公衆衛生学

公衆衛生学 · 03

リスクの推定:相対危険度・寄与危険度・寄与危険度割合・オッズ比

Estimating risk: relative risk, attributable risk, attributable risk fraction, odds ratio

応用トピック
環境疫学の事例:バルセロナの喘息流行と大豆の荷役

🧠 全体像:曝露と疾患の関連を数値化する指標は、によって使い分ける。では(RR)、では(OR)、では(の比)を用いる。(AR)はとのであり、曝露を除いたときの減少量と解釈するにはなどの前提が要る。

2×2表の基本

曝露と疾患の関連は、次の2×2表を基準に整理する。

疾患あり(+) 疾患なし(−)
曝露あり(+) a b
曝露なし(−) c d

研究デザインと指標の対応

同じ2×2表でも、どの方向に割合を計算できるかは、対象をどう集めたか(デザイン)で決まる。

デザイン 対象の集め方 計算できる指標 計算できないもの
曝露の有無で集め、疾患の発生を追う 罹患(リスク)、(RR)、(AR) —
疾患の有無(症例と対照)で集め、過去の曝露を聞く 曝露の、(OR) 罹患・リスク(対照のを研究者が決めるため)。リスクが稀ならORがRRに近い
ある時点で曝露と疾患を同時に調べる 、の比 罹患。時間の前後が決まらず因果の向きは分からない

💡 デザインそのものの設計・短所・使い分けは疫学と因果推論で扱う。ここでは、デザインごとに「どの指標が意味をもつか」を押さえる。

相対危険度

  • とも呼ばれ、で用いる。
  • のリスクとのリスクの比。
RR=a/(a+b)c/(c+d)RR = \frac{a / (a+b)}{c / (c+d)}
RRの値 解釈
RR = 1 曝露と疾患に関連なし
RR > 1 曝露は疾患発生を増加させる(危険因子)
RR < 1 曝露は疾患発生を減少させる()

💡 例:放射線曝露者105人が癌と診断され、非曝露者101人が癌と診断された場合、RR=5となり、曝露者は非曝露者に比べて5倍の疾患発生リスクを持つと解釈する。

⚠️ RRの文は「疾患のなりやすさ」で読む。 RR 1.6なら「曝露した人では、疾患が1.6倍起こりやすい」と読んでよい(リスクの比だから)。次節のORと読み方が違う点に注意する。

寄与危険度

  • 曝露に関連したリスクの差を測る指標。
  • とのリスクの差。
  • での疾患を「ベースラインの期待リスク」とみなして計算する。
AR=aa+b−cc+dAR%=RR−1RR×100%AR = \frac{a}{a+b} - \frac{c}{c+d} \qquad\qquad AR\% = \frac{RR-1}{RR} \times 100\%

💡 例:喫煙者の肺癌リスクが21%、非喫煙者が1%の場合、AR=20パーセントポイントとなる。この差を「喫煙をなくしたときの減少」と読むには、観察された関連が因果で、などの偏りが十分に扱われている必要がある。

2種類の寄与割合

寄与割合には、母集団のとり方で2つある。

指標 何の割合か 式
での寄与割合(、AR%) 曝露した人の罹患のうち、曝露によって生じた割合 (I曝露−I非曝露)÷I曝露×100=(RR−1)÷RR×100
集団寄与割合(人口、PAF) 集団全体の罹患のうち、曝露によって生じた割合 (I集団−I非曝露)÷I集団×100

集団全体の罹患 I集団 は、との罹患を、曝露の(Pe)で重みづけした平均である。このためPAFは、RRだけでなく曝露がどれだけ広がっているか(Pe)にも依存する。

PAF=Pe(RR−1)1+Pe(RR−1)(Levin の式。交絡がない場合)PAF = \frac{P_e (RR-1)}{1 + P_e (RR-1)} \quad \text{(Levin の式。交絡がない場合)}

別の表し方(Miettinen の式)では、症例のうち曝露していた人の割合 Pc を使い、PAF=Pc×(RR−1)÷RR となる。後者は、を調整したを代入しても妥当な値になる一方、Levin の式はがあると、調整済みのRRを入れても偏る1。

計算例:大麻使用と精神病症状(コホート研究)

授業が取り上げた、オランダの一般住民を3年追跡した2の、使用と追跡時のに関する2×2表(授業の数値)。はであり、診断されたの発症と同一視しない。

使用 あり 症状なし 計 (リスク)
あり(曝露) 8 304 312 8/312=2.56%
なし 30 3,622 3,652 30/3,652=0.82%
計 38 3,926 3,964 38/3,964=0.96%

⚠️ この表は授業の記載であり、原著の表との照合はできていない。 原著のは、基準時に精神病のなかった対象を4,045人としており2、授業の表の合計3,964人とは一致しない。を「使わない」の定義(基準時だけか、追跡期間を通じてか)や解析対象の違いなどが考えられるが、原著の表を確認できていないため断定しない。以下の値は指標の読み方を学ぶための数値例であり、原著の推定値として引用しない。が示す原著の推定値は、基準時の使用に対する調整後2.76(95%信頼区間1.18〜6.47)である2。

指標 計算 値
(RR) (8/312)÷(30/3,652) 約3.1
(AR) 2.56%−0.82% 約1.7パーセントポイント
での寄与割合 (RR−1)÷RR 約68%
曝露の Pe 312÷3,964 約7.9%
集団寄与割合(PAF) (38/3,964−30/3,652)÷(38/3,964) 約14%

💡 同じ曝露でも、での寄与割合(約68%)と集団寄与割合(約14%)は大きく違う。 曝露している人が集団の中で少数(約8%)だからである。の関連の大きさと、集団全体での寄与は別の問いである。ここで計算したRRや割合はを調整していない粗の値であり、因果効果として読んではならない。が示す調整後は2.76で、ここで計算した粗いRRとは指標も調整方法も異なる。

⚠️ PAFはでの寄与割合(AR%)とは別物である。 PAFは曝露のにも依存する。さらに、複数の危険因子について別々に計算したPAFを単純に足すと合計が100%を超えることがある——各PAFは「その因子だけを取り除いた場合」を仮定した計算であり、危険因子どうしが重なり合っている(同じ症例が複数の経路で「予防可能」と数えられる)ため、単純な合算は成り立たない3。

⚠️ PAFの前提。 PAFは「原因を取り除けば、その分の症例が減る」という因果的な解釈を前提にする。そのため、曝露と疾患の関連が因果であること、がないこと、曝露を除去できる現実的な介入があることが必要で、前提が崩れれば数値の意味も崩れる1。

⚠️ (RR)だけを示すと、効果の大きさが実際より大きく見える。 (RRR)はベースラインリスクによらず一定の値になるが、(ARR)とNNT(=1/ARR)はベースラインリスクに応じて大きく変わる。同じRRR25%でも、ベースラインリスクが高い集団ではARR10%・NNT10だが、低い集団ではARR2.5%・NNT40になりうる4。患者に伝えるときは相対指標だけでなく絶対指標(ARR・NNT)を併記する。

オッズ比

  • で用いる関連の指標。
  • 症例群における曝露のと、対照群における曝露のの比。
OR=a/cb/d=a×db×cOR = \frac{a/c}{b/d} = \frac{a \times d}{b \times c}

💡 例:で肺癌患者3020人、健常者255人が喫煙歴ありと回答した場合、OR=8となり、肺癌患者は健常者に比べて喫煙歴を持つが8倍であると解釈する。

⚠️ では・のリスクを直接計算できないため、RRの代わりにORを用いる。が十分に稀なら、ORはRRに近づく。 逆にが稀でない場合、ORはRRより1から遠い値になりやすく、両群のリスクが大きいほど乖離は開く5。「稀」であるべきなのは曝露でなくであり、単一の固定した頻度を近似の成立基準にはしない。

ORの読み方の落とし穴

⚠️ OR 3.2を「疾患が3.2倍起こりやすい」と読んではならない。 ORは「曝露のの比」であり、正しい読みは「患者は、非患者に比べて、その曝露を受けていたが3.2倍」である。疾患のなりやすさ(リスク)の比に読み替えてよいのは、疾患が稀でORがRRに近いときだけである。RRなら「曝露した人で疾患が1.6倍起こりやすい」と読める。

指標 正しい読み よくある
RR 1.6(コホート) 曝露した人では疾患が1.6倍起こりやすい —
OR 3.2(症例対照) 症例は対照より曝露していたが3.2倍 曝露すると疾患が3.2倍起こりやすい(リスクの比と取り違える)

信頼区間の読み方

(RR・ORの値)は研究ごとにでずれるため、で「ありうる範囲」を併せて読む。は、標本データに基づいて母集団の値がありうる範囲を示す。有意かどうかだけで二分するより、効果の大きさと不確かさを見るほうが有用である6。一般論(の構成、p値との関係)はと推定・仮説検定の論理が正本である。

比の指標(RR・OR)では、帰無値は1である(差の指標なら0)。

例(設問) 区間 読み
RR 3.1(0.85〜5.1) 1を含む 有意でない。は大きいが、「関連なし」(1)もありうる。効果がないとしたのではなく、データが足りず判定できない
OR 3.2(2.5〜3.7) 1を含まない 有意。区間も狭く、推定は精密
RR 1.6(1.3〜86.7) 1を含まない(下限は1より上) 有意だが、区間が極端に広く推定が不安定。標本が小さい、事象が少ない、などを疑って慎重に読む

⚠️ 最後の例の数値は、標準的な計算(比の区間は対数尺度でを中心に対称)からは不自然である。RR 1.6で下限が1.3なら、対称な上限は約2前後になるはずである。1つ目の例も、区間が0.85〜5.1なら対数尺度の中心は約2.1で、3.1とは合わない。設問の数値は実データの計算結果ではなく、読み方を練習するための数字である。の読み方の演習として使うときは、「区間が1を含むかで有意かを見る」「区間が広いほど、推定が不確かである」という点を学ぶ。区間の幅は標本の大きさと事象の数で決まる。

💡 読む順序:①で効果の向きと大きさを見る(1より大きいか小さいか)→②区間が1(または0)を含むかで有意かを見る→③区間の幅で精度を見る→④関連の強さが臨床的に意味のある大きさかを考える。

ゼロのセルがあるとき

2×2表のどこかが0だと、ORの式(ad÷bc)は0または無限大になり、標準誤差も計算できない。

  • 解析ソフトは、全セルに0.5のような一定値を足す()ことがよくある。ただしこれは推定を「差なし」の方向へ偏らせ、分散を過大にするというをもつ7。
  • 補正の仕方で結果が変わるため、疎なデータでは複数の方法ですることが勧められる8。
  • 両群ともイベントが0件の研究は、効果の向きも大きさも示さないため、では通常は除外される(系統的レビューと)。

まとめ

  • RR()はで用いる比の指標であり、のリスクがの何倍かを表す。デザインごとに計算できる指標が決まる(コホート=RR、症例対照=OR、横断=)。
  • AR()はとのである。その因子を除去した場合の減少量と読むにはなどの前提が要る。での寄与割合は(RR−1)/RR、集団寄与割合(PAF)は曝露のにも依存する。
  • OR()はで用いる指標であり、疾患がまれであればRRの近似値として解釈できる。ORを「疾患が何倍起こりやすいか」と読むのは誤りである。
  • は、1(差の指標なら0)を含むか、幅が狭いかを見て読む。0のセルはで結果が動くため、をする。

出典

  1. 1.Population attributable fraction in textbooks: Time to revise(Global Epidemiology(著者 Mohammad Ali Mansournia ら)・2021)全文で、人口寄与割合(PAF)が「曝露を取り除いたら起こらなかったはずの症例の割合」という因果的な解釈をもつ量であり、因果関係・交絡がないこと・曝露を除去できる現実的な介入があることなどを前提にすること、Levin の式(曝露の有病率Peと相対危険度RRから計算)が交絡があると、調整済みのRRを入れても偏ること、Miettinen の式(症例中の曝露の割合Pcと(RR−1)/RR の積。調整済みRRを入れれば交絡のもとでも妥当)があること、複数の危険因子のPAFの合計が1を超えうることを確認した。教科書43冊の検討では、Levin の式を示すものが29冊(67%)、交絡調整を考慮するMiettinen の式を勧めるものが4冊(9%)だったこと。閲覧 2026-11-10
  2. 2.Cannabis use and psychosis: a longitudinal population-based study(American Journal of Epidemiology・2002)抄録(Europe PMC に載る抄録、PMID 12181101)で、オランダの一般住民のうち精神病のない4,045人(と基準時に精神病性障害のある59人)を3年追跡したこと(1997〜1999年)、基準時の大麻使用が追跡時の何らかの水準の精神病症状を予測し、調整後オッズ比が2.76(95%信頼区間1.18〜6.47)だったことを確認した。全文は出版社サイトが自動アクセスを遮断して取得できず、表1・表2の人数(基準時の使用者・非使用者ごとの症状あり/なし)は確認していない。閲覧 2026-11-11
  3. 3.An illustration of and programs estimating attributable fractions in large scale surveys considering multiple risk factors(BMC Medical Research Methodology(著者 Simon Rückinger, Rüdiger von Kries, André Michael Toschke)・2009)複数の危険因子について個別に計算した人口寄与危険度割合(PAF)を単純に足し合わせると合計が100%を超えうること。これは危険因子どうしが重なり合っており、1人の症例が複数の経路で「予防可能」と重複して数えられるために生じること閲覧 2026-08-27
  4. 4.Tips for learners of evidence-based medicine: 1. Relative risk reduction, absolute risk reduction and number needed to treat(CMAJ(著者 Alexandra Barratt, Peter C. Wyer, Rose Hatala ら, for the Evidence-Based Medicine Teaching Tips Working Group)・2004)相対リスク減少(RRR)はベースラインリスクが変わっても一定の値を示すため、絶対リスク減少(ARR)やNNT(=1/ARR)が大きく異なる2つの集団でも同じ大きさの効果に見えてしまうこと。高リスク群ではRRR25%・ARR10%・NNT10だが、低リスク群では同じRRR25%でもARRは2.5%・NNTは40になるという数値例閲覧 2026-08-27
  5. 5.When can odds ratios mislead?(BMJ(著者 Huw Talfryn Oakley Davies, Iain Kinloch Crombie, Manouche Tavakoli)・1998)アウトカムが稀でないとき、オッズ比はリスク比を1から遠ざける向きに系統的に誇張すること(=オッズ比がリスク比の近似になるのはアウトカムが稀なときに限られる)。オッズ比をリスク比として読む誤りが臨床文献で広く見られること閲覧 2026-08-27
  6. 6.Confidence intervals rather than P values: estimation rather than hypothesis testing(BMJ・1986)抄録で、仮説検定とP値で結果を有意・非有意に二分することは、効果の大きさの推定や信頼区間のような、研究結果を解釈するうえでより有用な方法を損ねていること、信頼区間は標本データに基づき母集団の値がありうる範囲を示すこと、主要な結果には本文と抄録の両方で信頼区間を示すべきことを確認した。閲覧 2026-11-10
  7. 7.Cochrane Handbook for Systematic Reviews of Interventions, Chapter 10: Analysing data and undertaking meta-analyses(Cochrane・2026)版6.5.1(2026年11月更新と記載)の第10章の前半(本文の先頭から約10万字)で、10.4.4.1〜10.4.4.2に、ソフトウェアは2×2表に0のセルがあると全セルに0.5のような一定値を加えるのが通例であること、この補正は推定を「差なし」の方向へ偏らせ分散を過大にする望ましくない作用をもつこと、両群ともイベントが0件の研究はオッズ比・リスク比のメタアナリシスでは効果の向きも大きさも示さないため通常除外されることを確認した。10.10.2のI²の目安(0〜40%は重要でない可能性、30〜60%は中等度、50〜90%は相当、75〜100%は大きな異質性。いずれも断定的な基準ではない)、10.10.4.1の固定効果モデルとランダム効果モデルの選択に関する議論(異質性の検定結果で選ばない)も確認した。後半の約8万字は読んでいない。閲覧 2026-11-10
  8. 8.What to add to nothing? Use and avoidance of continuity corrections in meta-analysis of sparse data(Statistics in Medicine・2004)抄録で、片方または両方の群でイベントが0件の疎なデータでは連続性補正がしばしば必要になるが、補正の仕方が結果と結論に影響しうること、シミュレーションで定数を加える補正は補正の代替法より劣る場面が多いこと、複数の方法と補正係数による感度分析を日常的に行うことを推奨していることを確認した。閲覧 2026-11-10