correlación-causalidad

La correlación no es causalidad. Excepto cuando es.

Cualquiera que tenga una mínima familiaridad con los datos y las estadísticas ha escuchado la vieja máxima “correlación no es causalidad”. Sin embargo, si eso es cierto, ¿por qué usar estadísticas?

La expresión “correlación no es causalidad” tiene un lugar distinto en el canon estadístico como una especie de carta de triunfo contra las interpretaciones deterministas sobre las asociaciones estadísticas entre variables. Sin embargo, si las estadísticas no pueden al menos abordar preguntas sobre la inferencia causal, ¿cuál es el punto de sacar conclusiones?

Aunque la evidencia estadística nunca puede probar las causas directas, hay un caso sólido de que los datos pueden darnos razones probabilísticas para sospechar que un mecanismo causal podría estar en juego. A través del ejemplo extendido de cómo los investigadores demostraron el vínculo causal entre fumar cigarrillos y el cáncer de pulmón, entre otros resultados adversos para la salud, quiero ilustrar cómo, cuándo y dónde los datos pueden dar una idea de las posibles causas fundamentales.

Criterios de Bradford Hill

  1. El tamaño del efecto es lo suficientemente masivo como para que no haya otro factor de confusión que pueda explicarlo.
  2. El efecto se produce después de la causa y, si entre ellos se espera un retraso, el efecto se produce al final de este retraso.
  3. Asumiendo una incidencia causal no singular, el tamaño del efecto debería aumentar si la variable causal aumenta.
  4. Hay una razón teórica por la cual una causa dada resulta en el efecto observado.
  5. El efecto encaja en lo que ya se ha observado.
  6. La replicación de estudios con nuevos datos da como resultado efectos iguales o similares a los del estudio inicial.
  7. El efecto aparece en diferentes líneas de evidencia observacional.

Criterios de Bradford Hill

En las décadas de 1950 y 1960, la industria tabacalera se había acostumbrado a contratar a científicos de renombre para poner en duda la asociación estadística entre los cigarrillos y el cáncer de pulmón y otros problemas de salud. En ese momento, un creciente cuerpo de evidencia observacional sugería que los cigarrillos estaban matando personas. Los argumentos que estos científicos hicieron para contrarrestar esa afirmación cuestionaron la veracidad de la evidencia médica no clínica al inyectar la llamada duda razonable acerca de que la causa del cáncer es el humo del cigarrillo.

Los científicos señalaron otras posibles causas que podrían y, de hecho, provocaron cáncer. Esto planteó una pregunta fundamental: ¿Cómo puede alguien deducir la causa de algo simplemente examinando información no recopilada clínicamente? En términos más generales, ¿cómo pueden los investigadores llegar a las razones detrás de los efectos observados cuando estos efectos son difíciles, poco éticos o imposibles de controlar en un entorno de laboratorio o mediante un ensayo controlado aleatorio?

Para hacer un caso fuerte de «equilibrio de probabilidades» para llegar a una causa raíz, los investigadores deben buscar un determinado conjunto de atributos. Estos fueron denominados los criterios de Bradford Hill ” , en honor al epidemiólogo inglés Austin Bradford Hill. Hill y su colega, el médico convertido en epidemiólogo Richard Doll, usaron esta lista de verificación de factores para proporcionar evidencia de un vínculo causal entre fumar y el cáncer de pulmón.

Con estos criterios, Bradford Hill y Doll intentaron contrarrestar los argumentos de duda razonable de los científicos de la industria tabacalera y otros que emplearon principalmente un argumento de «correlación no es causalidad» para socavar el vínculo entre fumar y el cáncer de pulmón. Los criterios, en orden de la fuerza de su evidencia, son: 

  1. El tamaño del efecto es lo suficientemente masivo como para que no haya otro factor de confusión que pueda explicarlo.
  2. El efecto se produce después de la causa y, si entre ellos se espera un retraso, el efecto se produce al final de este retraso.
  3. Asumiendo una incidencia causal no singular, el tamaño del efecto debería aumentar si la variable causal aumenta.
  4. Hay una razón teórica por la cual una causa dada resulta en el efecto observado.
  5. El efecto encaja en lo que ya se ha observado.
  6. La replicación de estudios con nuevos datos da como resultado efectos iguales o similares a los del estudio inicial.
  7. El efecto aparece en diferentes líneas de evidencia observacional.

Aplicación de los criterios

Con respecto al primer y segundo criterio, el Informe del Cirujano General de 1964 estableció un vínculo directo entre fumar y un aumento de 10 a 20 veces en el riesgo de contraer cáncer de pulmón. El informe también mostró que los fumadores enfrentaron un aumento del 70 por ciento en la mortalidad corregida por edad en relación con los no fumadores. Estos aumentos masivos en las probabilidades de resultados adversos para los fumadores se ajustan claramente a la descripción de efectos masivos que no eran explicables por otros factores de confusión.

Además, tanto la Sociedad Estadounidense del Cáncer en los EE. UU. como Bradford Hill y Doll en el Reino Unido habían llevado a cabo estudios longitudinales a gran escala a mediados de la década de 1950 y principios de la de 1960, respectivamente. Estos tipos de estudios siguieron a los mismos grupos de fumadores y no fumadores durante un período de tiempo prolongado. Debido a que los dos grupos fueron seleccionados sobre la base de que no tenían cáncer de pulmón u otras consecuencias adversas para la salud cuando se observaron por primera vez, los estudios longitudinales antepusieron efectivamente la causa al efecto.

Estos mismos grupos de fumadores y no fumadores se estudiaron posteriormente en diferentes ciudades, estados y países durante un período de tiempo prolongado para ver si ocurrían efectos adversos para la salud en un grupo en relación con el otro. Una gran diferencia en los resultados entre los grupos de fumadores y no fumadores, como una proporción elevada de fumadores que contraen cáncer de pulmón u otros tipos de enfermedades en relación con el grupo de no fumadores, sugeriría que fumar fue la causa más probable del efecto adverso para la salud. .

Richard Doll realizó un estudio de seguimiento de médicos del Reino Unido durante 40 a 50 años que cumplía con el tercer criterio de Bradford Hill. Encontró que los médicos del Reino Unido que nacieron antes de principios del siglo XX tenían una propensión mucho menor a contraer y morir de cáncer de pulmón que los médicos nacidos en las décadas de 1910 y 1920, después del advenimiento de la producción en masa de cigarrillos para consumo público .

Antes del siglo XX, el cáncer de pulmón era particularmente raro. En consecuencia, los individuos que alcanzan la edad adulta en el primer tercio de siglo no habrían sido susceptibles a la mayor proliferación del tabaquismo a lo largo de su vida. Sin embargo, los médicos que alcanzaron la mayoría de edad a mediados del siglo se enfrentaron a una exposición mucho mayor a la disponibilidad de cigarrillos, particularmente durante las Guerras Mundiales. Doll y sus colegas encontraron que los médicos británicos que fumaban perdieron 10 años de vida en comparación con sus pares que no fumaban. Además, para los nacidos en la década de 1870, la probabilidad de sobrevivir entre los 70 y los 90 años era del 10 % para los fumadores y del 12 % para los no fumadores. Sin embargo, esta misma estadística para los nacidos en la década de 1910 fue del 7 por ciento y del 33 por ciento.

El cuarto de los criterios de Bradford Hill requiere una razón teórica plausible de por qué fumar conduce al cáncer de pulmón. El trabajo de dos patólogos, Oscar Auerbach y Anderson Hilding , suministró dos mecanismos teóricos. En 1956, Auerbach, que había estado observando los pulmones de fumadores fallecidos durante años, postuló que el humo del cigarrillo provocaba ciliastasis, una condición que insensibiliza los cilios de los pulmones, que  ayudan a las personas a eliminar las partículas de su sistema respiratorio.

Auerbach había notado que los pulmones de los fumadores que habían muerto de cáncer de pulmón tenían más probabilidades de mostrar signos de ciliastasis. Sugirió que los cilios insensibilizados provocados por el tabaquismo afectaron efectivamente la capacidad de los pulmones para expulsar partículas cancerígenas contenidas en el humo del cigarrillo.

Ese mismo año, Hilding descubrió que los cigarrillos contenían muchos de los mismos compuestos químicos cancerígenos que se habían descubierto en el alquitrán de hulla en la década de 1930. Diez años antes, John Fishel, de la Universidad Estatal de Ohio, también había descubierto que el humo del cigarrillo contenía el carcinógeno benzopireno. Esto y el descubrimiento de muchos otros carcinógenos conocidos en los cigarrillos a principios de los años 60 proporcionaron métodos químicos y fisiológicos por los cuales fumar cigarrillos podría provocar cáncer de pulmón.

Los tres últimos criterios de Bradford Hill se cumplen al examinar la investigación sobre el tabaquismo de principios del siglo XX. Ya en 1912, el médico germano-estadounidense Isaac Adler había examinado un estudio realizado en 1898 en Alemania sobre la elevada incidencia de tumores pulmonares en los trabajadores del tabaco.

El estudiante de medicina que llevó a cabo el estudio había llegado a la conclusión de que el polvo resultante del cultivo de las plantas de tabaco era el principal culpable. Adler, al revisar este estudio y otros 15 años después, llegó a una conclusión diferente: Fumar el tabaco en lugar de cosecharlo fue el culpable del aumento de la tasa de tumores pulmonares en los alemanes a principios del siglo XX. Adler anotó que la mayoría de los trabajadores y muchos otros que contrajeron cáncer de pulmón durante este período informaron que eran fumadores.

Otros investigadores y médicos alemanes continuaron estudiando los efectos nocivos del tabaquismo sobre la salud. Sin embargo, gran parte de esta investigación fue suprimida o ignorada debido a las afiliaciones de muchos de los científicos con el partido nazi en las décadas de 1930 y 1940 . Por lo tanto, los hallazgos de observación de investigadores estadounidenses y británicos de que fumar cigarrillos era una causa potencial de cáncer de pulmón encajan con un mosaico de evidencia de este efecto que abarcó desde finales del siglo XIX hasta la primera mitad del siglo XX.

Además, la mayoría de estos estudios fueron efectivamente réplicas entre sí. El estudio longitudinal de Bradford Hill y Doll sirvió como réplica del estudio longitudinal de la Sociedad Estadounidense del Cáncer en los EE. UU. A este trabajo le siguieron otros análisis de cohortes, como el segundo estudio de Doll sobre médicos del Reino Unido, el estudio longitudinal de la década de 1970 del colega de investigación de Barnhard Hill y Doll, Richard Petos. confirmaron que dejar de fumar resultó en una mayor esperanza de vida, y otros confirmaron que fumar cigarrillos condujo a un gran aumento en la probabilidad de cáncer de pulmón, enfermedades cardíacas, enfisema y bronquitis.

Además, la combinación de diferentes hilos de datos patológicos, químicos, observacionales e históricos cumplió con el séptimo de los criterios de b Hill: a saber, que un aumento en la propensión a contraer y morir por cáncer de pulmón, así como por otras enfermedades relacionadas con el tabaquismo, surgieron de muchas líneas diferentes de evidencia que convergieron todas en estas mismas conclusiones.

Brújula de correlaciones

El informe del Cirujano General de 1964 sobre el tabaquismo y el cáncer de pulmón representó la culminación de medio siglo de investigación sobre los efectos nocivos para la salud del tabaquismo. En términos más generales, los métodos mediante los cuales se recopilaron las pruebas para el informe supusieron un avance metodológico. Al establecer criterios rigurosos mediante los cuales evaluar si la evidencia observacional no clínica puede influir en cuestiones de inferencia inductiva, Barnhard Hill y sus colegas abrieron nuevos caminos mediante los cuales los investigadores pueden explorar qué y cómo se pueden descubrir las asociaciones causales. Al apelar a la causalidad probabilística en lugar del determinismo estricto, los criterios permitieron la exploración de cuestiones causales de interés fuera del marco clínico tradicional.. Por lo tanto, muchas preguntas importantes de investigación a nivel de población en las ciencias sociales y la salud pública nunca podrían haberse abordado empíricamente sin estas pautas.

Los criterios de Bradford Hill deben verse hoy como el medio por el cual la evidencia observacional o indirecta puede usarse para inferir una causa probabilística de algún efecto o resultado observado. Por lo tanto, estos criterios presentan una lista de verificación ideal que los investigadores pueden emplear para saber dónde podría estar una posible causa raíz. Y, si bien es cierto que la correlación no es causalidad, cuando se aborda de manera dinámica, rigurosa y cuidadosa, la evidencia observacional y las correlaciones que surgen de ella pueden implicar en gran medida un efecto causal.