ursache-Folge-Beziehungen haben. Sobald man also in einem Zeitungsbericht etwas von „Es wurde ... ein Zusammenhang gefunden zwischen Migräne und Herzproblemen“ liest, sollte man an die Korrelation denken. Noch konnte niemand beschreiben oder belegen, ob Migräne Herzprobleme oder Herzprobleme Migräne verursachen, sondern es wurde lediglich festgestellt, dass Personen mit Eigenschaft A häufig auch die Eigenschaft B besitzen und umgekehrt. Die Korrelation unterscheidet nicht zwischen Ursache und Folge (Wirkung).

Beispiele:

• Japaner haben die höchste Lebenserwartung von allen Erdbewohnern. Dies heißt nicht, dass man länger oder gesünder lebt, sobald man die japanische Staatsbürgerschaft besitzt oder in Japan wohnt. Es bedeutet lediglich, dass der japanische Lebens- und Ernährungsstil offensichtlich die Gesundheit fördert (bzw. dass andere Lebens- und Ernährungsstile der Gesundheit mehr abträglich sind als der japanische), aber es muss noch herausgefunden werden, welche Eigenheiten der japanischen Lebensweise die Gesundheit verbessern (bzw. im Vergleich zu den anderen weniger abträglich sind). In diesem Beispiel ist auch eine genetische Komponente denkbar, da tendenziell Inselbewohner in der Vergangenheit einer geringeren Durchmischung unterlagen als Festlandbewohner.
• Personen, die zwischen ihrem 20. und 50. Lebensjahr einer geistig bzw. intellektuell herausfordernden Tätigkeit nachgehen, erkranken weniger häufig an der Alzheimer-Krankheit. Dies ist die Tatsache auf der Correlatio-Ebene. Die interessante Frage lautet jetzt:
  • Bricht die Alzheimer-Krankheit schon in der Jugendzeit aus und verhindert die Aufnahme einer geistig anspruchsvollen Tätigkeit oder
  • verhindert eine geistig anspruchsvolle Tätigkeit die Alzheimer-Krankheit?^[1]

Bradford-Hill-Kriterien für Kausalität in der Medizin

Austin Bradford Hill, ein englischer Statistiker und Epidemiologe – der übrigens mit Richard Doll als erster auf einen Zusammenhang zwischen Rauchen und Lungenkrebs hinwies (sogenannte British Doctors Study) – postulierte folgende neun Merksätze, mit denen eine vermutete Ursache-Wirkung-Beziehung in der Medizin bzw. Epidemiologie geprüft werden sollte:

1. Stärke: Eine schwache Assoziation zwischen zwei Phänomenen besagt nicht, dass keine Kausalität zwischen ihnen existiert. Die Tatsache, dass die meisten Menschen Meningokokken in den Nasenschleimhäuten tragen und doch die wenigsten Menschen an Meningokokken-Meningitis erkranken, widerlegt keine Kausalität.
2. Folgerichtigkeit: Übereinstimmende Beobachtungen durch verschiedene Wissenschaftler an verschiedenen Risikopopulationen bei Gebrauch von unterschiedlichen Methoden erhöhen die Wahrscheinlichkeit einer kausalen Beziehung.
3. Spezifität: Kausalität ist anzunehmen, wenn eine spezifische Population an einer Krankheit leidet, die bisher nur auf eine unbefriedigende Weise erklärt werden kann. Hier kommt aber als Problem hinzu, dass eine Krankheit viele Ursachen haben kann, und eine Ursache (zum Beispiel eine bestimmte krebserregende Substanz) erzeugt eine Vielfalt von unterschiedlichen Krebserkrankungen.
4. Zeitlichkeit: Die Wirkung hat nach dem Eintritt der vermuteten Ursache zu erfolgen – und wenn eine Verzögerung zwischen Ursache und ihrer Wirkungsentfaltung erwartet wird, muss der Effekt nach dieser Verzögerung stattfinden. Haben Fabrikarbeiter ein häufigeres Krankheitsrisiko, weil sie in Fabriken arbeiten – oder haben sie wegen bereits erlittener Erkrankungen eine tiefere soziale Stellung, so dass ihnen nur noch die Arbeit in einer Fabrik übrigbleibt?
5. Biologischer Gradient: Stärkere Exposition gegenüber einem Risikofaktor sollte zu einem häufigeren Auftreten der Erkrankung führen. Die Frage ist hier oft, wie die Exposition quantifiziert werden soll – zählt man zum Beispiel die Anzahl Tage, an denen jemand bislang geraucht hat? Oder die durchschnittliche Anzahl Zigaretten pro Tag?
6. Plausibilität: Ein plausibler Mechanismus zwischen Ursache und Wirkung ist hilfreich, aber nicht notwendig. Was heute als plausibel betrachtet wird, hängt vom heutigen biologischen Wissen ab. Als man im 18. Jahrhundert durch Erhebung statistischer Daten herausfand, dass Kaminfeger häufig an Hodenkrebs erkrankten, konnte noch niemand auf chemischer oder molekularbiologischer Ebene eine plausible Erklärung dafür liefern.
7. Stimmigkeit: Eine Übereinstimmung zwischen epidemiologischen Daten und Ergebnissen aus dem Labor erhöht die Gewissheit, dass eine Kausalität besteht. Als Beispiel: Gewebeproben aus den Lungen von Verstorbenen, an denen Schadstoffkonzentrationen gemessen werden, vergleicht man mit der Analyse, welche Stoffe eine Zigarette enthält. Diese Erkenntnisse wiederum verknüpft man mit ausgefüllten Fragebögen von Rauchern, in denen sie ihre Rauchgewohnheiten darlegen.
8. Experiment: Manchmal ist es möglich, experimentell Annahmen aus epidemiologischen Daten zu überprüfen – was aber fallweise an ethische Grenzen stößt. Mit einer beobachteten Senkung der Erkrankungszahlen nach der Abschaffung eines Risikofaktors wird ein wichtiger Beleg für eine Kausalität erbracht.
9. Analogie: Der Effekt ähnlicher Wirksubstanzen/Risikofaktoren sollte berücksichtigt werden. Die Erkenntnis, dass Thalidomid das ungeborene Kind schädigt, gab Anlass zu der Vermutung, dass eine Röteln-Infektion während der Schwangerschaft dasselbe tut. Die Existenz einer Ursache-Wirkung-Relation ist ein Anlass zur Suche nach anderen Ursachen, die auf eine ähnliche Weise eine ähnliche Wirkung zur Folge haben.

Diese „Kriterien“ wurden 1965 in The Environment and Disease: Association or Causation?^[2] dargelegt – diese Publikation gehört bis heute zu den meistzitierten wissenschaftlichen Werken. Sir Austin Bradford Hill hat es jedoch abgelehnt, diese neun Punkte als starre „Regeln“ zu verwenden – doch diese Liste wird oft missverstanden und geradezu als „Checkliste“ gelehrt. Nach Hill sollten diese Merksätze aber dazu dienen, postulierte Kausalitäten kritisch zu überdenken.

Hill hat in derselben Publikation den blinden Glauben an Signifikanztests kritisiert, weil solche Tests wohl einen zufälligen Fehler, aber keine systematischen und methodischen Fehler ausschließen können – aber gerade ätiologische/epidemiologische Untersuchungen laufen Gefahr, unter letzteren zu leiden. Ebenso ist im Sinne des Ökonomen Hill der Beweis einer kausalen Beziehung nicht genügend, um im Interesse der öffentlichen Gesundheit Maßnahmen zu verfügen. Kosten- und Nutzenanalysen bei allen Betroffenen seien notwendig; denn die pure Erhöhung der Lebenserwartung kann unter anderem der Lebensqualität schaden – zum Beispiel beim Verzicht auf ein geliebtes Hobby, das ein erhöhtes Unfallrisiko mit sich bringt. Dazu sollten bei vernachlässigbaren Kosten und relativ großem erwarteten Nutzen Maßnahmen auch ohne statistisch hieb- und stichfeste Kausalitätsbelege durchgeführt werden.

Siehe auch Phillips & Goodman (2004): The missed lessons of Sir Austin Bradford Hill^[3] für ein Review der Originalarbeit von 1965 und seiner Bedeutung für die Epidemiologie und die medizinische Ätiologie.

Einzelnachweise

1. ↑ Work 'may ward off Alzheimer's', BBC News
2. ↑ Sir Austin Bradford Hill (1965): "The Environment and Disease: Association or Causation?", abrufbar unter http://www.scielosp.org/scielo.php?pid=S0042-96862005001000018&script=sci_arttext&tlng=en
3. ↑ Phillips & Goodman (2004): "The missed lessons of Sir Austin Bradford Hill", abrufbar unter http://epi-perspectives.com/content/1/1/3

Weblinks