公衆衛生学

公衆衛生学 · 08

系統的レビューとメタアナリシス(PRISMA・フォレストプロット・異質性・ファンネルプロット、評価ツール)

Systematic reviews and meta-analysis: PRISMA, forest plots, heterogeneity, funnel plots, STROBE and Newcastle-Ottawa

前提:臨床
クリティカルリーディング(論文の批判的吟味)

🧠 全体像:1つの研究の結果は、とで揺れる。そこで同じ問いに答える研究を系統的に(再現できる手順で)集め、質を評価し、結果を統計的に統合するのが系統的レビューとである。ただし統合した結果は、含まれる研究と同じだけしか信頼できない。質の低い研究を集めても、確かなにはならない。

論文を探す:データベースと索引語

役割
PubMed 生物医学の文献データベース。無料で使える
Web of Science 論文どうしの引用関係から探せる有料のデータベース
Cochrane のデータベース Cochrane レビュー(系統的レビュー)を収録
索引語(MeSH) 生物医学の概念を表すの語句。論文に索引をつける担当者は、の一覧にある語だけを使い、別の綴りや言い換えは使わない

💡 検索の工夫:の索引語を使えば、綴りの揺れや言い換えに関係なく、同じ概念の論文を拾える。ただし、索引がまだ付いていない新しい論文もあるので、索引語に自由な語(・の語)を組み合わせて検索する。集めた文献は、文献管理ソフトで整理し、引用の書式を自動化する。

系統的レビューとは

系統的レビューは、明確な問いに対し、事前に決めた方法で、網羅的に文献を探し、選択の基準を満たす研究を選び、のリスクを評価し、結果を統合するレビューである。結果を統計的に統合する手続きがで、系統的レビューの一部である(統合できない場合は、統合せず文章でまとめる)。

flowchart TD
    A["問いを定め、方法を事前に決める"] --> B["複数のデータベースで検索する"]
    B --> C["重複を除く"]
    C --> D["題名・<span class='jp-term jp-term-diagram' title='abstract'>抄録</span>で選別する(スクリーニング)"]
    D --> E["全文を読み、<span class='jp-term jp-term-diagram' title='inclusion criteria'>組み入れ基準</span>で適格性を判断する"]
    E --> F["データを抽出し、各研究の<span class='jp-term jp-term-diagram' title='bias'>バイアス</span>のリスクを評価する"]
    F --> G["統合する<br>(量的:<span class='jp-term jp-term-diagram' title='meta-analysis'>メタアナリシス</span>/質的)"]
    G --> H["結果の確実性を評価し、報告する"]

報告の指針:PRISMA

系統的レビューの報告の質を高めるためのガイドラインがPRISMAである。2020年版は、2009年版を置き換えるもので、7つの節にわたる27項目のチェックリストと、検索から組み入れまでを示すフロー図などからなる1。

例:喫煙と死産のレビューの選択過程

妊娠中の喫煙との関係を調べたレビューでは、4つのデータベースから2,934件を見つけ(ほかに参考文献リストから5件)、重複1,168件を除いた1,766件の題名を調べた。全文を評価した42件のうち8件は、量的・質的なデータが無いなどの理由で除外された(講義資料に再掲された図の記載では、妊娠期間の記載なし3件、の関連データなし2件、周産期死亡をとして扱ったもの1件、を18週から定義したもの1件、糖尿病のある喫煙者だけを対象にしたもの1件)。最終的に34研究を採用し、24研究を量的統合、残り10研究を文章による統合に用いた2。同一研究の2種類のデザインを別々に解析したため、量的統合には25件のデータが入っている。

⚠️ 講義資料に再掲された原著のフロー図は、重複除去後1,766件から説明なく1,173件へ減り、全文評価42件から量的統合24件・質的統合10件への矢印も誤解を招く。原著本文では1,766件を題名で選別したと記され、量的統合24件と文章による統合10件は採用した34件の内訳である。フロー図を読むときは、各段階の分母、除外数、組み入れ数が整合するか本文と照合する。

評価のツール:報告の質と研究の質は別

ツール 何を評価するか 要点
STROBE 観察研究で報告すべき項目 コホート・症例対照・横断の3デザインを対象とする22項目のチェックリスト(18項目は共通、4項目はデザイン別)。点数化して研究の質を判定するではない3
Newcastle-Ottawa 尺度(NOS) ・の質(のリスク) 3領域で最大9点:群の選択4点、群の比較可能性(の対処)2点、曝露・の確認3点4

💡 STROBEは報告に必要な項目を示し、NOSは研究の選択・比較可能性・曝露や結果の確認を評価する。報告が丁寧でも、研究のやり方が良いとは限らない。

⚠️ NOSの点数は、評価者によって大きくずれる。 の評価で、レビューアと原著者の評価の一致度(κ)は多くの項目で「わずか」(0.00〜0.15)で、論文に書かれていない情報があるため、レビューアのほうが高い点数(のリスクが低い評価)を付けた研究が多く、原著者のほうが自分の研究のリスクを高く見積もっていた。点数を機械的に使わず、評価の根拠を確認し、必要なら著者に問い合わせる4。

喫煙とのレビューでは、品質を高・低に分けるのにNOSが使われた(コホート・は7点以上、は5点以上を高品質とした)2。

授業で扱わない、より新しい道具

授業はSTROBEとNOSだけを扱うが、系統的レビューでは、個々の研究ののリスクと、結果全体の確実性を別ので評価することが多い。

評価する対象 要点
RoB 2 ののリスク 5つの領域(の過程、意図した介入からの逸脱、データの欠測、の測定、報告された結果の選択)と全体を「低リスク」「いくつかの懸念」「高リスク」で判定する。全体は最も不利な領域の判定に従い、点数は合計しない5
ROBINS-I 介入の効果を比べる非研究ののリスク 7つの領域(、参加者の選択、介入の分類、意図した介入からの逸脱、欠測データ、の測定、報告された結果の選択)を、同じ対象で行う仮想の無作為化試験(標的試験)と比べて判定する。「低リスク」は質の高い試験に相当し、について低リスクとなる非研究はまれである6
GRADE ごとの、エビデンス全体の確実性 確実性は高・中・低・非常に低の4段階。試験は高から、観察研究は低から始め、研究の限界・結果の非一貫性・間接性・不精確さ・で下げる。観察研究でも、効果が非常に大きい、がある、すべての妥当なが見かけの効果を小さくする方向に働く場合は上げうる7

💡 は目的で使い分ける。STROBEとPRISMAは報告の質、RoB 2・ROBINS-I・NOSは個々の研究ののリスク、GRADEは結果全体の確実性を見る。ROBINS-Iは介入の効果を調べる研究が対象なので、授業の喫煙とのような曝露の研究にはそのまま当てはまらない。GRADEの考え方は、前に学んだエビデンスの階層が「ガイドであって規則ではない」ことの具体的な仕組みである(疫学と因果推論)。

メタアナリシスの読み方

統合のしくみ

各研究の効果(この例では)を、精度の高い(標準誤差の小さい)研究ほど大きい重みで平均して、1つの統合値にまとめる。

  • 固定効果モデルは、すべての研究が同じ真の効果を測っていると考える。ランダム効果モデルは、研究ごとに真の効果が少しずつ違い、その分布の平均を推定すると考える。
  • どちらを使うかは議論があり、の検定の結果で決めないのが原則である。両方の解析を事前に計画して、結果が頑健かを確かめる方法もある8。

フォレストプロットの読み方

要素 意味
各研究の四角と横線 (四角)と95%信頼区間(線)。四角の大きさは重み(大きい研究ほど大きい)
縦の基準線 差がない値(なら1)
基準線より左/右 左はリスク低下、右はリスク増加(図の下に表記される)
ひし形 統合値。ひし形の幅が統合値の95%信頼区間
線が基準線をまたぐ その研究は単独では有意でない

異質性:I²

研究どうしの結果がどれくらいばらつくか()を示すのがI²で、「推定値の総ばらつきのうち、ではなく研究間の違いによる部分の割合」である。の検定は研究数に左右されるが、I²は研究数に依存しない9。

I²
0〜40% 重要でない可能性
30〜60% 中等度の
50〜90% 相当の
75〜100% 大きな

⚠️ この目安は断定的な基準ではなく、の大きさそのものより、効果の向きと大きさ、を示す証拠の強さで重要度が変わる。研究数が少ないとI²の不確かさも大きい8。が大きいときは、統合値を1つの数字として強く主張せず、その原因(デザイン・対象・曝露の定義の違い)を探る。

例:喫煙と死産のメタアナリシス

ランダム効果モデル(逆分散法)で統合した(95%信頼区間)2。

分け方 区分(研究数) (95%信頼区間) I²
別 (15) 1.49(1.36〜1.63) 84%
(8) 1.34(1.23〜1.45) 20%
(2) 1.62(1.31〜2.00) 0%
全体(25件のデータ) 1.47(1.37〜1.57) 78%
喫煙の量別 1日1〜9本(6件) 1.09(0.97〜1.24) 0%
1日10本以上(7件) 1.52(1.30〜1.78) 80%
全体 1.35(1.19〜1.53) 76%
の在胎週数の定義別 20週以上(11件) 1.43(1.32〜1.54) 70%
24週以上(4件) 1.58(1.21〜2.06) 79%
28週以上(7件) 1.33(1.18〜1.49) 62%
全体 1.43(1.33〜1.54) 79%

読み取るポイント:

  • 全体:妊娠中の喫煙は、のが高いことと関連した(1.47)。デザイン間の差の検定はP=0.11で、差がないと証明したわけではない。各デザインの推定値は同じ方向だった。
  • 量反応:1日1〜9本ではが1を含み有意でない(1.09)が、10本以上では1.52。量が多いほどが高い量反応関係を示す(群間差P=0.001)。
  • 在胎週数の定義:20週以上・24週以上・28週以上の各群で統合値は1.3〜1.6と同じ向きだった。群間差の検定はP=0.39だが、定義の影響がないと確定したわけではない。
  • :全体のI²は78〜79%で、Cochrane の目安では「大きな」にあたる(著者は中等度と記述している)。特に(84%)で大きく、その統合値は慎重に扱う必要がある。
  • 講義資料の2つの図は一致しない:講義資料には、個々の研究の結果を抜き出した一覧がある。そこに載る Aliyu(RR 1.7)・Wood(OR 1.12)・Efkarpidis(OR 1.02)は、フォレストプロットの値(Aliyu OR 1.43、Wood OR 1.04、Efkarpidis OR 1.20)と違う。解析に入力された値であるフォレストプロットを正として読む。

⚠️ は含まれる観察研究の質で決まる。このレビューでは、14件が1つ以上のを調整していた一方、4件は何も調整しておらず、喫煙状況を唾液などで生化学的に確認した研究もなかった2。粗に近い値を統合しているため、因果の大きさとして読まず、「喫煙でのリスクが上がる方向で一貫している」と読む。

出版バイアスとファンネルプロット

結果が有意な研究のほうが公表されやすいと、公表された研究だけを統合した結果は偏る()。これを調べるのがファンネルプロットで、横軸に効果の推定値、縦軸に精度(標準誤差。上ほど精度が高い)をとって、研究ごとに1点を打つ。

  • がなければ、精度の高い研究が上で狭く集まり、精度の低い研究が下で広く散って、左右対称の逆さのの形になる。
  • 左右が非対称(小さい研究の結果が片側に偏る)なら、などを疑う。

⚠️ ただし、非対称はの診断ではない。真のなどでも非対称は生じる。非対称の検定は、少なくとも10件の研究があるときにだけ使う10。

喫煙とのレビューのファンネルプロットでは、縦軸の下側(標準誤差が大きい小さな研究)にが並ぶ。標準誤差が約0.27を超える4点はすべてで、うち3点は統合値(1.47)より右側( 約1.8〜2.1)、1点は左側(約1.2)にある。右側に寄る傾向はあるが、左側にも点が残る。著者は図を目で見て「左右対称でのリスクは低い」と判断した2が、目視による判断はであり、小さな研究が右側にやや偏っているようにも読める。

Cochrane レビューと限界

Cochrane は、介入の効果についての系統的レビューを継続的に作成・更新する国際的な組織で、量的な統合のほか、質的な研究を統合するレビューも作る。たとえば、妊娠中の禁煙支援をテーマにした例では、薬物介入の効果やの効果を統合するレビューのほかに、やの利用に影響する要因を質的に統合するレビューがある。

解析ソフトは、Cochrane のレビュー作成に用いる RevMan が代表的で、喫煙とのレビューでもランダム効果モデルの解析に使われた2。

⚠️ 限界を忘れない。

  • の階層(疫学と因果推論)を常に意識する。
  • は、含まれる研究と同じだけ信頼できる。 統合は精度を上げるが、個々の研究のは消さない。
  • 結果の解釈が、そのまま意思決定を助けるとは限らない。効果の大きさ・確実性・害・費用・患者の価値観をあわせて考える。

まとめ

  • 系統的レビューは、事前に決めた方法で網羅的に文献を探し、質を評価して統合する。は、その結果を統計的に統合する手続きである。報告の指針はPRISMA(27項目とフロー図)である。
  • STROBEは観察研究で報告すべき項目を示す指針、NOSは研究の選択・比較可能性・曝露や結果の確認を評価する尺度である。NOSの点数は評価者間でずれやすい。
  • フォレストプロットでは、と、重み、統合値(ひし形)を読む。はI²で見て、大きいときは統合値を過信せず原因を探る。
  • ファンネルプロットの非対称はの診断ではなく、検定は10件以上のときに使う。統合結果は含まれる研究の質を超えない。
  • 報告の質(STROBE・PRISMA)、個々の研究ののリスク(RoB 2・ROBINS-I・NOS)、結果全体の確実性(GRADE)は別の問いで、別ので見る。

出典

  1. 1.The PRISMA 2020 statement: an updated guideline for reporting systematic reviews(BMJ・2021)全文で、系統的レビューの報告のためのガイドラインであるPRISMA 2020が、2009年版を置き換えるものであり、7つの節にわたる27項目のチェックリスト、抄録のチェックリスト、検索と選択の過程を示す改訂されたフロー図などからなること、介入の効果を評価する系統的レビューを主な対象に設計されたことを確認した。閲覧 2026-11-10
  2. 2.Maternal smoking and the risk of still birth: systematic review and meta-analysis(BMC Public Health・2015)全文の結果節と図1で、4つのデータベースから2,934件を検索し重複1,168件を除いた1,766件の題名を選別し、最終的に34件(コホート研究21・症例対照研究8・横断研究5)を採用、うち24件(二重の研究デザインを含む1件を2つと数えて25件のデータ)を量的統合に、10件を文章による統合に用いたことを確認した。図1には重複除去後の1,766件から1,173件への説明のない減少があり、本文の選別数と一致しない。品質評価にNOS(コホート・症例対照は最大9点、横断は最大7点)を、解析にRevMan 5.3のランダム効果モデルを用いたこと、統合OR 1.47(95%信頼区間1.37〜1.57)、量別・死産定義別の推定値、交絡調整と曝露測定の限界、漏斗図についての著者の判断を確認した。閲覧 2026-11-10
  3. 3.The Strengthening the Reporting of Observational Studies in Epidemiology (STROBE) statement: guidelines for reporting observational studies(The Lancet・2007)抄録で、STROBE声明が、コホート研究・症例対照研究・横断研究の3つの観察研究のデザインを対象に、論文の題名・抄録・序論・方法・結果・考察に関する22項目のチェックリストを示すこと(18項目は3デザイン共通、4項目はデザインごと)を確認した。閲覧 2026-11-10
  4. 4.Newcastle-Ottawa Scale: comparing reviewers' to authors' assessments(BMC Medical Research Methodology・2014)全文で、Newcastle-Ottawa尺度(NOS)が、症例対照研究とコホート研究について、研究群の選択(4点)・群の比較可能性(2点)・曝露とアウトカムの確認(3点)の3領域で、バイアスのリスクが小さいほど高得点となる最大9点の尺度であること、インフルエンザの重症化の危険因子を調べた系統的レビューのコホート研究65件で、レビューアと原著者の評価の一致度(κ)が項目の大半で「わずか」(0.00〜0.15)にとどまり、レビューアのほうが2点以上高い点数を付けた研究が多かったこと、論文に書かれていない情報は著者に問い合わせる必要があると結論していることを確認した。閲覧 2026-11-10
  5. 5.Cochrane Handbook for Systematic Reviews of Interventions, Chapter 8: Assessing risk of bias in a randomized trial(Cochrane・2019)版6.5(第8章は2019年10月更新と記載)の第8章の要旨を取得して、RoB 2が5つの領域(無作為化の過程によるバイアス、意図した介入からの逸脱によるバイアス、アウトカムデータの欠測によるバイアス、アウトカムの測定のバイアス、報告された結果の選択のバイアス)からなり、領域ごとと全体を「低リスク」「いくつかの懸念」「高リスク」で判定すること、全体の判定は最も不利な領域の判定であること、点数を合計しないことを確認した。章の全文は読んでいない。閲覧 2026-11-11
  6. 6.ROBINS-I: a tool for assessing risk of bias in non-randomised studies of interventions(BMJ・2016)全文(Europe PMC の本文XML)で、ROBINS-Iが介入の効果(利益または害)を比べる非ランダム化研究のバイアスのリスクを評価する道具であること、7つの領域(交絡、研究への参加者の選択、介入の分類、意図した介入からの逸脱、欠測データ、アウトカムの測定、報告された結果の選択)があること、各研究を同じ対象で行う仮想の「標的試験」を模倣する試みとして評価すること、判定が「低リスク」「中等度」「重大」「極めて重大」と「情報なし」で、「低リスク」は質の高いランダム化試験のリスクに相当し、交絡について低リスクとされる非ランダム化研究はまれであることを確認した。閲覧 2026-11-11
  7. 7.GRADE: an emerging consensus on rating quality of evidence and strength of recommendations(BMJ・2008)PMC の本文ページを取得して(要約を介した確認)、エビデンスの質を高・中・低・非常に低の4段階で評価すること、ランダム化比較試験は高から、観察研究は低から始めること、研究の限界・結果の非一貫性・間接性・不精確さ・報告バイアスで下げること、観察研究では効果が非常に大きい場合・用量反応関係がある場合・すべての妥当なバイアスが見かけの効果を小さくする方向に働く場合に上げうることを確認した。推奨の強さの部分は読んでいない。閲覧 2026-11-11
  8. 8.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
  9. 9.Quantifying heterogeneity in a meta-analysis(Statistics in Medicine・2002)抄録で、メタアナリシスの異質性の程度が全体の結論の難しさを左右すること、異質性の検定は研究の数に依存すること、I²が「研究ごとの推定値の総ばらつきのうち、異質性による部分の割合」を表し、研究の数や効果指標に依存しない指標であること、異質性の検定よりHまたはI²を報告すべきだとしていることを確認した。閲覧 2026-11-10
  10. 10.Cochrane Handbook for Systematic Reviews of Interventions, Chapter 13: Assessing risk of bias due to missing evidence in a meta-analysis(Cochrane・2024)版6.5(第13章は2024年8月更新と記載)の13.3.4.3〜13.3.4.5で、ファンネルプロットの非対称性(小規模研究効果)は報告されない研究(出版バイアス)以外の理由、たとえば真の異質性や、効果推定値と標準誤差の人為的な相関でも生じうること、非対称性は非報告バイアスの存在の診断として用いるべきでないこと、非対称性の検定は少なくとも10件の研究があるときだけ使うべきことを確認した。閲覧 2026-11-10